水力发电厂直流系统故障及处理方法研究

水力发电厂直流系统故障及处理方法研究

张婷

(五凌电力有限责任公司托口水电厂湖南怀化418106)

摘要：在水力发电厂中，直流系统的工作状态与整个电厂能否安全、稳定的工作有着直接联系。与此同时，对于直流系统来讲，如果出现接地故障，则必然会导致相关电气设备无法正常工作，甚至会造成严重事故的出现。因此，本文将对水利发电厂中直流系统故障与处理方法予探究。

关键词：水力发电厂；直流系统；故障处理

引言：在水力发电厂进行电力生产时，当中的计算机监控系统、继电保护电源、事故照明等的供电均有直流系统来完成，所以对于水力发电厂来讲，直流系统属于其中不可或缺的关键组成部分。此外，在直流系统工作期间，由于其中的供电网络较为复杂，所以一旦其出现故障，则难以快速的对故障区域进行定位并对此予以处理，所以，应针对直流系统故障问题采取积极的处理方法，提高水力发电厂运行安全。

一、水力发电厂直流系统的作用及出现故障的危害

1、直流系统作用

在水力发电厂中，直流系统将会为发电厂中的自动控制系统、事故照明以及信号装置等予以供电。其中，对于直流系统来讲，如果其处于不接地的状态，则工作时间将不得大于2h，同时如果出现接地故障，则必须对故障原因进行第一时间的查明，以免出现两点接地的状况。此外，为了保证直流系统可以安全、稳定的供电，则与生产无关的负载不得加载在直流系统回路当中，同时也可保障在事故出现后，可以及时对此予以处理，避免事故影响扩大化。因此，为了确保水力发电厂可以有效、安全的实施电力生产作业，保证直流系统的可靠性与安全性是非常重要的。

2、发电厂直流系统出现故障的危害

对于水力发电厂中的直流系统来讲，蓄电池组以及浮充电装置是其中重要的组成部分，并且两者通过并联来实现直流负荷的供给。通常来讲，直流电源的正负极与地是处于绝缘状态的，并且回路中的一点出现接地后，则直流系统仍可正常工作，但是在某些特定场合中，一点接地将会导致误动作在直流系统保护过程中出现，从而导致故障的发生。其中，如出现两点接地，则会导致自动保护装置出现拒动或误动作，并且会熔断保险或者引发跳闸，其危害性与严重性将会格外突出，极大的威胁水力发电厂的生产安全，所以对直流系统故障的危害有着清醒的认识就变得尤为重要。

二、直流系统接地故障处理原则

现阶段，判断直流系统是否存在接地故障的原则通常为：（1）对直流回路进行分析，查看是否存在漏水等原因，而导致接地故障的出现；（2）查看绝缘检测仪的工作状态，并对处于工作状态下的绝缘检测仪予以重启复位，并对复位前后的报警信号进行对比；（3）在检测时，对直流母线电压进行检测，以便对是否存在接地予以确认。此外，对于故障处理来讲，需要按照先室外、后室内、先备用机组、后工作机组、先次要负荷、后重载负荷、先双路、后单路的原则予以处理，并利用绝缘检测仪或者监控设备来对支路是否存在接地进行检查。

具体来讲，在检测直流系统接地故障时，由于固定式绝缘检测仪不会干扰直流系统本身，所以可用此设备来对接地支路进行巡检，但是弊端在于系统电压或者环境出现波动，则会对检测结果的精准程度造成影响。此外，如直流系统中存在环路，则固定式绝缘检测仪难以对接地支路予以精准判断，并且会出现误报情况。下图所示为WJY3000A型微机绝缘监测仪的工作原理。

图1WJY3000A原理框图

在WJY3000A绝缘检测仪中，CPU在CT中均有设置，并且在CT中，漏电流可以直接转变为数字量，并在CPU的帮助下，数字量可由串行口上传到绝缘检测仪的主机中。同时，数字滤波除了具有极高的测量精度外，其抗干扰能力也较为突出。另外，对于CT来讲，主机的性能不会影响其测量精度，并且CT可对校准值进行自动保存。最后，WJY3000A绝缘检测仪由于是对波形相对变化量进行检测，所以检测结果的准确程度不会因电源波动造成影响。

