探析水电厂直流系统故障处理

探析水电厂直流系统故障处理

张胜

(国网西藏电力有限公司巴河发电公司西藏林芝860001)

摘要：众所周知，直流系统是水电厂的一个重要部分，直流系统是否稳定与安全对整个发电厂有着重要影响，本文主要论述了直流系统在水电厂中起到的作用以及产生的优势和副作用，在使用过程中需要注意的地方等。

关键词：直流系统；水电厂；故障分析

1直流系统故障分析

在直流系统中，发生接地是较为常见的现象，一点接地可能造成保护与自动装置的误动或拒动，两点接地还可能造成直流保险丝的熔断，控制回路失去电源。通常，直流检测装置利用平衡电桥原理来实现对回路的绝缘监测。交流传入是直流系统另一种常见故障，实际上亦是造成了直流系统接地，因直流系统正常运行时正负极对地绝缘电阻是对称的。而交流系统零线接地，一旦交直流发生干扰，亦会形成直流一点接地。对于直流操作回路，由于电缆的分布电容较大，一旦发生直流回路接地或交直流串扰，就会使分布电容放电，继而造成操作回路误动。在正常运行中，直流接地与交流传入的形式有多种，其对直流回路的影响各不相同，但均易造成设备的误动，严重者更会造成直流系统的崩溃。直流检测装置需对各种类型的接地与传入均作出准确告警。

2直流系统故障的危害

就直流系统的接地问题来说，其在出现一点接地问题的情况下，不会对直流系统的整体工作运行造成影响，但却会在一定程度上影响其对应保护装置信号的错误发送，导致断路器误动情况的出现。在这样的情况下，其直流系统如果再进行长期运行的情况下，也必然会导致两点接地情况的出现，从而形成接地故障，造成短路，甚至对整个直流运行系统造成严重影响。就直流系统的接地故障来说，其很可能导致接地短路情况的出现，从而导致其中众多问题的出现，甚至会导致保险熔断裂，导致保护装置及其自动装置失去电源供应。而且，一些保护回路相对复杂的同级两点接地回路，会导致其中的继电器出现短接情况，出现越级跳闸情况。

3直流系统发生故障的解决措施

3.1故障排查法

处理接地故障前首先要做好排查，具体从以下几个方面着手：第一，对故障现场的概况进行分析。在正式排查之前，重点分析设备所处的运行环境，阴雨、雾霾等天气状况是需要重点考虑的环境因素，因为这些干扰也可能对设备及线路造成影响，导致其因为潮湿或腐蚀而出现故障。第二，对绝缘检测设备的报警信号多加关注，结合监控装置的报警信号对现场进行剖析，其中重点考虑设备的工作环境，如果确定故障是因为阴雨条件导致的，那么就需从绝缘角度来分析故障成因。第三，查找瞬间停电情况下的接地点。当上述两个方法都不合适的时候，可以采用瞬间停电法来寻找故障，首先是将与电网没有关系的设备停电，其次将继电保护装置退出，最后断开所有的电源。

3.2拉回路法

拉回路法是通过逐个断开回路直流电源的方法来查找接地故障点，考虑到不同直流回路的作用及重要性，逐个断开直流回路电源的操作，一般先从信号回路、照明回路，再到操作回路、保护回路等。由于变电设备不断升级换代，自动化程度越来越高，对直流系统的依赖性也越来越大，直接断开回路直流电源对设备的安全稳定运行会产生一定影响。同时，由于很多厂站在经历不断的改扩建工程后，二次系统越来越复杂，甚至有的厂站直流系统不同功能的二次回路间已没有严格的区分，而且还形成一些非正常的闭环回路，增大了拉回路查找接地故障的难度。鉴于直流系统在整个电力系统中的重要作用，以及社会发展对电力供应可靠性要求的提高和新技术、新仪器的应用，传统拉回路查找接地故障的方法已不作为查找直流接地故障的首选方法。

