變電站直流系統故障分析及防范措施

宋蒙蒙

摘 要：直流系統是電力系統的重要組成部分，在變電站中，繼電保護裝置、各類自動裝置、通信裝置的工作電源、各種信號及控制回路電源等都是由站內直流系統提供的，如果變電站的直流系統癱瘓，繼電保護裝置、自動裝置、通信裝置等將失去其功能，站內的設備也無法監控，當遇到系統中發生故障時，保護裝置及斷路器無法動作，就會擴大事故范圍。因此，直流系統對電力系統的安全可靠運行起到了重要作用，可比喻為變電站的心臟。文章重點對變電站直流系統幾種故障進行了分析，并且相應的提出了一些防范措施。

關鍵詞：變電站；直流系統；故障；防范措施

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0102-02

引言

變電站是輸電系統的重要組成部分，其運行的穩定和安全性將直接影響輸電的效率。只有對直流系統的故障快速準確地做出診斷并消除，才能確保電力系統安全的運行，因此，做好變電站直流系統故障檢測和防范具有重要的現實意義。

1 變電站直流系統故障分析

1.1 直流系統組成元件故障

充電模塊是直流系統運行中較為重要的部分，主要會發生通訊中斷、保護動作、不均流和充電模塊故障等。一般充電模塊在正常的工作狀態下，都是均流的，但是，在發生故障時充電模塊就會出現不均流的工作狀態，從而使得直流系統出現故障。

直流系統監控器是充電機裝置發展到高頻開關電源階段后出現的一個新型裝置，主要以計算機為核心，加強了充電機的控制和保護功能，以及直流系統的管理和監測功能，及時將直流系統的運行狀態、運行數據上傳至變電站的后臺監控系統中。如果監控裝置出現問題，當直流系統出現故障時，就難以被及時發現，問題的惡化可能會對直流系統造成更為嚴重的影響。監控裝置的問題主要體現在設備故障和信息數據的傳輸方面，出現問題時需要進行故障設備的更換。

變電站的直流系統采用不接地系統，當其發生兩點接地時很可能會導致繼電保護誤動、拒動或是直流電源短路。因此，對直流系統絕緣的監測和直流接地的處理是直流電源運行的一項重要內容。直流系統的電纜線路走線遍布變電站內的各個地理位置，在運行的過程中很容易受到環境和人為因數的影響，絕緣受損甚至發生直接接地的機會較多。所以，目前變電站中，一般都配備了直流絕緣監測裝置，以保證發生直流接地時能夠發出報警，并及時處理接地故障，防止故障擴大并引起后果。絕緣監察裝置故障的出現與監控裝置相類似，一般是設備故障，而處理起來也比較便利，找到問題所在設備并進行更換，就能保證直流系統運行的穩定。

1.2 直流系統二次回路故障

近年來，我國對變電站內部結構和系統進行了一定的更新，但在改造和擴建的過程中容易出現變電站直流接地、裝置故障等問題，若對這些故障沒有進行及時的排除，將進一步引發線路過載，導致嚴重的事故。二次線路之間也會由于交流回路走線，導致直流系統出現負載故障，從而影響保護裝置的正常運行。在直流系統二次回路中，線路之間也會由于絕緣層老化嚴重而出現問題，輕則出現漏電、絕緣降低等現象，重則會造成較為嚴重的火災，影響電網的安全運行。

直流系統二次接線，受外界環境、人為操作和設備等因素的影響比較大，對于直流系統的運行有著很大的安全威脅。在較為惡劣的天氣環境下，復雜的線路會出現較嚴重的漏電現象。人為操作的不規范也會影響直流系統，一些線路接線的不準確與安裝都是工作中需要重點關注的問題。設備對于直流系統的運行有著直接的影響，設備運行出現問題不僅會降低直流系統運行的效率，還會帶來很大運行風險。

1.3 直流系統的接地故障

變電站系統中的直流網絡在結構和線路上都較為復雜，因此也是變電站系統中最容易出現故障的環節。直流系統中最常見的故障包括以下幾種類型：按照線路的接地點分，直流接地分為單點接地和多點接地；按照線路的極性分為正、負接地，按接地性質直流接地將分為直接接地和間接接地。在這些接地故障中，容易造成嚴重危害的接地類型為雙點接地，而最常見的接地類型是單點接地。

當直流電路中發生單點接地時，線路無法再形成完整的回路，雖然對繼電保護設備沒有直接的影響，但直流系統的監控系統還是會發出一定的警告。若此時，系統中又有一處發生接地故障，這時就會導致電路中出現兩點接地的情況，這將導致電路短路，進而引起熔斷器熔斷或重要電源開關斷開，如開關或刀閘失去操作電源，自動化及保護裝置二次控制回路沒有電源，這時需要立即采取措施，快速查找故障，否則電網安全將受到威脅。

