對高壓直流換流站一次設(shè)備運(yùn)行故障的相關(guān)研究

國網(wǎng)合肥供電公司 童勁松 張 杰

隨著城市化進(jìn)程的加快，人們生活水平的提高，對于電力系統(tǒng)提出了更高的要求，已經(jīng)廣泛開始使用高壓直流輸電系統(tǒng)。因此，本文主要分析某電網(wǎng)公司管轄范圍內(nèi)的換流站，依據(jù)換流站為實(shí)際案例來分析高壓直流系統(tǒng)一次設(shè)備出現(xiàn)故障的特點(diǎn)，歸納、總結(jié)重復(fù)性典型缺陷、緊急中的缺陷、跳閘情況等，制定合理的解決措施。

一、換流站基本概述

高壓直流輸電系統(tǒng)基本上都是由高壓線路、逆變站、整流站以及相關(guān)附屬設(shè)備（濾波設(shè)備、變壓器、無功補(bǔ)償設(shè)備）等構(gòu)成。在送端可以把交流電變?yōu)橹绷麟姡唤凶稣鳎缓笤谕ㄟ^直流輸電系統(tǒng)輸送到受端，從而把直流變?yōu)榻涣麟姡凶瞿孀儯斔偷浇涣魇芏酥薪o用戶提供使用。整流變換的送端叫做整流站，逆變變換的受端叫做逆變站[1]。換流站包括逆變站和整流站。轉(zhuǎn)流站設(shè)備主要包括交流場設(shè)備、閥廳設(shè)備以及直流場設(shè)備。

二、分析換流站一次設(shè)備運(yùn)行故障的原因

（一）分析開關(guān)類設(shè)備跳閘故障的原因

1.開關(guān)閃絡(luò)導(dǎo)致出現(xiàn)跳閘

出現(xiàn)故障：線路出現(xiàn)單相接地故障，形成主動保護(hù)，線路不能重合，跳開相關(guān)開關(guān)，致使開關(guān)出現(xiàn)失靈保護(hù)，會啟動母差保護(hù)，出現(xiàn)母線跳閘現(xiàn)象。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，相關(guān)人員會發(fā)現(xiàn)在故障開關(guān)的位置存在放電火光。相關(guān)人員可以發(fā)現(xiàn)，開關(guān)C相中的電容外絕緣中會存在一定的閃絡(luò)問題，會擊穿壓環(huán)。出現(xiàn)上述事故的主要原因就是，開關(guān)處于不完整串上，安裝避雷器的時(shí)候不能充分符合規(guī)范[2]。導(dǎo)致雷擊開關(guān)，形成外絕緣閃絡(luò)，避雷器沒有達(dá)到實(shí)際作用。

2.開關(guān)絕緣拉桿松脫

故障現(xiàn)象：在給變壓器進(jìn)行充電的時(shí)候，開關(guān)合閘過程中，變壓器B相會存在一定電壓。測試的時(shí)候需要在檢修情況下進(jìn)行，分閘、合閘的時(shí)候，開關(guān)B相會出現(xiàn)50 μ Ω的回路電阻，可以表明不能實(shí)際分開開關(guān)，主回路還是能夠?qū)ā３霈F(xiàn)上述事故主要就是因?yàn)椋怏w檢查開關(guān)，主要就是由于開關(guān)絕緣出現(xiàn)拉桿松脫導(dǎo)致的。從以下兩方面分析：一是，設(shè)計(jì)絕緣拉桿的時(shí)候，沒有合理的螺旋連接形式，工作缸會給絕緣拉桿帶來一定的旋轉(zhuǎn)力矩，但是不能確定實(shí)際方向，長時(shí)間運(yùn)行以后，十分容易導(dǎo)致脫落絕緣拉桿接頭和鋁接頭。二是，利用環(huán)氧樹脂粘接劑連接鋁接頭和絕緣拉桿接頭，這種材料質(zhì)量不是十分良好，使得不能符合實(shí)際粘結(jié)強(qiáng)度，不能具備一定的固化強(qiáng)度，長時(shí)間運(yùn)行以后，會出現(xiàn)老化，從而導(dǎo)致脫落絕緣拉桿。

