高压直流换流站一次设备运行故障分析及预防

覃猛

摘要：在电力系统快速建设与发展的过程中，高压直流换流站对于整个电力系统的作用变得越来越重要，对于高压直流换流站系统来讲，所使用的一次设备拥有检修工艺差距大以及数量多类型多等多个特点，所以导致在开展一次设备检修工作时会遇到很大的困难，这也提高了一次设备的检修维护工作难度。因此在本文中，将对高压直流换流站的一次设备运行故障相关问题进行了研究，并提出预防对策。

关键词：高压直流;换流站;一次设备;故障分析

1.前言

基于当前现代城市化建设进程发展速度来看，人们的生活水平以及经济水平，在日益提升这一对电力系统的使用提出了工作要求，在当前的电力系统中，已经开始全面普及使用高压直流输电系统。正因为如此，而在本文当中将对高压直流换流站在日常工作过程中所使用的一次设备进行研究，针对所出现的故障问题以及故障特点等进行分析总结并提出相关的预防对策。

2.高压直流换流站

对于高压直流输电系统来讲，组成结构主要包括高压线路以及逆变站和整流站以及其他的附加设备，这些设备共同组成了高压直流系统。在当前的系统工作过程中送端，能够将交流电转化为直流电，这一过程被称之为整流，然后再通过直流输电系统向寿端输送电流，然后再将直流电转化为交流电，这一过程叫做逆变，进入逆变后的电流会直接输送到用户家庭当中。对于整流变换的送端来讲，又可以称之为整流站，逆变更换的受端又可以称之为逆变站。所以说对于高压直流换流站来讲，主要包括整流站以及逆变站这两种所采用的相关设备，主要包括交流场设备以及阀厅设备和直流场设备。

3.一次设备运行故障原因分析

3.1开关类一次设备跳闸故障原因分析

首先是开关闪络现象所导致的跳闸问题。当出现闪络现象之后，整个输电系统线路会出现单向接地故障，从而触发主动保护线路之间的重合受到阻断，然后相关开关就会跳开，从而导致开关出现失灵保护，然后会触动母差保护，从而又会触发母线跳闸现象。对于整个直流输电系统来讲，当出现故障的时候，相关作业人员能够对故障位置进行判断，因为故障出现位置会有放电火光出现，经发现后开关C相中的电容外绝缘会有闪络问题出现导致压环被击穿。之所以会出现上述问题，最主要的就是开关是处于不完整的串上，安装避雷器的时候没有规范作业，所以导致雷电击中开关。

其次则是开关绝缘拉杆松脱问题。当出现该问题时，主要是变压器充电过程中，开关合闸时变压器B相会出现一定电压，在测试的过程中需要保证是处于检修作业状况下，无论是分闸还是合闸开关B相都会出现相应的回路电阻，这一回路电阻出现就说明该开关不能够实际分开，而且主回路还处于能够导通的状态。之所以导致这一问题出现，最主要的原因是在结体检查开关的过程中，开关绝缘部位的拉杆出现松脱。

3.2平抗类一次设备跳闸故障原因分析

在该故障问题出现时，直流换流器的一级直流母线会触动差动保护，然后出现一级跳闸现象。在检查作业的过程中，平波电抗器套管螺帽会被冲开，然后存在局部烧伤的问题，导致上述问题出现的最主要原因就是检查烧坏或者是脱落的平波电抗器时末屏引线之后，末屏连接孔会将SF6全部漏光。主要就是因为不能连接好套管内部末屏以及电容表面芯子接地铜带，所以导致套管内部会有一定的接地铜带，所以导致雷电会非常容易击穿电容表面末屏。

4.高压直流换流站一次设备故障预防措施

4.1开关类设备预防措施

首先针对一次设备的开关类设备来讲，在对不完整串开关设计的过程中，应当对绝缘配合以及入侵波的过电压进行合理的计算，在充分计算并证明具有可行性的情况下，将处于热备用情况下的开关雷击入侵波过电压计算出来。其次则是为了保障在使用的过程中可以实现开关类设备的可持续应用，应当不断增加设计不完整串开关所需的耐雷情况设计完善，在对避雷针设立的过程中，需要将避雷针安放位置选择在开关附近，或者是将避雷针安放在线路杆塔上。最后则是需要将ptv涂料喷涂在不完整串开关上，能够使开关的防污闪以及防雨闪能力得到增强。

4.2油浸式平抗类设备预防措施

首先，日常检修及维护工作人员需要增强对套管的记录及巡查工作能力，定期针对SF6进行微水测试，从而保障设备能够始终处于正常稳定工作状态。再次这是需要定期针对套管进行清洁打扫，因为如果存在过多的污染物或者是其他杂物，对于套管来讲会导致套管的灵敏性以及其他部位灵活性受损，所以也应当保证一定程度的清洁，避免在使用过程中污垢长期堆积，导致套管出现闪络现象。如果在套管使用过程中有低于实际标准的套管伞裙间距，需要及时进行橡胶伞裙套等方式，避免在大雨时候出现闪络现象以及污秽闪络现象。

4.3避雷器相关设施的预防

针对避雷器这类的一次设备来讲应当对整个变电站当中的避雷器线路进行检查判断企业防雷作业的实际标准，同时相关线路经检查结束后，还需要出具相应的核验报告，针对在检查过程中发现不合理的部位以及不合理的线路，要重新进行计算和设计，然后再重新新建输电线路。在设计以及重新新建的修建线路验收的过程中，需要对变电站的内部防雷计算报告和避雷器的设计情况进行全面的查验并判断其可行性，对变电器的型号进行合理选择以及对变压器安装位置进行科学测算。

4.4交流滤波器一次设备预防措施

首先在低温雨雪等恶劣天气情况下需要对滤波器的覆冰情况进行及时的观测，发现有异常情况应及时进行停电，然后针对滤波器的覆冰情况进行处理。其次就是在对高压端的电容器端管母线设计的过程中，应当对母线以及电容的连接走向进行合理的设计以及测验避免在走线的过程中导致电缆损坏，或者是击穿输电线路造成短路故障问题出现。最后这是应当对检查及维修作业能力以及工作力度不断提升，要对出现开裂和破损的绝缘电缆进行及时更换，而且针对一些在危险区内的电缆要设立安装热缩套管，使这些电缆本身的绝缘防护作业能力大幅度提升。

5.结束语

综上所述，对于当前的高压直流换流站一次设备故障问题来讲，因为设备种类以及数量非常多，而且运行维护工作难度也比较大，所以出现故障问题的几率非常高，在当前的实际工作过程中针对故障问题的解决没有得到全面实现，所以在今后的实际作业过程中，应当对一次设备故障的重复性故障进行深入研究及分析并提出更加具有针对性以及可行性的预防举措，大幅度提高维护检修工作效率及质量，从而使高压直流换流站一次设备的系统整体运行安全性得到提高。

参考文献：

[1]周海峰，郭树永. 高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J]. 华电技术，2014，36（001）：49-51.

[2]管海涛，魏伟，孙德利. 高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J]. 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术：00231-00231.

[3]楊彬. 高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J]. 通信电源技术，2017（4）.

[4]饶磊. 高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J]. 环球市场信息导报，2016.