3.3选线监测法

通过绝缘接地选线监测装置来进行选线，具体来说，就是在直流回路中相关回路的合适位置配置电流互感器，这样监测装置不仅能接收信号，还能通过信号对直流回路进行分析，进而确定故障接地点，配置在相关回路的传感器都是有双重编号的，与接地监测装置中的编号一致。其运行优势是：可以进行在线监测，进而更加及时、高效地发现故障并且准确定位，方便查找故障点的位置。

3.4直流接地选线装置监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。它可以实时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号，初步判断出故障范围，为接地故障的查找和处理节省了一定的时间，但它只能选出故障存在的直流回路，无法将故障点缩小到很小的范围。同时，此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰性差，误报较多的问题。

3.5信息技术与故障诊断技术相融合

故障诊断分析技术主要分析了电力系统中出现的故障。首先，故障诊断系统应当判断电力系统中所出现故障的特征，其次，再请相关人员进行故障的鉴别，最后，故障诊断系统应与计算机系统相连接，计算出电力系统中出现故障的参数。并采用局域网对故障处做出进一步的诊断。这样，能够促进监测设备更好的监测电力系统的信息，并将信息及时传递给控制系统，使电力系统中出现的故障能被及时的发现，及时的维修

4在检查维修直流系统故障时应该注意的方面

第一方面就是应做好日常维护工作以及设备的防腐防潮工作，对电气设备进行定期检查，看其是否存在进水、污染的问题，一旦发现问题就需要及时采取措施，对受潮和污染的部分进行处理，解除隐患。尤其是在特殊天气，例如大雾、阴雨连绵等，对于室外设备需要增加巡视的次数，必要时安排特巡，做好全面化、精细化的深入检查，因为任何位置都有可能会出现雨水侵蚀导致绝缘度降低的情况，所以要及时找到故障危险点并做好防潮保护处理。其次就是考虑绝缘性的问题，要隔一段时间就对设备的绝缘性进行检查，不要出现问题后再去修理。为了让寻找过程更加简单，在具体操作运行过程中，应该对不同种类的直流系统进行维修监管，将绝缘性较差或者不合格的系统进行重点记录，当气候变得潮湿时，首先要对这些记录在案的设备进行监管，如出现故障问题，应该进行维修。第三点应该注重回路检查的有关问题。在排查故障原因时，容易出现问题的地方也会有信号回路的问题，对回路进行照明检查，确认无误后再进行工作，以保护回路系统。所以在排查故障原因时，要对绝缘情况不合格的回路进行重点监测。第四点是环路开关也很容易出现故障。在对这方面进行检查时，就首先对它的回路开关做检查，如果有不能断开的一些环路，那么应该对对应的有接地故障环路进行检修并且同时对接地的精确度进行观察并做出分析，找到对策，深入研究，直至将接地非常严重的环路检查出来。第五点就是要提高对施工人员现场作业的管控要求，避免施工人员接触与工作不相关的设备，重点防止因误动误碰导致的直流系统接地。此外，需要参照设备自身运行情况及运行时间等对相关设备的内部系统进行及时更新，例如元件、器件、馈线等，对设备和二次回路做好保护，保证其运行处于最佳状态。

结语

综上所述，变电站直流系统的运行受到多种故障威胁，接地故障只是其中一项主要故障。处理接地故障存在一定的难度和挑战，因此故障定位必须高效、精准，同时需要准确掌握故障发生的时间、原因等，进而确保变电站直流系统高效稳定运行，充分发挥直流系统的作用，防患于未然，保证站内设备能够正常工作。

参考文献:

[1]黄晓明，杨涛，邹学毅.直流系统主动式接地保护装置研究与开发[J].供用电，2016，33（3）：19-24，82.

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[3]赵堃宇.多端柔性直流输电系统控制策略及故障保护研究［D］.哈尔滨：哈尔滨工业大学，2013.