直流系统的异常分析及处理

直流系统的异常分析及处理

陈静

（神华亿利能源有限责任公司电厂内蒙古014300）

摘要：发电是整个电力系统的基础环节，也是电力系统的核心环节。发电厂是发电的基本场所。发电厂直流系统对于发电厂来说，其属于保障性系统，如果该系统存在障碍，将会直接影响整个电力输送。而经过调查，发现在发电厂直流系统中存在的故障具有共通性，这就要求发电厂必须要对故障进行解析，做好预防工作，降低其在运行中存在的问题，进而保证发电厂的正常运行，稳定社会秩序。

关键词：直流系统；异常分析；处理

1直流系统概况

某电厂4*350MW机组直流系统分为集控直流系统和升压站网控室直流系统。网控室直流系统4台机共用1套220V高频开关直流电源屏，设置两组型号为C&D2-300LBT的2V/300AH蓄电池（每组103只）；集控220V直流系统每台机组分别设置1套220V高频开关直流电源屏及直流分屏，两组型号为C&D2-1500LBT的2V/1500AH蓄电池（每组103只）。主厂房和网控220V直流系统均为单母线分段接线，两组阀控铅酸蓄电池每组各配一组智能高频开关整流器。设置充电母线，以便断开馈电母线给蓄电池充放电。断开一组充电器前，两组蓄电池允许短时并列，保证每段母线不断电，但不允许两段母线长时间并列运行。主厂房220V主屏、分屏及网控220V直流主屏每段母线上装设一组绝缘监察装置，完成对直流母线电压和绝缘电阻的监视，当母线电压或绝缘电阻越限时引至系统监控模块报警。在线检测直流馈线支路的绝缘电阻，并将母线电压、对地绝缘电阻及各馈线支路的绝缘电阻值送至系统监控模块进行显示。设有微机型直流接地监测装置，引至系统监控模块报警。当直流系统发生一点接地时，自动报出接地支路和支路接地电阻。系统采用电压变送器分别对母线的电压及蓄电池的电压进行检测。同时采用霍尔器件检测蓄电池的电流和馈电柜总电流，并将检测信号通过转接板送至馈电柜监控板。由监控模块完成系统各部分工作点的显示；同时将信号进行处理与设定值比较，发出告警信号。各直流输出回路采用直流断路器，并配有合闸指示灯，各回路断路器均配有故障告警接点，向监控板提供告警信号。直流专用塑壳断路器辅助触点引至系统监控模块，报警触点和辅助触点通过通讯和硬接线至DCS，用于监视其工作状态。

2直流系统的异常情况

2.1由于密封不严造成直流接地

某电厂直流系统绝缘监测系统在一段时间内频繁发出直流接地告警信号，直流母线正负极对地电压偏移较大，正对地可达80V左右，负对地可达30V左右。为消除该直流接地故障点，工作人员多次对站内的直流系统进行检查，但由于该接地不稳定，在查找过程中经常复归，较难查出故障点。总结该故障点发生的规律，一般为雨水天气后的第二天。初步判断为由于雨停，天气转好，温度升高，水蒸气导致故障点绝缘迅速降低，引起直流接地故障。经拉路法确认故障来自主变信号回路，通过解线的方式，最终发现故障回路源头为主变的油位计。对该油位计进行检查，发现油位计内部有水珠，其封堵部分有松动现象。油位计内部的电缆接点在油位计中上部，下雨时，雨水在油位计的下方，没有与直流回路接触。雨停后气温升高，水蒸气上升并在油位计接线端子处凝结，使得该处绝缘迅速降低，导致发生直流接地。发现故障点后，检修人员将油位计拆封，干燥处理后重新封堵，此后直流接地告警信号不再频繁发生。

2.2绝缘老化引起直流接地

某变电站Ⅰ段母线频繁发生接地故障，特别是在潮湿天气情况下更为严重。在断开电源空气开关并测量无电压后，再利用绝缘摇表进行检查，发现是站内电容器网门闭锁回路中的引出线由于老化严重对地绝缘过低，检修人员对其进行更换后，该段直流母线对地绝缘恢复正常。在其他变电站中，也经常出现压力释放继电器、六氟化硫气体压力继电器、主变本体瓦斯继电器等装置由于运行环境恶劣，绝缘老化速度快，特别容易引起直流接地故障。

