變電站用交直流系統的運行及故障處理

嚴曉軍 夏顧鋒

（江蘇省電力有限公司南通分公司，江蘇 南通 226001）

1 變電站直流系統接地的產生

1.1 直流系統接地的概念

直流系統在現實生活中運用極為廣泛且普遍，它能夠為有關系統或是結構提供電源。直流電源屬于一種帶有極性（正極或是負極）的電源，“地”的概念出現于電力系統交流電源中，要想系統安全運作，變電站以及發電廠有關設施外殼都要與“地”緊密連接，并且阻抗越小性能更佳。一旦直流電源系統正極或是負極對地的絕緣電阻持續下降直至某一水平，此時就可看作直流系統存在正（或是負）接地故障。環境、氣候、污染以及高溫等諸多外界因素都會對直流系統的電纜以及接線端子產生干擾致使其逐漸老化，再加上設備自身易故障或是易受損性，從而就會致使個別絕緣部件的絕緣性質受到影響，嚴重時還會影響到其絕緣性，進而致使直流接地故障的出現。負荷涵蓋面過大以及支路分布過多等是直流系統的顯著特征，同時運作時間的增長也會相應地致使故障的出現概率上升[1]。一般情況下，在濃霧或是大雨等天氣狀況之下，直流系統的絕緣性能將會受到較為嚴重的干擾，此時相關的電纜、元器件或是設備等，將會在極大程度上影響到直流系統的絕緣性能，甚至還會致使直流系統接地情況的出現。但是當天氣晴朗時，上述故障也會逐步消失。在設備的檢修或是改造工作過程之中，不合理的操作模式，或是其他方面誘因都會致使直流系統中回路線頭產生松動或脫落的情況，從而就會和金屬外殼產生接觸，進而就會導致直流系統接地情況的出現。除此以外，變電站二次設備燒毀也會致使直流系統出現接地故障，同時還會出現相應的保護工作，例如開關拒動以及出現焦糊味[2]。

1.2 直流系統接地故障主要誘因

直流系統接地故障的種類繁多，且誘發原因復雜。但是總體而言，可以將其總結為人為以及自然兩點。通常情況下，人為原因就是相關工作人員工作態度消極或是沒有嚴格依據相關標準來進行有關工作。一旦芯線絕緣受損，相比于直接接地而言，可能不會立即發出接地信號，從而可能無法及時受到察覺，例如：濃霧或是鮑魚等天氣情況下，空氣濕度大幅度增長，此時接地故障的出現頻率就會顯著上升。自然因素也會有諸多方面致使接地情況出現，例如：設備質量達不到相關標準，直流系統絕緣性老化破損；雨霧天氣會使空氣濕度大幅度增長，從而影響到室外直流系統絕緣性能水平。室外斷路器電纜的保護管之中長時間存在積水情況；變壓器的滲油以及防水性不足，從而致使非電量回路絕緣受損；灰塵堆積或是局部受潮，致使設備端子絕緣性受到影響[3]。

2 接地故障的處理原則

1.在故障處理工作中，需要一個完整且高效的安全措施來防止保護失誤等情況的出現。在故障排查以及解決過程中，不能由個別工作人員獨自進行，務必要有兩人或以上同時完成。要想故障情況不會出現進一步惡化，對此就要在后期處理階段，防止出現直流短路或是另一點接地的狀況[4]。

2.在故障排查工作中，務必要嚴格依據先微機后人工、先外后內、先次后重、先信號再控制的流程。一般情況下，直流系統中還會擁有絕緣監察裝置，對此就要先依據監察裝置所得出的故障位置進行排查，然后再進行其余支路的故障排查。對于個別缺乏絕緣監察設施的直流系統而言，此時就要借助人工來進行排查工作。對于直流系統而言，室外工作容易受到環境因素的干擾，從而故障情況的出現概率也較高，對此就要首先進行室外故障的排查，然后再做好室內故障的排查。

