变电站中直流系统存在的环网问题及解决方法

2016-11-30雅安蜀能水利水电工程有限责任公司四川雅安625000

中国新技术新产品 2016年11期

黄勇（雅安蜀能水利水电工程有限责任公司，四川雅安 625000）

黄勇
（雅安蜀能水利水电工程有限责任公司，四川雅安 625000）

摘要：电能一直在国民的生产、生活中起到极其重要的保障作用，这对我国社会发展和经济增长起到了推动作用。为满足不断增长的用电需求，电力系统建设得到了广泛发展，然而，在电网实际运行中有很多系统故障问题时有发生，严重阻碍了整个电力系统的高效运转。本文对变电站直流系统中的环网问题展开了探讨，并提出了相应的解决方法。

关键词：变电站；直流系统；环网问题；解决办法

变电站的直流系统在整个供电线路中是独立运行的，相当于变电站的“心脏”，保障了变电站信号、控制、自动装置、继电保护和事故照明等方面操作电源的供应，可见，直流系统的可靠与否直接影响着整个变电站乃至整个电力系统的运行。用电需求的日益增长给变电站直流系统带来了更大压力，更容易出现一些故障问题。

一、变电站直流系统环网问题危害

一旦直流系统环网出现故障就会引发一定的危害，例如，可能会产生火灾、影响蓄电池实际使用时间以及造成保护误动等情况。这一危害的影响要比接地故障严重很多，但是因为对这种危害的认知以及了解的欠缺，使得相关部门没有给予直流系统环网故障足够地重视，进而导致由环网故障导致的事故频频发生。

（一）火灾

当两套直流系统已经出现环网故障时，就会导致这两套蓄电池出现并列运行，进而可能会产生巨大的电流，而当此电流流经直径相对不大的供电电缆时，就会使电缆长时间处于过载状态，出现发热情况，甚至引发火灾，致使直流系统被烧毁，后果将十分严重。

（二）降低蓄电池的使用时间

蓄电池会受到制造工艺的影响，使得一个生产批次的蓄电池，在容量、放电率等方面都所有不同，而不同生产厂家的蓄电池更是如此。在两套蓄电池出现并行运行时，由于浮充电压一致，就会使其中一组蓄电池出现欠充电现象，而另外一组则会过充电，这两种情况都会导致蓄电池使用时间受到影响。

二、变电站直流系统中产生环网问题的原因

要解决直流系统环网故障问题，需要从其发生的原因入手。首先，在一些新建的工程中，负荷电源线会在同一时间中在两套直流系统中出现，以此发生寄生回路问题。另外，在扩建以及技术改造工程中也会发生这种现象。其次，维护人员操作不当造成的故障，这主要是因为在运行维护人员进行电力负荷操作时，要将同一负荷中的两段母线同时合上，然后再对另外一路开关进行断开工作，进而实现一段母线转移到另一端母线中的目标。但是存在的问题是运行维护人员经常在操作过程中并没有断开空气开关的母线，以此发生两套直流系统发生并列运行的状况。再次，两个系统电气相连问题。在原始的直流系统工作状态下，如果要再加入另外一套直流系统，那么分配给新建直流系统的电力负荷就会与原始的直流系统发生电气连接的状况，从而导致直流系统环网出现故障。最后，绝缘下降问题。在一根电缆中会有两套直流系统，这两套直流系统的供电可能发生回路，那么如果电缆之间的绝缘材料出现问题，引起的后果是两套直流系统发生连接，导致环网故障。

三、不同类型环网问题及其解决办法

其一，两段直流系统运行时共正级或共负极，亦或是正、负极连接到一起是最常发生的一种直流系统环网问题。通常情况下引发此类环网问题的原因是有寄生回路存在于二次回路中，尤其是路段器跳合闸回路和电压切换回路。当直流正、负极中任何一端接地都可能使继电保护出现误动，甚至是拒绝启动的现象，所以，若两段直流母线在蓄电池出口电压不同的情况下并列共极运行，就会使两组蓄电池的内部都形成环流，从而缩短蓄电池的使用寿命；若两段直流母线共用正极或共用负极，则当其中一段母线发生设备故障时将引起另一段母线也发生故障；两段直流母线都有属于自己的独立电源系统，若一段母线的正极同另一段母线的负极形成环网，就会造成保护动作启动过程中的继电器动作不可靠。因此，这种共极运行的现象亟待解决。

解决办法：首先，在系统处于正常运行状态时，模拟其中一段直流发生了高阻接地现象，然后利用判断直流系统接地故障的便携式定位装置查找存在于二次回路当中的共极运行问题。使用此种方法时应注意以下几点：将两组直流间所有的联络开关断开；尽量模拟负极接地，并在保证灵敏度的前提下不能使用太小的电阻；保持信号发生器一直与直流支路电源端相连接，钳表和故障检测器则一直在直流支路负荷端检测；当放置于直流系统中的绝缘监察装置同便携式直流接地测试仪之间有相互干扰的现象时，可将该绝缘监察装置暂时关掉。

其二，两段直流正、负极交叉运行，即一段直流的正极与另一段直流的负极连接，或一段直流的负极与另一段直流的正极连接，形成环网问题。通常情况下，引发此种情形环网问题的情况有两种：一是正常情况下运行状态中的两组直流电源和其所带的负荷之间并不存在电气联系，比如间隔保护内部的信号指示灯、线圈的正、负极连接的两段相互分开的直流电源。若用两个蓄电池组作为供应电源，就会引发线圈和指示灯出现异常。二是在某些变电站的内部都配备了两个蓄电池组，若改动其中某一间隔的二次回路时有处于保护状态中的指示灯正负极，或线圈正负极连接在不同的电源组这种现象出现，就会引发直流系统出现环网问题。

解决办法：检查线圈是否励磁、指示灯是否处于亮灯状态，因为一旦电压过低，就会使线圈失去磁力，或者使信号指示灯亮度降低，根据此种情况就可以找出问题起因。若两段直流确实存在直接相连的现象，则应使用便携式直流接地测试仪进行检测，以此来发现故障、排除故障。

此外，在新建变电站，或对变电站进行技术改造、扩建的施工中可以通过在其中加装环网警告装置来防止产生新的环网故障问题。