变电站直流系统故障分析及防范措施

宋蒙蒙

摘 要：直流系统是电力系统的重要组成部分，在变电站中，继电保护装置、各类自动装置、通信装置的工作电源、各种信号及控制回路电源等都是由站内直流系统提供的，如果变电站的直流系统瘫痪，继电保护装置、自动装置、通信装置等将失去其功能，站内的设备也无法监控，当遇到系统中发生故障时，保护装置及断路器无法动作，就会扩大事故范围。因此，直流系统对电力系统的安全可靠运行起到了重要作用，可比喻为变电站的心脏。文章重点对变电站直流系统几种故障进行了分析，并且相应的提出了一些防范措施。

关键词：变电站；直流系统；故障；防范措施

中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）32-0102-02

引言

变电站是输电系统的重要组成部分，其运行的稳定和安全性将直接影响输电的效率。只有对直流系统的故障快速准确地做出诊断并消除，才能确保电力系统安全的运行，因此，做好变电站直流系统故障检测和防范具有重要的现实意义。

1 变电站直流系统故障分析

1.1 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。

变电站的直流系统采用不接地系统，当其发生两点接地时很可能会导致继电保护误动、拒动或是直流电源短路。因此，对直流系统绝缘的监测和直流接地的处理是直流电源运行的一项重要内容。直流系统的电缆线路走线遍布变电站内的各个地理位置，在运行的过程中很容易受到环境和人为因数的影响，绝缘受损甚至发生直接接地的机会较多。所以，目前变电站中，一般都配备了直流绝缘监测装置，以保证发生直流接地时能够发出报警，并及时处理接地故障，防止故障扩大并引起后果。绝缘监察装置故障的出现与监控装置相类似，一般是设备故障，而处理起来也比较便利，找到问题所在设备并进行更换，就能保证直流系统运行的稳定。

1.2 直流系统二次回路故障

近年来，我国对变电站内部结构和系统进行了一定的更新，但在改造和扩建的过程中容易出现变电站直流接地、装置故障等问题，若对这些故障没有进行及时的排除，将进一步引发线路过载，导致严重的事故。二次线路之间也会由于交流回路走线，导致直流系统出现负载故障，从而影响保护装置的正常运行。在直流系统二次回路中，线路之间也会由于绝缘层老化严重而出现问题，轻则出现漏电、绝缘降低等现象，重则会造成较为严重的火灾，影响电网的安全运行。

直流系统二次接线，受外界环境、人为操作和设备等因素的影响比较大，对于直流系统的运行有着很大的安全威胁。在较为恶劣的天气环境下，复杂的线路会出现较严重的漏电现象。人为操作的不规范也会影响直流系统，一些线路接线的不准确与安装都是工作中需要重点关注的问题。设备对于直流系统的运行有着直接的影响，设备运行出现问题不仅会降低直流系统运行的效率，还会带来很大运行风险。

1.3 直流系统的接地故障

变电站系统中的直流网络在结构和线路上都较为复杂，因此也是变电站系统中最容易出现故障的环节。直流系统中最常见的故障包括以下几种类型：按照线路的接地点分，直流接地分为单点接地和多点接地；按照线路的极性分为正、负接地，按接地性质直流接地将分为直接接地和间接接地。在这些接地故障中，容易造成严重危害的接地类型为双点接地，而最常见的接地类型是单点接地。

当直流电路中发生单点接地时，线路无法再形成完整的回路，虽然对继电保护设备没有直接的影响，但直流系统的监控系统还是会发出一定的警告。若此时，系统中又有一处发生接地故障，这时就会导致电路中出现两点接地的情况，这将导致电路短路，进而引起熔断器熔断或重要电源開关断开，如开关或刀闸失去操作电源，自动化及保护装置二次控制回路没有电源，这时需要立即采取措施，快速查找故障，否则电网安全将受到威胁。

1.3.1 直流正极两点接地

直流系统两点接地将引起一系列的问题和故障，如信号装置、继电保护装置、熔断器的误操作等。由于控制分合闸线圈、继电器线圈的励磁回路通常都与直流正极相连，若回路中发生直流接地，将导致一系列误动。一旦电路中发生直流正极接地现象，电流将经过正极流向大地，从而导致断路器的跳闸。

若在电路的两侧都发生直流接地现象，将会出现短路故障，进而导致继电器无法正常运作，若情况较为严重，甚至还将出现误动作的现象。此外，两点接地还会引起误合开关、信号错误等问题。

1.3.2 直流负极两点接地

通常二次回路的内部结构较为复杂，若发生两点接地，还会导致一些继电器发生短路的现象，并且无法通过跳闸的操作进行调整，导致发生越级跳闸，出现重大的故障。当直流负极线圈出现两点接地的情况时，线圈将由于短路而无法正常运行。此外，直流回路短路问题将导致电源保护器被熔断，从而造成线路失去保护，开关也有可能失效。

2 变电站直流系统故障的防范措施

2.1 严把施工工艺及验收关

为了避免变电站直流系统出现严重故障，在变电站的施工、扩建、改造过程中必须加强对施工现场的管理，防止在建设过程中对线路、电缆等造成破坏和损伤。在放置电缆的过程中要避免直接将电缆放在地上，或对电缆进行拖拽。在施工完成后，应当对电缆进行全面的检查，并对电缆芯做好保护工作。长期不使用的多余电缆要进行接头的包扎。所有步骤完成后，要对施工现场进行及时的清理，防止在施工现场遗漏螺丝、垫圈等零部件。endprint

对于一些重要的设备和零部件必须进行严格的质量验收，包括室外端子箱、机构箱等，对一些特殊设备还要检查其防潮除湿措施。对于一些已经老化或损坏的设备则应进行及时的替换和维修。对于进行改造或扩建的工程，要设置科学完善的验收计划。

2.2 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。

2.3 提高变电站值班人员的业务水平

应加强对变电站異常故障的检查，提升设备管理人员的监测水平，尤其要重视对变电站辅助设备的周期性检查，提高系统整体运行的稳定性。

加强对设备管理人员的培训，提高其故障应对能力，防止因设备故障导致系统的崩溃和停电，制定完善的停电预防方案，通过技术培训和事故演练等，加强检修效率。定期开展直流系统相关知识技能的培训、讲座等。

2.4 完善变电站直流系统的设备配置

设备运行的质量对系统的安全稳定性有着极大的影响。在设备选择时，要对系统运行的实际情况进行深入的探究，最大程度的提高设备的性价比，在保证设备质量的同时，也降低设备的投资成本，为供电企业的发展提供更大的优势。在选择好设备后，还需要对设备进行科学、合理的配置，根据直流系统运行的要求，最大程度的满足系统运行的需要，减少系统运行过程中故障的产生。

3 结束语

直流系统是变电站中最为重要的组成之一，也是故障高发的环节。直流系统一旦出现故障，其检修难度较大，因此必须做好日常的预防工作。当故障发生时，应及时采取措施，若短时间内无法判断故障情况，则应立即向上级部门汇报，请专业人员进行处理。

直流系统故障会对电力生产造成很大的影响。其防范措施涉及到运维工作的方方面面，运行人员在实际操作、日常维护中，要严防直流接地的情况，正确使用万用表测量出口压板等，避免出现误碰情况。在系统运行中，不仅要保证直流系统安全稳定的运行，还需要对系统各方面的功能进行合理的优化，减少系统在运行过程中问题的出现，促进电力生产更好的发展。

参考文献：

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