1.3.1 直流正極兩點接地

直流系統兩點接地將引起一系列的問題和故障，如信號裝置、繼電保護裝置、熔斷器的誤操作等。由于控制分合閘線圈、繼電器線圈的勵磁回路通常都與直流正極相連，若回路中發生直流接地，將導致一系列誤動。一旦電路中發生直流正極接地現象，電流將經過正極流向大地，從而導致斷路器的跳閘。

若在電路的兩側都發生直流接地現象，將會出現短路故障，進而導致繼電器無法正常運作，若情況較為嚴重，甚至還將出現誤動作的現象。此外，兩點接地還會引起誤合開關、信號錯誤等問題。

1.3.2 直流負極兩點接地

通常二次回路的內部結構較為復雜，若發生兩點接地，還會導致一些繼電器發生短路的現象，并且無法通過跳閘的操作進行調整，導致發生越級跳閘，出現重大的故障。當直流負極線圈出現兩點接地的情況時，線圈將由于短路而無法正常運行。此外，直流回路短路問題將導致電源保護器被熔斷，從而造成線路失去保護，開關也有可能失效。

2 變電站直流系統故障的防范措施

2.1 嚴把施工工藝及驗收關

為了避免變電站直流系統出現嚴重故障，在變電站的施工、擴建、改造過程中必須加強對施工現場的管理，防止在建設過程中對線路、電纜等造成破壞和損傷。在放置電纜的過程中要避免直接將電纜放在地上，或對電纜進行拖拽。在施工完成后，應當對電纜進行全面的檢查，并對電纜芯做好保護工作。長期不使用的多余電纜要進行接頭的包扎。所有步驟完成后，要對施工現場進行及時的清理，防止在施工現場遺漏螺絲、墊圈等零部件。endprint

對于一些重要的設備和零部件必須進行嚴格的質量驗收，包括室外端子箱、機構箱等，對一些特殊設備還要檢查其防潮除濕措施。對于一些已經老化或損壞的設備則應進行及時的替換和維修。對于進行改造或擴建的工程，要設置科學完善的驗收計劃。

2.2 加強運行維護管理

除了采取嚴格的把關管理外，還應當在日常工作過程中加強運行維護。維護工作要有主次，針對容易出現故障的環節，應制定預防性較強的改善措施，最好從源頭上杜絕直流故障的發生。一些設置在戶外的設備，要做好防潮工作，確保設備具有良好的密封性，防止灰塵、積水等進入設備內部。一些設備內部有自動防潮裝置，在放置設備后應當開啟自動防潮功能。若無自動防潮功能，則應當定期檢查設備，保持設備的干燥、清潔。

在日常檢查過程中，應注意設備箱門是否關好。當出現惡劣的天氣情況，如雨雪天氣時，應當增加巡視的次數，通過檢查及時發現問題，防止出現嚴重故障。定期檢查電纜溝排水是否暢通，電纜溝積水情況。

2.3 提高變電站值班人員的業務水平

應加強對變電站異常故障的檢查，提升設備管理人員的監測水平，尤其要重視對變電站輔助設備的周期性檢查，提高系統整體運行的穩定性。

加強對設備管理人員的培訓，提高其故障應對能力，防止因設備故障導致系統的崩潰和停電，制定完善的停電預防方案，通過技術培訓和事故演練等，加強檢修效率。定期開展直流系統相關知識技能的培訓、講座等。

2.4 完善變電站直流系統的設備配置

設備運行的質量對系統的安全穩定性有著極大的影響。在設備選擇時，要對系統運行的實際情況進行深入的探究，最大程度的提高設備的性價比，在保證設備質量的同時，也降低設備的投資成本，為供電企業的發展提供更大的優勢。在選擇好設備后，還需要對設備進行科學、合理的配置，根據直流系統運行的要求，最大程度的滿足系統運行的需要，減少系統運行過程中故障的產生。

3 結束語

直流系統是變電站中最為重要的組成之一，也是故障高發的環節。直流系統一旦出現故障，其檢修難度較大，因此必須做好日常的預防工作。當故障發生時，應及時采取措施，若短時間內無法判斷故障情況，則應立即向上級部門匯報，請專業人員進行處理。

直流系統故障會對電力生產造成很大的影響。其防范措施涉及到運維工作的方方面面，運行人員在實際操作、日常維護中，要嚴防直流接地的情況，正確使用萬用表測量出口壓板等，避免出現誤碰情況。在系統運行中，不僅要保證直流系統安全穩定的運行，還需要對系統各方面的功能進行合理的優化，減少系統在運行過程中問題的出現，促進電力生產更好的發展。

參考文獻：

[1]王賀，孟凡志.變電站用直流系統的運行及故障處理[J].黑龍江科技信息，2014（32）：100.

[2]楊飛.變電站直流系統的設計探討及故障分析[J].大科技，2016（27）.

[3]呂學增，黃太貴，葉海峰，等.一起500kV變電站開關流變本體故障情況分析[J].科技創新與應用，2017（29）：192-193.endprint