对于WJY3000A绝缘检测仪而言，其如在检测环节中出现问题，则可将负荷开关逐个断开，并对正负母线对地电压是否恢复正常进行观察，以此来对接地支路予以准确判断。其中，此判断方式在操作方面较为简单，但是弊端是不适用于复杂系统的检测。

同时，接地支路的检测还可用便携式接地仪来实现，并且接地支路或者接地点的具体问题可以较为精准的检测出来，弊端则是会干扰设备的正常工作，或者引发误动作的出现。因此，为了保证水力发电厂可以稳定的实施生产，便携式接地仪的使用需要经过严格的考虑后方可实施。

三、水力发电厂直流系统故障原因及解决方法

1、水力发电厂直流系统故障原因

在对实际工作的水力发电厂直流系统的工作情况进行调查后发现，导致其出现故障的因素有较多种类。其中，具体故障原因有：（1）对于回路而言，如材料存在质量问题、绝缘性不达标或者长期磨损等，则会引发直流二次系统故障.（2）直流系统中的元件因为人为或其它原因导致脱落，从而会导致直流二次系统出现故障。（3）变压器瓦斯继电器如存在接触不良或者进水情况，则会影响其中的接地绝缘性。（4）当有雨水浸入室外箱体，或者室内端子因为受潮，则均会对接地造成损坏。（5）系统中的电缆芯线的直径较小，如有外力作用后，其难以承受所用力所带来的荷载，则任意出现接地损坏的情况。（6）不安既定程序进行施工，或者元件更换不当，则会引发接地问题。（7）在机组水系统工作期间，电磁阀出现渗水问题，则会导致直流接地问题出现。

2、解决发电厂直流系统故障方法

为了保证水力发电厂可以稳定、可靠的运作，需要及时对直流系统故障予以处理。其中，在对接地故障研究后发现，接地故障的出现可能有几个点共同作用而导致的。此外，在检查期间，环境因素或者设备因素均会对检查结果造成影响。所以在检查时，可建议使用直流节点选线检查装置或者拉回路法来实施相应的在线检测。其中，拉回路法较为简单，其使用流程是首先关闭电源三分钟，并按照信号电路、照明电路以及保护回路这一顺序来实施作业。然而，在检测时，回路会因为各种因素的影响而形成不正常闭环回路，一旦发生此类问题，无疑会增加查找接地故障原因的难度，并且微机无法在使用过程中断电，所以拉回路法无法有效的控制与保护回路，为重大事故的出现埋下隐患。在使用直流选线检查装置实施检测时，其优点在于可以在线实施监测作业，如果有故障出现，则其可通过显示器来准确显示出接地回路编号，有助于故障问题的快速处理，但是由于技术所限，此方法的检查精度仍存在较大的提升空间。最后，故障的判断也可用排除法来予以进行，当直流系统工作期间，可先让直流负荷测流进行联络运行，之后再对回路环路开关进行选择，当确定支路之后再用拉路法对其进行处理，以便更好的排除故障。在对短路进行排查的时候，最好以跳闸开关及保险器熔断情况进行分析并对其进行隔离供电。但是当故障点尚未排除的时候，最好停止对其进行送电。当设备不能进行自动运转的情况下，应该进行手动操作。

结语：总之，水力发电厂的安全、可靠运行对于民众的生活以及工作有着极为紧密的联系。因此，为了保障水力发电厂可以实现稳定、高效的运行，便需要对其中直流系统的工作状态予以关注，并积极研究直流系统故障及处理方法，及时对故障问题予以处理，以免故障影响扩大化，对水力发电厂今后电力生产可靠性有着重要意义。

参考文献:

[1]骆伟莲.水力发电厂运行安全管理探讨[J].科技经济导刊.2018(14)

[2]董捷.智能化水力发电厂建设研究[J].云南水力发电.2016(05)