变电站直流系统运行维护及故障处理

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　　【摘  要】作为变电站系统二次设备的工作电源，直流系统的运行状态影响着整个变电站的安全稳定运行。为确保变电站直流系统供电的稳定性和可靠性，我们应高度重视直流系统的运行和维护，加强其运行管理和控制，及时发现运行故障，并采取合理有效的措施减少直流系统故障的影响。摘本文主要阐述了变电站直流系统故障检查中的注意事项，分析了变电站直流系統常见的问题，并提出了相应的运行维护技术，以供参考。
　　【关键词】变电站;直流系统;运行与维护检查
　　变电站直流系统是变电站的重要组成部分，为变电站内的断路器分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等提供电源。同时作为独立电源，直流系统在站用电失电的情况下，仍能保证在一定时间内提供可靠的直流电源及事故照明电源。直流系统的安全性、可靠性将直接影响到变电站甚至电网的安全稳定运行。近年来，由于直流系统的故障缺陷导致变电站内开关拒动、保护误动等事故时有发生，造成了电力系统越级跳闸，扩大了事故影响范围。因此，对直流系统运行维护进行分析研究，有很重要的实际意义。本文从直流系统日常工作的实际出发，结合上海松江地区变电站直流系统的实际情况，在直流设备的运行维护、故障处理、对策及建议等方面进行了研究探讨。
　　1.变电站直流系统的基本构成及原理
　　在变电站当中，单母线分段为直流系统提供基础，从而对双电双充的运行模式加以实现，直流系统中应用的蓄电池一般是阀控铅酸形式。直流系统中主要包括蓄电池组、微机绝缘监测设备、高频开关电源整流模块等部分，在实际应用中，直流系统的管理方式为模块式，在各个功能模块中，利用监控系统对运行参数进行采集和测量，对直流系统的运行方式进行自动化的控制，从而能够有效地控制和管理直流系统。在我国大多数变电站中，利用智能高频开关电源充电设备作为直流系统的充电方式，过去的相控整流充电设备正在逐步被淘汰。在变电站当中，可以将直流系统当作独立运行的电源装置，将稳定的直流电源提供给变电站的各种用电设备。通常来说，直流系统结构由于具有良好的独立性、稳定性等特点，因而变电站的运行方式很难对其造成干扰。一旦外部交流电发生故障，难以稳定正常的维持供电，直流系统能够通过内部蓄电池，将直流电源提供给变电站，保持变电站的正常运行。
　　2.变电站直流系统故障分析
　　2.1直流系统组成元件故障
　　充电模块是直流系统运行中较为重要的部分，主要会发生通讯中断、保护动作、不均流和充电模块故障等。一般充电模块在正常的工作状态下，都是均流的，但是，在发生故障时充电模块就会出现不均流的工作状态，从而使得直流系统出现故障。直流系统监控器是充电机装置发展到高频开关电源阶段后出现的一个新型装置，主要以计算机为核心，加强了充电机的控制和保护功能，以及直流系统的管理和监测功能，及时将直流系统的运行状态、运行数据上传至变电站的后台监控系统中。如果监控装置出现问题，当直流系统出现故障时，就难以被及时发现，问题的恶化可能会对直流系统造成更为严重的影响。监控装置的问题主要体现在设备故障和信息数据的传输方面，出现问题时需要进行故障设备的更换。
　　2.2接地故障
　　接地故障作为直流电源系统中出现频率较高的一种故障类型，其发生的主要原因无非有四点：①相关的材料质量问题。例如：一些二次回路的绝缘材料本身的质量就有问题，绝缘的效果极差，无法保证绝缘的性能，很容易造成接地;②外界动物的影响。很多变电站都处在人迹罕至的野外，在这种情况下，即便不大会出现大型的动物影响，但是各种小动物例如鼠类和昆虫常常进入带电回路，造成接地短路;③外界的湿度对暴露在空气中的直流系统中的金属元件的影响。本身这些元件是具备绝缘的性能的，但是由于外界的湿度大，或者是连续的强烈的暴雨造成的系统偶发性接地;④人为因素。人工误触碰和非正常程序的维护活动都可能会造成直流接地。