（二）分析平抗類設(shè)備跳閘故障的原因

故障狀況：換流器I級直流母線出現(xiàn)差動保護(hù)，直流I級跳閘。進(jìn)行現(xiàn)場檢查的時(shí)候，平波電抗器套管螺帽被沖開，出現(xiàn)局部燒傷的問題。出現(xiàn)上述問題的主要原因是檢查燒壞或者脫落平波電抗器末屏引線以后通過末屏連接孔會把SF6全部漏光。是由于不能連接好套管內(nèi)部末屏和電容表面芯子接地銅帶，導(dǎo)致絕緣套管內(nèi)部會懸浮一定的接地銅帶，促使十分容易擊穿電容表面末屏。

三、防范措施

（一）開關(guān)類設(shè)備

第一，在設(shè)計(jì)不完整串開關(guān)的時(shí)候，需要合理分析絕緣配合以及計(jì)算入侵波的過電壓，充分分析處于熱備用情況下兩個(gè)開關(guān)的雷擊入侵波過電壓。

第二，為了可以不斷增加設(shè)計(jì)不完整串開關(guān)實(shí)際的耐雷情況，需要把避雷針合理的放置在開關(guān)附近護(hù)著可以把避雷針安裝在線路桿塔上。

第三，把PRTV涂料噴涂在不完整串開關(guān)上，以便于能夠增加防雨閃和污閃的能力。

（二）油浸式平抗類設(shè)備

第一，提高記錄和巡查套管的壓力，定期對SF6進(jìn)行微水測試。

第二，定情清掃套管，保證一定的清潔，避免形成積垢閃絡(luò)。例如如果具有低于實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的套管傘裙間距，此時(shí)需要及時(shí)實(shí)施橡膠傘裙套等方式，避免大雨閃絡(luò)和污穢閃絡(luò)。

（三）避雷器類設(shè)備

核對變電站中避雷器線路進(jìn)線防雷實(shí)際水平，相關(guān)線路檢查完以后需要一定的校核報(bào)告，并且對于不合理的要重新計(jì)算，對于那些改進(jìn)和新建的輸電線路，在進(jìn)行驗(yàn)收的時(shí)候，需要及時(shí)檢查變電站內(nèi)部防雷計(jì)算報(bào)告以及避雷器設(shè)計(jì)情況，合理的選擇型號以及安裝位置，如果問題嚴(yán)重，需要及時(shí)更換。

（四）交流濾波器類設(shè)備

第一，在低溫雨雪天氣情況下，需要密切關(guān)注覆冰實(shí)際情況，如果發(fā)現(xiàn)異常需要及時(shí)做出停電處理。

第二，在設(shè)計(jì)高壓端電容器端管母線的時(shí)候，需要合理分析母線和電容連接的實(shí)際走向，避免由于損壞電纜導(dǎo)致?lián)舸┹旊娤到y(tǒng)，出現(xiàn)短路故障。

第三，提高檢查和維修電容器電纜連接的力度，及時(shí)更換開裂和破損等絕緣電纜，并且對于一些始終存在于危險(xiǎn)區(qū)域電纜應(yīng)該及時(shí)安裝熱縮套管，提高絕緣防護(hù)力度，并且保持足夠的金屬構(gòu)架、電纜、電外殼的距離。

結(jié)束語

總而言之，換流站具有很多一次設(shè)備，并且種類比較復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的能力、設(shè)備工藝水平、檢修設(shè)備的能力都會在一定程度上影響直流高壓輸電系統(tǒng)的整體穩(wěn)定安全運(yùn)行。在充分研究和分析一次設(shè)備故障的重復(fù)性故障、具體型號等，從而提出合理的維護(hù)和防范方法，保證可以提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全性。

[1]周海峰,郭樹永.高壓直流換流站一次設(shè)備運(yùn)行分析及故障預(yù)防[J].華電技術(shù),2014(1):49-51.

[2]王俊生,吳林平,王振曦等.高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)IEC 61850建模[J].電力系統(tǒng)自動化,2010,33(1):41-44.

[3]張鵬,賀智,高錫明等.直流換流站隔離開關(guān)支柱絕緣子人工污穢試驗(yàn)[J].高電壓技術(shù),2011,34(8):1774-1777.