淺談水電廠直流系統的配置和監控

吳敏

摘要：作為水電廠的重要組成部分，直流系統在水電廠運行過程中，發揮著不容忽視的重要作用。現階段，我國水電廠直流電源系統大多采用雙電雙充，雙母線的接線方法，這一接線方式不僅能滿足當前水電廠的運行方式需求，同時還能夠充分保障供電的可靠程度及穩定性?；诖?，本文將對水電廠直流系統的基本配置進行詳細闡述，并在全面分析直流系統絕緣監察裝置的基礎上，總結直流系統接地的故障處理方法，有效避免系統故障進一步擴大，實現直流系統的穩定安全運行。

關鍵詞：水電廠;直流系統;配置

引言

直流電源裝置是水電廠主要輔助設備之一。在任何情況下，都必須保證直流電源穩定、可靠和連續供電。而在直流系統實際運行過程中，問題和故障的產生往往不可避免。因此，對水電廠直流系統的配置和監控進行全面分析，并探討其故障處理措施，也具有極強的現實意義。

1.水電廠直流系統基本特征

在直流系統運行過程中，其基本特征主要表現為以下方面：首先，直流系統的分支十分復雜，這一復雜性主要體現在直流電源系統的受控回路及受控設備等方面。其次，直流電源通常代表有極性的電源，有明確的正負極之分。另外，為確保整個電力系統運行的穩定性及安全性，水電廠的相關設備往往抗阻需求較低且需接地。為避免直流系統發生接地狀況，系統工作時間不宜太長，通常以兩小時為標準，必須盡快查明接地故障并設法消除。

2.水電廠直流系統配置及監控

水電廠直流電源系統里的運行主要由蓄電池，充電裝置，監控裝置，以及控制保護電路等內容組成。以上裝置的各個元器件需按照規定方式進行組合，由此保護裝置系統的運行提供可靠支撐，同時也能保證電源控制的穩定性。本廠220V直流系統由兩面直流充電屏，兩面饋線屏，104個蓄電池，便攜式蓄電池放電儀組成。

2.1蓄電池工作狀態

直流系統蓄電池的工作往往通過充電、放電以及浮充電等方式進行。因蓄電池大多在帶負荷狀態下運行，所以充電設備需定期為蓄電池充電，為其提供一定的直流負荷。而在浮充電方式影響下，蓄電池將與浮充電設備實現并列運作，浮充電設備除了為蓄電池供給負荷外，還會通過小電流形式實現蓄電池的充電，完成電池自放電的補充。浮充電方式不僅操作簡單便于管理，同時也能進一步增加電池的使用年限，因此它已成為當下水電廠蓄電池最常見的工作方式。

2.2直流系統充電裝置

在浮充電方式影響下，浮充電源，浮充電裝置，硅整流器，晶閘管整流器以及蓄電池將實現并行操作。而隨著浮充電源投入運營，負載由浮動電力電源完成，此時蓄電池的充電也將處于不穩定浮動狀態。

2.3絕緣監控裝置

為對直流系統的絕緣情況進行實時監測，必須充分保證直流系統監控裝置的穩定運行。若直流系統發生一點接地，系統的正常運行工作仍能保證，但若接地狀態持續時間較長，則系統的運行必將面臨更多危險因素?；诖耍仨氃诮^緣系統中安裝監控裝置。以220v直流系統為例，一旦任意絕緣下降到某區域數值內，則絕緣監控裝置將在第一時間以光或聲音信號的形式發出警告。 因水電站的電容量大小及自動化設備的高低程度存在明顯差異，所以直流系統絕緣監控裝置的接線也并不相同。通常情況下，絕緣監控裝置分為繼電式和微機型兩大類。

3.水電廠直流系統接地故障危害、檢測及處理方法

3.1直流系統接地故障危害

直流接地包括了一點接地和兩點接地兩種情況：一點接地可能造成保護及自動裝罝誤動或者拒動，而兩點接地，除可能造成繼電保護、 信號、自動裝置誤動或拒動外，還可能造成直流保險熔斷，使保護及自動裝罝、控制回路失去電源，在復 雜保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作跳閘致，使越級跳閘，造成事故擴大。

在直流系統中，直流正、負極對地是絕緣的，在發生一極接地時由于沒有構成接地電流的通路而不引起任何危害，但一極接地長期工作是不允許的，因為在同一極的另一地點又發生接地時，就可能造成信號裝置，繼電保護或控制回路的不正確動作。發生一點接地后再發生另一極接地就將造成直流短路。

如直流正極接地有造成繼電保護誤動作的可能。因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳、合閘線圈等）均接負極電源，若這些回路再發生接地或絕緣不良就會引起繼電保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成繼電保護拒絕動作，使事故越級擴大。

3.2直流系統接地故障檢測方法

水電廠直流電源系統通常配備相對應的直流絕緣檢測儀，絕緣檢測儀的工作便是對直流系統各個分支路的工作狀態進行實時監測。而其工作原理通常分為注入信號和不注入信號兩種。

3.3直流系統接地原因及處理方法

水電廠直流系統出現接地狀態的原因較為多樣化，而接地故障主要分為一點接地和兩點接地兩大類。一點接地現象產生時，直流系統可能會出現跳閘，設備運行停止等問題。而在系統工作過程中，直流系統的二次接地往往是由回路現象導致，而設備受潮，材料磨損等問題也極易致使直流系統出現運行故障。

本廠處理直流接地的方法是：在饋電屏絕緣監測裝置內查看具體故障信息，查出是否母線及哪一條支路故障，并根據運行方式、操作情況、氣候影響進行判斷，瞬時切合故障支路開關，切換前考慮好必要的安全措施，防止造成設備誤動。當發現某一專用直流回路有接地，及時通知維護人員，找出接地點，消除故障。

結語

作為發電廠的重要供電系統，直流系統在發電廠運行中占據著不可或缺的重要作用。直流系統的運行是否安全穩定，也直接影響著整個發電廠的運行情況。現階段，直流系統在實際運行過程中通常具有較強的穩定性，但隨著系統運行時間的增加以及各類不確定因素的產生，系統運行時的問題和故障也接踵而至。其中，尤以接地問題最為突出，面對直流系統運行故障，相關單位需不斷引進先進設備，充分重視系統的檢修及監測，并制定相對應的解決對策，排除系統運行風險、隱患，為水電廠的安全穩定運行保駕護航。

參考文獻

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