变电站直流系统运行故障及处理措施

摘要：直流系统是电力系统中的重要组成部分，其性能的好坏直接关系到电网和设备运行的安全。本文分析变电站直流系统的问题，探讨其处理措施。

关键词：变电站；直流；系统；运行；故障；处理

中图分类号： TM6文献标识码： A

引言

直流系统是给变电站各类信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备（如下图所示）。直流系统是一个独立的电源．它不受系统运行方式的影响，在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统可靠运行是电网安全、稳定、连续运行的保证。

一、变电站直流系统概述

（一）直流系统接地类型

（1）电缆、设备、元器件老化造成绝缘水平下降，特别是遇到大雨、浓雾等特殊天气引发直流系统接地；

（2）设备检修或改造施工等原因造成直流系统回路线头松动、脱落并碰触金属外壳，造成直流系统接地；

（3）变电站二次装置烧毁等情况引起直流系统接地，此类情况常常伴有保护动作，开关拒跳、拒合以及焦糊味等情况。

（二）变电站直流系统接地故障的处理原则

（1）处理故障过程中严禁二次回路有人工作，查找和处理必须由两人及以上同时进行，处理时不得造成直流短路和另一点接地，造成故障的进一步扩展。做好具体安全措施，避免处理过程中造成保护误动作。

（2）故障判断先微机后人工、先外后内、先次后重、先信号再控制。即在故障处理时先依据直流系统的绝缘监察装置查询到的故障支路去检查。如果没有绝缘监察装置或发现绝缘监察装置提供的判断有误则再由人工进一步查找。故障点查找的范围一般先考虑室外，室外受环境影响比较大，室外排除了再找室内。在回路方面先检查对安全影响较小的信号回路，然后才是控制回路，采用拉回路的方法时，要先拉次要的负荷回路，再拉重要回路。

（3）顺停法拔插直流熔断器或者空气开关时应经调度同意，且避免在高峰负荷时进行。

（三）直流系统接地的危害

由于直流系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下种种：按接地极性分为正接地和负接地；按接地种类可分为直接接地，亦称金属接地或全接地和间接接地，亦称非金属接地或半接地；按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低或称片接地。

直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。正接地可能导致断路器误跳闸；负接地可能导致断路器的拒跳闸。直流系统如果仅仅是一点接地，对二次回路一般不会造成事故，如果有两点接地，可能发生造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外，还可能造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。就动作的实际情况看，当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。

二、直流系统接地故障分析

（一）直流接地形式

按引起接地的原因，主要有以下几种形式：（1）由下雨天气引起的接地。（2）由小动物破坏引起的接地。（3）由挤压磨损引起的接地。 （4）接线松动脱落引起接地。（5）误接线引起接地。

（二）直流系统接地排查方法

由于直流系统接地的原因复杂多样，很难直接判断是何处接地，因此必须根据运行现场的实际情况尽量缩小查找范围，最终准确定位故障点。直流系统接地故障排查的一般原则如下。

(1)严禁故障扩大化。排查故障过程中，严禁二次回路有人工作，防止造成直流短路或另一点接地。

(2)缩小故障查找范围。在查找接地点范围时，应先考虑室外因素，再考虑室内因素。在检查回路时，应先检查对安全影响较小的信号回路，再检查对安全影响较大的控制回路。采用拉回路的方法检查时，要先拉次要回路，再拉重要回路。

故障排查时一般采取如下步骤。

(1)分析运行现场情况。故障排查时首先要考虑接地故障时设备的运行环境。如果故障时是阴雨天气，主要考虑户外装置是否因受潮使绝缘降低造成接地；如果有人员在二次回路工作或有设备检修试验工作，应主要考虑是否是人为失误造成接地。

(2)查看绝缘监察装置报警信号。根据报警信号确定接地发生在哪一条母线上或哪一条馈线上。

对于馈线接地，绝缘监察装置能够准确判断；对于蓄电池、直流母线、充电机3个部位，绝缘监察装置是无法检测的。在没有明确结论的情况下，可以将母线分段开关拉开或闭合退出一组蓄电池，以缩小接地故障的查找范围，此时要注意监视“直流母线接地”信号是否消失，同时测量该段直流母线对地电压。

(3)瞬时停电查找接地点。如果使用上述2种方法都不能找到接地点时，就只能采取瞬时停电的方法。其原则是先停与继电保护无关、不影响电网跳闸的设备，再停继电保护设备。根据现场经验，一般顺序为：停役电源、试验电源、备用电源、事故照明电源、继电保护信号电源、中央信号电源、继电保护设备电源等。

（三）查找步骤

（1）定位到总路空气开关。目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，发生直流接地时，绝缘检测仪会报出是哪一极（正极还是负极）接地、接地电阻是多少，随后会报出接地支路号，根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。如果绝缘检测仪（绝缘监察装置）没有选线功能，只有对总路空气开关进行拉路寻找确定总路空气开关。

（2）定位到分路空气开关。用内阻不高于20000Ω/V的万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压。根据现场标示和相关图纸，找出总路空开下级串接的所有空气开关（或熔断器），按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。

（3）找出接地的确切位置和确切原因。定位到分路空开后，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有依次解开控制室到场地直流电缆芯线。每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，则接地点在本电缆和电缆对侧回路之内。若解开所有电缆前绝缘仍没有变化，则接地点位于保护屏内部。按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段，遥测绝缘，再仔细察看，反复触摸，直至查出接地点。

三、预防直流系统接地措施

直流系统对变电站设备的运行起着至关重要的作用，直流系统接地故障在电力系统中也属于危机缺陷，一旦发生直流接地的问题，必须在第一时间解决处理。直流系统接地后，由于系统比较复杂，查找故障点也十分困难，对检修人员工作也造成很大的精神压力。所以在日常工作中就要加强对直流系统的重视，尽量防止直流系统事故的发生，从而更能保证电力设备的安全运行。

（一）对现场施工加强监督，尽量减少冬季施工的周期。如果冬季施工时间过长，由于达不到工艺要求，设备投运后遗留下的隐患就会增多。工程竣工后，验收小组要认真负责，各个环节都要把好关，对设备运行后可能造成故障的隐患部分要及时进行整改。

（二）加强日常工作中对设备的清理工作。加强对室外端子箱、机构箱的密封，及时清理尘土、积雪，能有效的减少直流系统接地的发生。由于室外电缆大部分都在电缆沟内，积雪融化后会流入其中，运行人员要对电缆沟积水及时进行清理，防止电缆沟受潮造成的电缆绝缘能力的下降。

（三）加强检修人员对二次电缆绝缘测试工作。二次电缆绝缘测试工作往往不被检修人员所重视。时间久之，电缆绝缘能力下降，或电缆断裂但未接地的情况下也不易被发现。加强对二次电缆的绝缘测试，对不合格的电缆进行及时更换，不仅仅是防止直流系统接地的发生，在很多方面都能保证电力设备的安全运行。

（四）防止小动物。蜈蚣、老鼠等其它小动物经常会出现在变电站。为防止小动物造成不必要的事故，在设备区的各个角落、电缆沟等地带要放置老鼠药，并且要定期进行更换。

结语

变电站直流系统运行中存在的问题很多，本文就日常常见问题进行了分析和探讨，直流系统作为变电站的重要部分，应在保证直流系统最大供电可靠性的原则下，根据变电站实际情况制定直流系统运行维护方法，确保直流系统安全可靠运。

参考文献：

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[2]刘冬梅,李博. 变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J]. 科技传播,2013,22:58-59.