變電站直流系統接地故障及環網危害分析處理

孫建波

伴隨著科學技術的不斷發展和進步，變電站的運行質量受到了多方關注，要想提升變電站直流系統運行管理的時效性，就要整合故障處理機制，確保能夯實管理基礎，有效避免環網危害問題。本文分析了變電站直流接地故障的類型，并對故障產生的原因予以闡釋，最后結合案例對變電站直流系統環網危害和處理機制展開討論，僅供參考。

伴隨經濟的快速發展，電氣供應在各方面得到充分體現。其中“直流系統”作為電氣系統的重要組成部分，在生產中由于安全監管處置不到位，造成電氣安全事故頻發，給生產運行與財產安全帶來了威脅。能否發現并正確的消除異常，是保障電氣直流系統穩定運行的關鍵。直流系統是廣泛應用于發電廠、變電站和其它使用直流設備的用戶，是一個獨立的電源，不受發電機、廠用電及系統運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由蓄電池繼續提供直流電源的重要設備。

在對變電站直流系統接地故障進行全面分析后就要對產生故障的原因予以判斷，從而結合實際問題建立對應的處理控制措施，以保證變電站直流系統運行的穩定性和可靠性，提升整體系統運行的綜合水平，盡量減少故障造成的經濟損失和人員傷亡。第一，蓄電池亦或是整個結構的蓄電池、充電屏出現電纜絕緣老化問題，必然會造成結構漏電現象明顯，影響其運行質量和綜合安全水平[2]。第二，外因造成變電站直流系統接地故障問題，包括外界出現了較大的機械振動，或者是系統中電纜結構和金屬體出現了嚴重的摩擦，都會導致絕緣位置出現損傷，造成相應結構出現漏電等問題。第二，環境不良也是導致變電站直流系統接地故障的重要因素，空氣較為潮濕以及灰塵積壓較厚會出現絕緣度下降的問題，使得整個結構和系統運行質量失衡。第三，儀器儀表的整體質量不合格，尤其是金屬外殼比較容易出現生銹的問題。另外，漏水問題、裸露問題等都是造成整體結構運行質量降低的原因，要想優化相應結構的應用效率，就要對周圍可能影響其綜合質量水平的因素進行集中監督和管理[3]。

2.1直流系統的絕緣故障

對于直流系統的絕緣來說，一般情況下都發生在其電纜的方面。絕緣出現問題之間是有差異性的，大多數是由電纜核發是大地發生連接而引起的，如果說畜電池已經鼓起來了，并且將其中的液體流出來，那么就很容易讓直流電源和機器柜子等出現短路，這時候的絕緣幾乎沒有什么作用。而這一種絕緣失去作用的情況很容易被工作人員所發現，特別是導致這種情況產生的原因也是十分明顯的。而如何來解決這一問題是工作人員需要關注的重難點。 ?2.2集中式系統

集中式的直流系統不超過 ?110 ?kV ?的都安裝在控制室里。使用直流饋線電纜，將其能夠輸送到不同的設備或者設備室中。變電站的一些直流饋線電纜甚至能夠長達 50 m 以上。目前大部分的直流絕緣方面的措施都是預防母線絕緣和支路絕緣等。很難定位到具體絕緣下降的區域，需要按照絕緣檢測儀的警報指示消息，對于電纜溝里面很多的電纜逐段排查故障可能發生的位置，也就是說直流系統里面如果說出現了大量的直流電纜。因此，在這一個系統當中很容易出現各種各樣不同的問題。

2.3 分布式直流電源系統

直流系統分布一定要根據一定的規則對體進行范圍的分布，布置在不同的設備室，以減少可能會使用到的直流電纜的數量，減緩一次建設成本和絕緣問題對系統可能會造成的影響。通過一系列的探索可以知道，分布式直流電源能夠在很大程度上極度縮減電纜的平均數量，直流饋線電纜使用的數量甚至能夠減少 ?38% ?以上，讓維修人員在對其進行保養維護的過程當中更加簡潔，同時也可以有效地降低。