3.在使用順停法拔插直流熔斷器或是空氣開關時，要提前對上級部門做好上報工作，在征得上級同意后才可進行，如此來防止相關工作在用電高峰時進行。

3 接地故障的處理

3.1 處理方法

3.1.1 利用絕緣監察裝置判斷

通常情況下，在變電站的直流母線之中會安裝微機型絕緣監察設備，母線會分為兩部分。一般運作狀態下的直流系統，母線電壓能夠展示在監察設施上。除此以外，相關監察設施還要實時監測直流系統正負母線的絕緣狀況。一旦發生接地故障，裝置就會及時做出警告并產生頻率較低的信號，然后借助正負直流母線穩定的注入直流系統之中。各個支路之中都存在傳感器，從而以此來接收頻率較低的信號。然后借助CPU 進行各條線路電流信號的探究工作，接著判斷故障線路以及接地電阻值，最終確保自動選接地線的效果得到有效落實[5]。

3.1.2 利用拉路法進行判斷

當出現一點接地故障時，直流系統之中的絕緣檢測設施就會及時做出警報。有關工作人員就要依據接地點的確切位置，及時排查并解決相關隱患。合理運用微機型絕緣監察設施，能夠更加高效精確地定位接地點直流饋線回路。對于個別直流系統而言，無法及時精確地確定接地點所在的饋線回路狀況，此時如果出現一點接地故障，就要及時縮小接地點存在范圍。一般情況下，可借助“拉路法”來對出現接替故障的饋線回路，做出進一步確認。在接地故障排查工作之前，要充分了解并分析直流系統的運作狀況，然后依據此及時高效地排查出故障的具體原因以及問題所在。在故障排查工作中，要先排查信號以及照明部分，然后再進行操作部分的排查。并且在進行切斷工作前務必要做好有關安全措施，主要原因就是一旦出現直流失電情況，就會致使保護或是自動裝置出現誤動[6]。

3.2 查找步驟

3.2.1 定位到總路空氣開關

將微機直流絕緣檢測儀安裝于直流屏上，一旦直流接地，絕緣檢測儀就會及時地將接地級屬性以及接地電阻及時地上報，然后還將上報接地支路號，并依據此精確定位接地點的總路空氣開關。

3.2.2 定位到分路空氣開關

運用內阻低于20000Ω/V 的萬用表或電壓表來實時監測直流屏接地母線的對地電壓。依據現場狀況以及前期規劃圖紙，排查并確定出總路所串聯的空氣開關或是溶斷器，然后依據先信號后管控，先室外后室內的標準進行拉路順序的排列。

3.2.3 找出接地位置和原因

在分路空氣開關得到確定后，已經沒有可切換的空氣開關，要按順序解開控制場到場地直流電纜芯線才可進行接地點的深入分區以及判斷工作[7]。

4 蓄電池的維護

通常情況下，檢查特性放電要兩年完成一次。使用時間達到6 年或是以上的電池，檢查放電試驗要一年一次。放電之前，要做好準備工作，直至放電蓄電池脫離直流系統，然后調整充電模塊運行參數，連接放電負載，按0.1C10 放電，并做好記錄工作。放電前期8h 內,半小時記錄一次，超過9h 時，要10min 記錄一次，10h 后，每分鐘都要做好記錄。特別的是，放電工作中，如果電池一端電壓下降至1.8V、5.4V、10.8V，就要及時終止放電，避免電池破損[8]。

5 人員專業性

在變電站直流系統運行與維護工作中，要求工作人員要掌握一定的專業知識與技能，提升維護工作的專業性。在變電站中管理者要及時組織工作人員進行培訓，通過提升專業性保證維護效果，為員工提供培訓學習的機會。第一，要結合工作人員具體情況與工作狀況，制定出完善的培訓計劃。第二，積極組織工作人員開展專業化知識學習，確保工作人員能力足夠勝任工作。第三，做好思想道德教育，確保其職業素養的有效提升。第四，積極開展安全教育，確保變電站直流維護工作的有效開展。

6 結語

直流電源在變電站之中的運用極為廣泛，能夠為諸多重要設施進行供電，并且直流電源的安全性以及高效性擁有極為重要的現實意義。供電安全性對于整體變電站而言，有著極為顯著的現實價值，同時也是變電站正常平穩運作的基本保障。針對此，就要對直流系統接地的主要誘因以及根本后果進行進一步的研究探討，并做出相關的解決應對方案，從而以此來確保電力系統能夠平穩高效的運作。