变电站直流系统故障分析及处理浅谈

变电站直流系统故障分析及处理浅谈

苏畅徐安张宁秦浩

（国网山西省电力公司检修分公司030000）

摘要：直流系统是变电站一个重要的组成部分，其运行维护工作不当，会造成故障和事故，将给电力系统带来灾难性的后果，随着电力系统的不断发展，对直流系统运行过程中的质量可靠性要求越来越高。本文主要介绍了在变电站直流系统运行维护过程中经常出现的几类故障情况进行了分析和处理，希望能为运行和维护人员提供帮助。

关键词：变电站;直流系统;故障分析;查找处理

1当前我国变电站直流系统故障的几大类型

1.1变电站直流系统电源失压故障

变电站直流系统对供电的可靠性有着非常高的要求。如果继电保护、自动装置以及开关分合闸回路造成直流电源消失，如果该变电站出现故障，将会使得保护和开关拒动。经由周围的变电站跳闸来进行故障切除，使变电站的事故扩大化，严重的，甚至可以直接威胁到整个电网的安全。而如果上述系统一旦失去直流电源，运行人员就无法再对设备进行监听，也就无法了解到设备机组的运行状态，不能对设备进行完整的操作。因此，如果直流系统出现失压故障，相关工作人员一定要在第一时间解除故障，保证直流系统能够正常的运行。

1.2变电站直流系统接地故障

这是变电站直流系统中最为常见，也是发生次数最多的一种故障，直流接地故障是很多变电站难以解决的一个困难。如果直流系统出现接地故障，虽然不会对直流系统的正常运行产生巨大影响，但是一点接地是不允许长期工作的，时间一长很容易扩大成两点接地，而两点接地故障是直流系统中威胁很大的一个故障，很容易造成接地短路现象，使直流保险熔断，自动装置和控制回路失去电源，除此之外，还能把某些继电器短接，出现越级跳闸现象，使整个电力系统发生严重的故障。

1.3变电站直流系统混接故障

1.3.1两段直流之间存在并列点由于变电站自身发展的需要，在变电站进行扩建或者技术改革时，施工是在所难免的，这样就非常容易发生直流回路并列，如果存在这一现象，其中的一段直流接地，那么两段直流都会发接地信号，使直流接地查找工作的难度增大，而发生同极两点接地的可能性也会有所提高

1.3.2交、直流的混接如果交、直流出现混接所造成的直流接地，会使一些装置出现误动作。还会使直流回路中进入交流电压，产生瞬间干扰，使装置遭到损害。

2变电站直流系统故障原因探析

2.1由于设计和施工阶段所产生的隐患在建设新变电站，或者老变电站扩建时候，因为设计和施工时疏忽、或者是施工人员水平不足的缘故，出现接错线的现象，从而使交直流混接。除此之外，由于施工队伍的整体水平不高，没有专业的施工质量管理和验收团队，由于施工所产生的接地故障及不能被及时的发现，直接使变电站投入使用中，为日后变电站直流系统的运行埋下了安全隐患。

2.2绝缘材料使用时间长，陈旧和老化现象严重变电站直流系统分部十分广泛，且外露的部分占有很大比例，因此很容易受到外界因素的影响，比如尘土和潮气，都能使直流系统中的绝缘原件绝缘性能受到影响，甚至失去绝缘性能而发生直流接地。

（1）电缆、电气设备质量问题使系统出现直流接地，这种现象主要体现了二次回路的绝缘材料达不到相关标准，绝缘性能不足，除此之外，还有部件受到损伤、烧伤而产生的绝缘性能降低。

（2）因为电缆使用年数太久、设备陈旧使系统出现直流接地，由于变电站的直流系统所涉及的设备比较繁多，有着复杂的回路，在这种复杂的环境下长期运行，设备的绝缘性降低，导致直流接地故障发生。