2.3施工工艺不达标引起直流接地

某变电站直流系统绝缘监测装置报出直流接地故障信号，经检查已确定故障回路。根据经验检查其末端元器件，发现绝缘水平没有异常。用绝缘摇表检查该故障回路的电缆，发现电缆对地绝缘很低。对这根电缆进行全面检查后发现该电缆外部绝缘皮有明显损伤，这种损伤在施工过程中对地摇绝缘难以发现，但是随着运行年限增加，该破损处受到水气腐蚀愈加严重，最终导致直流接地。从损伤的情况来看，属于施工人员在施工过程中对电缆进行强力拉扯时与其他锐器摩擦所造成。

3直流系统异常的原因分析及处理

3.1日常设备维护不到位

柜门、密封圈、封堵泥密封不严，导致设备内进水，引起直流绝缘下降。对于这种情况，需要加强设备的日常维护，做好设备的防水封堵。对直流屏、保护屏、高压场地的设备，应当保持清洁和干燥，改善相关设备的运行环境，定期检查机构箱或端子箱内部的加热器，确保其一直处于正常工作状态。由于变电站多建在郊区或野外，小动物活动较多，可能会对电缆造成一定危害，导致电缆绝缘破损。因此，运维人员应对电缆沟、室内等位置做好防小动物措施，在巡视过程中认真观察，及时发现隐患并加以处理。

3.2设备绝缘性能下降

随着运行年限的增加，某些工作环境恶劣的设备容易老化，绝缘下降程度较快，导致发生直流接地。因此，在运维过程中，应总结运行设备的特点，当其中某个站某个设备发生因老化导致绝缘降低的情况时，应对该站同一型号的设备进行全面检查，对于具有家族性缺陷的设备应立即更换。在查找这个系统异常的过程中，应优先考虑是否与前期类似故障原因相同，以尽快定位故障点的位置。对绝缘较差的直流回路加强监测，一旦发生直流接地故障则应尽快进行排查。对于老设备，即使还没有出现绝缘降低故障，也应当加强巡视，尽早发现可能存在的隐患。

3.3直流母线电压消失

直流母线电压消失指的是硅整流器所输出的电压和电流为零，蓄电池不输出电压，对开关进行控制的红绿灯都是关闭的。在进行处理之前要关闭直流母线有关的所有的开关和闸刀，对于母线和蓄电池进行逐项的检查，检查二者是否存在问题，硅整流器的一次电源是否能够正常工作。如果母线是正常的，那么采取倒换运行的方式来恢复对母线的供电。如果在这个过程中母线出现故障，则需要对其进行分段隔离处理，如果必要的必须对整个系统进行停车才能够进一步的处理。在对负荷进行试送的过程中密切关注母线上电压的变化。

3.4直流系统接地

直流系统所涉及的范围较为广泛，往往其线路延伸较长，因而确定发生故障的点非常的复杂。采用绝缘检查装置能够大大简化确定故障接地点这个复杂的过程。在进行接地点测量的过程中可以启动该装置首先对各个支路的电阻进行测量，根据所得到的各个支路电阻的测量值，来判断到底是哪条支路接地了，然后采用瞬停的方式确定所测量的结果是否正确。确定好接地点之后进行接地点下一步的处理。

3.5直流母线电压过高（或过低）

确定直流母线上的电压不正常是由于什么原因造成的。如果是由于硅整流器自动切换的均冲状态，就是充电的电流大造成的，可以采用的手动的方式将充电的方式改为浮充就能够解决问题；如果是硅整流器出现的故障，那么就应该用备用的硅整流器进行发电。如果交流电源出现问题那么也往往会造成硅整流器二次端电压出现异常，那么就应该检查硅整流器一次端的电压以及保险是否能够正常起作用，如果保险丝损坏那么就重新进行操作。如果是系统故障造成的电源问题，使得蓄电池的放电电压较低，那么就应当恢复硅整流的运行。

4结论

运维单位工作人员应当对直流系统相关知识加强学习，充分了解站内直流系统的运行状态，充分掌握直流系统可能存在的隐患，只有这样才能在发生直流接地故障时以最快的速度进行处理。在阴雨天气，运维人员应对容易发生接地的地方加大检查力度，一旦发现直流系统绝缘薄弱处受潮或进水，则应立即采取相应措施。在对老站进行改扩建的工程中，对于新接入直流系统的电缆和设备，必须确保其绝缘状况完好，以防其影响到站内其他设备的正常运行。

参考文献

[1]王莹，杨磊，王静，刘彬.浅析变电站直流系统接地故障处理[J].低碳世界，2015（36）.

[2]陈韬，胡书琴.变电站直流系统接地故障的分析及对策[J].电力学报，2009（02）.

[3]李洪立.浅谈变电站直流系统接地故障和处理[J].科技展望，2015（08）.