解析110kV變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

王愛(ài)斌

摘 要：110kV直流電源作為電力系統(tǒng)中重要的組成部分之一，其具有相對(duì)的獨(dú)立性，其他系統(tǒng)的運(yùn)行不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，在電力部門將交流系統(tǒng)停止運(yùn)行后還能繼續(xù)工作。本文就對(duì)110kV變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)討論。

關(guān)鍵詞：110kV變電站 直流系統(tǒng) 日常檢查 運(yùn)行 維護(hù)

引言

直流系統(tǒng)的正常與否，直接影響到變電所繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行，可以說(shuō)，直流系統(tǒng)如果發(fā)生故障不能提供正常的直流電源，整個(gè)變電所都將被迫停運(yùn)。所以提高直流系統(tǒng)的可靠性，加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)的監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并予以消除非常重要。

1、直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及注意事項(xiàng)

用于二次控制系統(tǒng)和繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置的直流供電電源，規(guī)程要求其電壓紋波系數(shù)不大于2%；作為用電設(shè)備的電源端，直流供電電源輸出電壓應(yīng)略高于用電設(shè)備的額定電壓，正常情況下直流供電電源輸出電壓約為用電設(shè)備的額定電壓的1.05倍，如用電設(shè)備的額定電壓是220V，則直流供電電源輸出電壓約為直流231V；如用電設(shè)備的額定電壓是110V，則直流供電電源輸出電壓約為直流116V。最高輸出電壓不得高于額定電壓的110%，在失去交流供電后，直流供電電源僅靠蓄電池組作為供電電源，需對(duì)直流系統(tǒng)的輸出電壓加強(qiáng)監(jiān)視，確保直流供電電源輸出電壓不低于額定電壓的85%，否則將導(dǎo)致二次控制系統(tǒng)和保護(hù)設(shè)備不能可靠運(yùn)行，后果不堪設(shè)想。

當(dāng)繼電保護(hù)裝置雙重化配置時(shí)，兩套繼電保護(hù)裝置和跳閘線圈應(yīng)分別由不同的電源對(duì)應(yīng)供電，第一套保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)第一組跳閘線圈，第二套保護(hù)裝置對(duì)應(yīng)第二組跳閘線圈，對(duì)于斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的操作閉鎖回路，應(yīng)由獨(dú)立的直流熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電。由一套裝置控制多組斷路器（例如母線保護(hù)、變壓器差動(dòng)保護(hù)、各種雙斷路器接線方式的線路保護(hù)等）時(shí)，各保護(hù)裝置與每一斷路器的操作回路應(yīng)分別由專用的直流熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電。單斷路器接線的線路保護(hù)裝置也不建議與斷路器操作回路合用直流熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)，防止母線保護(hù)或自動(dòng)裝置作用于斷路器時(shí)發(fā)生失靈。采用遠(yuǎn)后備原則配置保護(hù)時(shí)，其所有保護(hù)裝置，以及斷路器操作回路等，可僅由一組直流熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電。特別要提出的是，500kV變電所在正常運(yùn)行時(shí)，一定要保持兩組蓄電池系統(tǒng)的獨(dú)立性，即電氣上不相連接。這不僅有助于提高直流系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也能有效地減小直流系統(tǒng)的對(duì)地電容，減小直流接地時(shí)產(chǎn)生的電容電流。

信號(hào)回路應(yīng)由專用的直流熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電，不得與其他回路混用。由不同熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)供電的兩套保護(hù)裝置的直流回路之間不允許有任何電的聯(lián)系，各保護(hù)裝置之間、保護(hù)柜之間、柜與其它設(shè)備之間等，均應(yīng)采用光纖、光電耦合或繼電器空接點(diǎn)進(jìn)行連接，不應(yīng)有電的直接聯(lián)系。每一套獨(dú)立的供電回路均應(yīng)設(shè)有直流電源消失的報(bào)警回路，避免發(fā)生由于接線松動(dòng)或發(fā)生故障時(shí)電源消失卻無(wú)法立即報(bào)警的問(wèn)題。

事故照明宜分為兩個(gè)回路，分別接在兩段母線上；在有直流動(dòng)力合閘和大容量直流電動(dòng)機(jī)的情況下，這些動(dòng)力負(fù)荷應(yīng)按其額定容量，平均分配在兩組蓄電池上；其他直流負(fù)荷，如試驗(yàn)電源，交流不間斷電源設(shè)備，常明燈，遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置的備用電源等應(yīng)按其容量平均接在直流母線上。

2、對(duì)110kV變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的處理措施

2.1對(duì)直流模塊故障的處理對(duì)策

直流模塊發(fā)生故障分為兩種情況，一種情況是單個(gè)直流模塊出現(xiàn)問(wèn)題，如果直流模塊無(wú)顯示，就表示是模塊中的保險(xiǎn)絲出現(xiàn)問(wèn)題，只需要對(duì)其進(jìn)行更換就可以解決；如果出現(xiàn)的是顯示異常現(xiàn)象問(wèn)題，就是模塊的工作系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂的現(xiàn)象，只需要將模塊進(jìn)行重新啟動(dòng)就可以解決。如果還是無(wú)法對(duì)顯示進(jìn)行改善，那就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查，最終確定出現(xiàn)問(wèn)題的部位來(lái)進(jìn)行處理。另一種情況就是整個(gè)模塊出現(xiàn)了問(wèn)題，就需要先使模塊停止運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行檢修，并且，在檢修過(guò)程中為了使系統(tǒng)能夠繼續(xù)進(jìn)行工作，還要根據(jù)需要檢修時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)對(duì)其進(jìn)行管理，檢修時(shí)間較短時(shí)，可以加入電池組來(lái)保證其正常地運(yùn)行，如果檢修的時(shí)間較長(zhǎng)，就要選擇一個(gè)性能良好的模塊暫時(shí)代替其進(jìn)行工作。