（3）受到挤压磨损而导致的直流接地。在直流系统运行时，如果二次线和转动的部件发生接触，会使二次线的绝缘皮受到磨损，当绝缘皮被磨破时，则会发生接地。

2.3工作人员出现的操作失误，以及对系统维护力度的不足

（1）工作人员没有对端子箱、电磁锁等进行监察，导致这些设备出现密封不严的情况，长年积累使设备的内部有很多的灰尘和污垢，导致了直流对地绝缘变弱。

（2）由人为因素所产生的接地故障。在工作人员进行检查和维修的过程中，没有注意而产生的接地、短路等故障。

（3）由雷雨天气和动物破坏所产生的接地故障。在雷雨的天气状况下，雨水会经由户外二次接线盒的分析进入设备内部，导通了接线桩头和外壳，从而产生接线故障。除此之外，由于二次接线盒密封不好的原因，蜜蜂和蜘蛛等昆虫可以轻而易举的进入盒内，蜜蜂筑的巢穴也能使接线端和外壳相连，出现直流接地故障。

（4）对二次绝缘检查的力度不足，未能及时发现老化或者受损的二次绝缘，不能对设备进行及时的更换，从而导致直流接地。

（5）元件、螺丝、垫圈等部件没有被及时的清理掉，如果掉落在带电回路之上，很容易发生直流接地故障。

3变电站直流系统接地故障的查找方法

3.1定位法

定位法是接地故障查找的一项有效方法，通常选择便携式直流接地故障定位设备进行故障定位，此定位设备目前已被广泛而深入地运用于直流系统故障查找中，其优势和便捷因素体现在：在不切断直流回路的情况下，能够直接定位查找故障，维持系统的正常供电，从而确保了接地故障查找工作效率。

3.2拉回路法

拉回路法进行接地故障查找，具体的查找方法为：断开各个线路中的空气开关、熔断器等实施断电查找，以此来隔离接地点，使其处于空气开关管辖的直流回路系统，然后，解开电缆芯，进一步限定接地点位置，最后将相关的元件、器件等拔除，确保故障点限制于插件内部或外部，直至接地点被定于特定回路，通过摇表遥测，从而发现故障点。拉回路法需要断开查找回路中的直流电源，电源断开有一定的时间限制，通常要在3S以内，而且要遵循科学的规律逐一断开，具体的次序为：第一步：断开信号回路，第二步：断开照明回路，第三步：断开操作回路；第四步：断开保护回路。然而，由于变电站二次回路系统具有一定的复杂性，同时，随着系统优化、改造工作的深入，其中难免存在错综复杂的闭环回路，这必然为故障检测带来困难。

3.3在线监测法

所谓的在线监测法主要是依托于直流接地故障选线设备，发挥其在线监测功能，对直流系统的接地状态进行实时监测，此系统能够及时、准确地提供直流系统的相关故障信息，例如：接地状况、故障情况等，然而，实际监测过程中也存在一定的缺点，具体体现在:不能准确、高效地定位故障点，而且监测点的设置数量、安装位置等都会影响检测效果，接地点故障查找范围过大，为故障的解除与处理带来困难，从某种意义上来看，在线监测法具有一定的局限性。同时，在线检测设备的安装相对复杂，检测精度受到影响，同时，容易受到外界因素的干扰，出现信息误报现象。

3.4低频探测法

选择钳形电流探头实施故障监测，来自于监测设备的接地警示信息被接收后，可以把低频交流信号加在直流故障母线和大地之间，低频电流则将途径信号发生设备、直流系统、接地点等进行传输，再启动钳形电源探头来逐个点进行故障检测，同时，探寻低频电流的流动方向和轨迹，此时位于接地点之前与之后的低频电流会有所差异，通过分析二者间的差距来对应准确定位接地位置。低频探测法的优势体现在无需断电查找，然而，实际故障能否查找精准容易受到系统分布电容的干扰。

4结束语

变电站直流系统接地故障是一种常见故障，产生接地故障的原因相对复杂，要想有效解除故障问题，就必须深入分析并总结一些科学的技术和方法，明确故障查找中可能出现的问题，善于综合利用多种方法进行故障查找，从整体上提高故障查找工作效率。

参考文献

[1]张大东,张金彪,张晓梅.发电厂"变电站直流系统接地的危害及查找"处理方法[J].科技信息,2010.

[2]张新邦,王昌荣.扩建变电站中一起直流接地假象故障的分析与对策[J].中国电业:技术版,2011（11）.