高壓直流換流站一次設備運行分析及故障預防

◎饒磊　劉馨

高壓直流換流站一次設備運行分析及故障預防

◎饒磊劉馨

為了能夠讓直流輸電系統(tǒng)能夠正常運行，高壓直流測量裝置的狀態(tài)是否正常是十分關(guān)鍵的。本文主要對換流站直流一次設備的故障原因進行分析，針對它的典型故障特征來提出具體的采取措施，并對它們進行總結(jié)，從而給設備維護人員提供一些借鑒。同時也為設備措施的改進奠定基礎，可以有效地避免同類故障的發(fā)生，進一步地提高直流輸電工程的穩(wěn)定性。

為了能夠讓交流電與直流電進行相互轉(zhuǎn)化，以保證電力系統(tǒng)提供額電能質(zhì)量比較安全可靠，一般將此類的站點定義為高壓直流輸電系統(tǒng)中的換流站。目前雖然我國電網(wǎng)系統(tǒng)中的換流站設備數(shù)量在不斷增多，但是它的安全保護工作絕對不能疏忽，必須要對一些常見的設備故障進行詳細地分析，并掌握相應的防護措施，做到真正地防范于未然，從而提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

對高壓直流換流站一次設備的障礙分析

水冷卻系統(tǒng)。在一次設備運行期間，一般水冷卻系統(tǒng)會發(fā)生以下一些故障表現(xiàn)：內(nèi)冷水壓力出現(xiàn)異常；電導率不能正常運行；溫度不在正常的范圍內(nèi)；控制系統(tǒng)出現(xiàn)混亂。

直流控制保護系統(tǒng)。對于普通的換流站來說，可以實現(xiàn)設備安全、可靠的運行，但是直流保護和控制系統(tǒng)的配置要嚴格遵守雙重化的原則，并按照這個原則來展開運行工作。當主、備用系統(tǒng)發(fā)生故障或者同事出現(xiàn)失電等問題時，直流雙極將會處于閉鎖狀態(tài)，對換流站的正常運行產(chǎn)生一定影響。

站用設備。高壓直流輸電換流站設備在運行期間，站用設備經(jīng)常會發(fā)生的故障通常表現(xiàn)為以下幾個方面。首先，最典型的故障情況就屬設備執(zhí)行異常出現(xiàn)跳閘。其次，2套直流保護系統(tǒng)失電。而換流站自身的冷卻系統(tǒng)主泵有時會處于失電狀態(tài)以及直流出現(xiàn)跳閘情況。

無功不足。無功不足因素主要是對直流的功率傳輸造成影響，當它發(fā)生故障時，經(jīng)常表現(xiàn)為功率的傳輸受到嚴重的影響。

針對一次設備的故障情況來提出相應的防范措施

一次設備的最典型特征就是數(shù)量多、種類復雜，它經(jīng)常被分為多種類型來討論，從而更好地針對具體情況來分析故障的原因，進而能夠提出更加有效地防護措施。一般分為開關(guān)類、油浸式平抗類、交流濾波器類、避雷器類等。根據(jù)類別的不同，采取的措施也大不相同。因此，下面針對設備類型的分布來展開分析。

開關(guān)類設備

對于這類一次設備來說，可以采用多種方式來進行防范。一些不完整串開關(guān)的防污閃、雨閃能力比較弱，所以為了彌補這方面的不足，可以適當?shù)貒娡縋RTV涂料。在對設備的范污閃進行研究的時候，要注意對不同廠家、不同類型設備的積污特性進行了解，同時要進行多家對比，針對污穢積聚情況來進行清污。而當開關(guān)出現(xiàn)絕緣拉桿松動的情況時，通常采用目視化的管理方式。所謂的目視化管理方式指的是先在開關(guān)分合閘的位置處對窗內(nèi)拉桿的聯(lián)結(jié)法蘭上做標記，然后進行定期巡視，如果發(fā)現(xiàn)標記的位移發(fā)生變化，那么就可以判定拉桿出松動，此時就要及時聯(lián)系設備生產(chǎn)廠家進行防松的改造。