2.2對(duì)母線電壓出現(xiàn)異常的處理對(duì)策

在直流系統(tǒng)母線電壓出現(xiàn)異常的故障中，首先就要對(duì)電壓進(jìn)行有效的測(cè)量，并與系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電壓做出比較，如果出現(xiàn)的是電壓增大的情況，將浮沖電流進(jìn)行就一定的減小就可以了，如果出現(xiàn)的是電壓減小的情況，這就需要對(duì)浮沖電流進(jìn)行檢查，觀察其是否出現(xiàn)突然增加的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)這一現(xiàn)象，就要對(duì)自動(dòng)調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行檢查，反之則表示浮充電流無(wú)故障，將電流進(jìn)行一定的提高就可以了，這樣就可以將異常的的問(wèn)題進(jìn)行解決，然后通知專業(yè)的修理人員來(lái)對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步修理工作。同時(shí)，直流系統(tǒng)母線還會(huì)出現(xiàn)缺項(xiàng)的問(wèn)題，在出現(xiàn)這種問(wèn)題時(shí)，就要馬上對(duì)電源進(jìn)行檢查，查看電源開(kāi)關(guān)是否存在問(wèn)題，并且對(duì)與電源連接的各條線路進(jìn)行檢查，是否存在松動(dòng)、斷線等現(xiàn)象。

3、對(duì)110kV變電站直流系統(tǒng)接地故障的分析

3.1存在的危害

在直流系統(tǒng)接地故障中，存在著以下兩種情況：如果發(fā)生的是一點(diǎn)接地，不能造成系統(tǒng)的短路，對(duì)直流系統(tǒng)無(wú)影響，可以使直流系統(tǒng)保持正常地運(yùn)行，但是要對(duì)其進(jìn)行快速地檢修，以免另外一點(diǎn)接地，對(duì)系統(tǒng)造成影響。然后就是兩點(diǎn)同時(shí)接地了，如果出現(xiàn)這種情況，就會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的各種設(shè)備造成一定的影響，使系統(tǒng)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，對(duì)繼電器進(jìn)行一定破壞，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。而在直流系統(tǒng)中，往往是先發(fā)生一點(diǎn)接地，在對(duì)其不重視的情況下才產(chǎn)生的兩點(diǎn)接地，因此，當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地時(shí)就要進(jìn)行及時(shí)地處理，降低兩點(diǎn)接地的發(fā)生概率，使直流系統(tǒng)的運(yùn)行得到有效的保證。

3.2產(chǎn)生原因

在直流系統(tǒng)中線路比較多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其進(jìn)行工作的過(guò)程又是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，這種情況下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移，功能逐漸的下降；并且直流系統(tǒng)中很多部分往往是裸露在室外的，例如端子箱、機(jī)構(gòu)箱等，在一些天氣的影響下，比如酸雨、大風(fēng)等，會(huì)對(duì)其進(jìn)行一定的腐蝕，由于直流系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中存在著這些因素，就會(huì)導(dǎo)致直其出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)象；而且，在直流系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，缺乏有效的護(hù)理工作，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行定期的檢修，致使一些設(shè)備的絕緣性能得不到保證，也會(huì)造成系統(tǒng)接地現(xiàn)象；并且，在人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)，由于使用的操作方式不正確，導(dǎo)致一些具有導(dǎo)電性能的物品掉落到元件上也會(huì)造成接地現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3解決對(duì)策

3.3.1絕緣監(jiān)控裝置

在對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以在其中加入相應(yīng)的絕緣監(jiān)控裝置，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，電路中就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的信號(hào)，該裝置就會(huì)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行收集，將收集到的信號(hào)進(jìn)行分析，將分析出來(lái)的結(jié)果提供給相關(guān)的工作人員，工作人員根據(jù)其提供的結(jié)果就可以準(zhǔn)確地判斷出故障的發(fā)生地點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行處理。

3.3.2瞬間拉路法

根據(jù)每條線路負(fù)載的重要程度將其排序，依次將這些支路由輕到重拉開(kāi)，當(dāng)對(duì)某一條支路拉開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行全部回歸正常，就表示該條支路上出現(xiàn)了接地故障。雖然進(jìn)行這項(xiàng)工作時(shí)不受其他因素的影響，但是需要對(duì)每一條支路進(jìn)行拉開(kāi)，對(duì)直流系統(tǒng)的工作造成了一定的影響。

4、總結(jié)

隨著直流系統(tǒng)應(yīng)用的增加，加強(qiáng)對(duì)其運(yùn)行以及維護(hù)研究的重視程度。在直流系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)過(guò)程中，要嚴(yán)格按照工作要求來(lái)進(jìn)行，最少需要兩個(gè)工作人員來(lái)進(jìn)行，同時(shí)還要對(duì)電流回流的現(xiàn)象進(jìn)行控制，以防電流進(jìn)入其他的接口，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

參考文獻(xiàn)

[1]陳峰.110kV大塘變電站備用電源自動(dòng)投入系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)問(wèn)題分析[J].紅水河，2012，06（02）：79.

[2]黃森炯，王曉，王晴.蓄電池故障對(duì)110kV變電站安全運(yùn)行影響分析探討[J].蓄電池，2012，03（05）：212.