隨著變電站直流系統投運時間的不斷增加，蓄電池長期充放電，直流系統中暴露的問題也屢見不鮮，其中最突出的在于：蓄電池組會出現較多單體電池過充電或過放電，造成個別電池容量落后、劣化，出現一致性差異，最終導致整組蓄電池性能下降。為了提高蓄電池的運行效率，減少上述問題的發生，目前站內廣泛采用的改進措施主要分為以下三種：（1）人工對落后的單體蓄電池活化，也就是通過活化儀對單只電池進行充電、放電。對電壓高的電池進行放電降壓，對低電壓蓄電池進行補充電，以延長蓄電池組的使用壽命。（2）對蓄電池進行核對性放電，使電池組的充電和放電在一個周期內進行，但這種做法很難實質性地對單體電池進行有效均衡。（3）通過內阻測試方法，測量到內阻差異較大的電池時進行更換。在現場工作中，變電檢修人員更多地采用將劣化蓄電池退出運行并運回實驗室后利用活化儀對其進行活化處理，該方法在取得一定成效的同時，也存在投退蓄電池組的風險以及活化周期長、工作效率低等弊端。鑒于當前工作現狀，為了提高蓄電池運行效率，保障電網安全運行，提出一種能在線實現電池均衡，使電池在充放電管理過程中有效控制其充放電電壓和電流、上位機能無線接收各單體電池的電壓數據并分析處理的蓄電池均衡優化裝置[1]。

3.1定期核查蓄電池容量

按照一些電網公司的相關規定，蓄電池組在運行的過程當中，必須要按一定的時間限制來進行維護、保養、考查。同時工作人員對于放電實驗也是不可馬虎忽視，如果說蓄電池的容量已經在一定的范圍內出現了變化，那么就需要重復進行相關試驗。在試驗符合標準的前提下，蓄電池如果已經超出了其使用的標準，那么就必須要進行蓄電池撤下，然后換新。在直流系統當中，如果蓄電池和直流的電線是并聯在一起的，那么就可以使系統在發生電力問題的時候有一定的保障和準備，因此臨時替換是免不了的。分布式直流電源每隔一段時間就需要對其進行程序的全面啟動[3]。

3.2蓄電池利用率

在電流系統當中，蓄電池如果被串聯起來進行利用。任何一個蓄電池都有可能是整體串聯情況出現轉變，任何一個蓄電池壞掉，那么所有的蓄電池都需要全部的更換。而且這樣串聯起來的效果是極為不穩定的，也很容易讓電池不斷老化損壞，浪費了很多的資源。分布式的系統組合方式和傳統組合方式最大的不同就是其更加先進。蓄電池之間沒有互相影響，所以說任何一個蓄電池出現了問題，都可以單獨進行更換，絕對不會波及整個系統。

3.3質量管理工作予以監督和管理

操作人員要對質量管理工作予以監督和管理，盡量提升設備質量管控效果，并且建構完整的質量監督管理過程，嚴把質量檢測檢驗關，從而優化相應系統的運行綜合質量。一方面，在選擇變電站直流系統設備的過程中，要盡量選擇大品牌以及售后服務較為到位的商家，有效提升繼電保護裝置的綜合質量。另一方面，在設備購買之前要進行實驗性檢測分析，保證其應用性能的同時，提升管控工作的綜合價值，并且維護應用的合理性，也為專業性檢驗工作的開展奠定基礎。

總而言之，在對變電站直流系統進行監督管理的過程中，要結合電力系統安全運行要求完善相應工作，有效提升供電可靠性的同時，強化日常維護工作的時效性水平，有效針對故障問題進行原因、故障形成過程、查找方式以及處理機制等予以管理，提升電力系統運行的綜合質量。

[1]鄧燁.一種直流系統接地故障排查方法的研究與分析[J].現代工業經濟和信息化，2017，7（22）：94-95.

[2]狄依容.變電站直流系統接地故障分析與處理方法[J].中國戰略新興產業，2017（48）：145-146.

[3]王成.關于變電站直流系統優化的思考[J].電子世界，2017（24）：105.

[4]李永昱.變電站直流系統反事故技術措施探討[J].山東工業技術，2017（24）：197.

[5]張明達.變電站直流系統接地故障及環網危害分析處理研究[J].山東工業技術，2015（01）：252.