　　3.变电站直流系统故障的防范措施
　　3.1加强运行维护管理
　　除了采取严格的把关管理外，还应当在日常工作过程中加强运行维护。维护工作要有主次，针对容易出现故障的环节，应制定预防性较强的改善措施，最好从源头上杜绝直流故障的发生。一些设置在户外的设备，要做好防潮工作，确保设备具有良好的密封性，防止灰尘、积水等进入设备内部。一些设备内部有自动防潮装置，在放置设备后应当开启自动防潮功能。若无自动防潮功能，则应当定期检查设备，保持设备的干燥、清洁。在日常检查过程中，应注意设备箱门是否关好。当出现恶劣的天气情况，如雨雪天气时，应当增加巡视的次数，通过检查及时发现问题，防止出现严重故障。定期检查电缆沟排水是否畅通，电缆沟积水情况。
　　3.2应用直流接地故障定位装置
　　直流接地故障定位装置在变电站的直流系统中占据着十分重要的地位，当系统处于在带电状态时，其能够对直流系统的接地故障准确地判断位置，从而在直流系统故障检测中，无需拉回路，对于直流系统安全性的提升有着很大的作用。而且，在直流接地故障定位装置中，对信号注入法进行应用，像直流系统正负母线中直接注入低频交流电压信号，对变电站直流系统的低频交流电流，可以利用交流电流互感器进行检测，同时参考交流电流的大小、相位等信息，对直流系统接地故障的位置进行判断。如果有多个直流电源在变电站系统中，可以对转移负荷法进行应用，在出现直流接地故障的时候，可在正常母线中切换馈线支路，从而在带电状态下对多支路接地故障进行排查。
　　3.3做好蓄电池维护
　　蓄电池设计不科学，直接会影响到蓄电池的容量与使用年限，这就需要不断改善与完备蓄电池的运行与维护。与此同时，强化蓄电池的运行维护以及日常巡视，认真检查蓄电池的温度、电体电压、绝缘电阻，检查蓄电池的运行条件情况、能否发出报警信号，对于铅酸蓄电池、按期对其进行核对性质的充放电，对于阀控蓄电池，需要按期全核对性充放电，在运行五年之后，每一年都应该开展一次核对性充放电。
　　3.4接地处理方法
　　一般情况下每一段直流母线都有相应的配置一个绝缘监查设备，配置绝缘监查设备的主要目的是为了可以掌握直流系统当中，正负母线的绝缘情况，是否处于一个正常状态下，若是存在直流接地故障，此时，设备可将故障的大致范围显示出来，但是无法将故障的具体位置显示，进行故障具体位置的定位工作，还需要联合手动拉路的方式进行检查。当接地范围大致的确定之后，就能够采用万能表进行测量，测量母线的电压状况，由此判断出直流系统的接地情况，若是正负极的电压存在不统一的现象，则可判断出哪一级为接地极，接地极为电压低的那一级，在使用拉路法即可确定出故障的具体位置。随着技术的发展，直流系统接地故障处理的方法越来越多，当发生直流系统接地故障时，工作人员要保持清醒的头脑，不擅自处理，将其情况汇报给相关部门，有专业的维修人员负责维修工作，维修人员在确保自身安全的前提之下，严格按照操作要求，找出接地极点，并对接地极点的正负情况进行准确的判断。
　　4.结束语
　　直流电源系统在变电站中发挥着重要作用，做好直流电源系统的管理和维护对提高变电站的运行效率，降低事故发生率，减少事故数量等故障都发挥着重要作用。因此，在实际工作中，直流电源系统的维护人员应该做好直流电源系统的管理和维护工作，充分了解其工作原理，提高他们的专业技能，学习直流电源系统的综合知识，对直流电源系统进行全面的管理和维护，确保直流电源系统能够合理运行，确保变电站的高效运行。
　　参考文献：
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　　（作者单位：国网山西长治供电公司变电运维室）
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