油浸式平抗類設備

油浸式平抗類設備相對來說比較復雜一些。為了能夠更好地實現(xiàn)防護，就要加強對套管壓力的巡視和記錄，然后定期開展SF6微水測試。這個目的是為了保證它在平日里能夠?qū)崿F(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。除此之外，要定期清掃套管，讓它時刻保持清潔，避免積垢閃絡的情況發(fā)生。如：套管的傘裙間距達不到既定的標準，此時就應該要通過加硅橡膠傘裙套來解決這個問題，減少污穢閃絡和大雨時閃絡的現(xiàn)象出現(xiàn)。

交流濾波器類

日常基礎防護。這類一次設備所需要注意的要素有很多，所以要從各個方面進行分析。在遭遇低溫雨雪天氣時，要注意覆冰情況的產(chǎn)生，當超過一定范圍后要及時申請停電進行除冰，防止設備出現(xiàn)損壞。在電容器組高壓端管母線進行設計的時候，為了避免電纜破損導致斷路故障出現(xiàn)的情況出現(xiàn)，要注意電容器和管母線連接電纜的走向。當走向出現(xiàn)異常情況，要及時阻止進行觀察。此外，要加強對各個連接電纜的檢查維護力度，對于一些電纜絕緣膠皮破損、皸裂狀況要及時進行修補、更換。對于一些危險區(qū)域的電纜最好要予以加裝熱縮套管來進行絕緣防護，從而保證電纜與電容外殼、金屬構(gòu)架之間有一定的距離。當對電容器塔進行清掃時，首先要對施工人員進行安全教育，讓他們對一次設備的運行有一定的了解，對一些注意事項要交代清楚，如：禁止踩踏電容器套管等。另外，電容器在進行更換、安裝的過程時，要輕取輕放，盡量讓瓷瓶和殼體不受到任何損害。在搬運的過程中將容器處于直立狀態(tài)，利用吊環(huán)來完成搬運工作。

無功不足防護。第一，對換流站交直流濾波器的日常巡視間隔進行縮短，在巡視的過程中如果電容器出現(xiàn)漏油或是鼓肚的情況要立即停電進行處理，不能讓事故進一步擴大。第二，當這種類型的設備裝置都無法運行時，第一件事就是要通知工作人員進行處理，隨后要將系統(tǒng)任意一級進行手動閉鎖。第三，當設備由于運行不平穩(wěn)而導致發(fā)出警告信息時，這就表明這個區(qū)段出現(xiàn)無功 不足的情況。對于這類情況要對維修部門提出申請，對小組設備的工作狀態(tài)進行調(diào)整，讓它處于非選擇狀態(tài)，從而對計數(shù)器進行歸零處理，進而避免設備故障的惡化。

避雷器類。首先，要對各個變電站線路設備的防雷水平進行一個測量，并完成校核工作。對于那些設計院未提供有效的防雷校核報告要重新進行測量、計算。其次，對于一些新建、改建的線路，在驗收時要對避雷器進行防雷計算校核，對設備的選型以及安裝位置等情況都要進行全面地檢查，當出現(xiàn)較大的誤差時要予以糾正或者更換。

綜上所述，高壓直流換流站的一次設備數(shù)量多，種類繁多，這在一定程度上也要求設備的工藝水平以及運行維護能力和檢修能力需要得到不斷地提升。同時這些能力的高低對高壓直流輸電系統(tǒng)的正常運行有著緊密的聯(lián)系。由于設備出現(xiàn)故障的原因很多，所以要想準確找出具體的原因還是有一定困難的。因此，我國要加強對這方面的研究，加大人力、物力、財力的投入，努力實現(xiàn)一次設備能夠正常運行，出現(xiàn)故障次數(shù)少的目標。

（作者單位：湖北省電力公司檢修公司特高壓交直流運檢中心）