高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防

沙胜 李洪

摘要：为了能够让交流电与直流电进行相互转化，以保证电力系统提供额电能质量比较安全可靠，一般将此类的站点定义为高压直流输电系统中的换流站。目前虽然我国电网系统中的换流站设备数量在不断增多，但是它的安全保护工作绝对不能疏忽，必须要对一些常见的设备故障进行详细地分析，并掌握相应的防护措施，做到真正地防范于未然，从而提高整个系统的运行质量。

关键词：高压直流换流站;一次设备;运行分析;故障预防

一、直流换流站一次设备运行故障及成因

1.1开关跳闸故障的原因

开关发生跳闸故障的情况主要分为两种：第一种是开关绝缘杆出现松动现象。当变压器在充电时，开关通常是合闸的状态，变压器中存在一定电压，人员在进行电力测试时需要在电力检修的状态下进行，每当开关分闸或者合闸，开关就会出现一定电阻，在这种情况下，不能分开开关，但是主回路是通的。这一现象的发生原因是开关绝缘处出现了拉杆松动现象。人员在设计拉杆时，可能没有将其设计为螺旋式，在开关工作时，拉杆会产生一定的旋转力度，不能判定确切方向，经过长时间的使用和运作后，绝缘拉杆很容易发生脱落或松动;人员在连接接头时选择了不当的材料，可能是环氧树脂，这一材料质量较低下，粘合力度较小，不能用于长时间的固化，使用时间一长，设备老化，就容易造成绝缘拉杆松动。第二种是开关闪络问题，开关闪络最容易导致的现象时跳闸，具体表现形式是线路出现单相接地故障，线路不发生重合不受相关开关控制，使得开关失灵，于是开关就会自动启动母线保护装置，母线发生跳闸。电力系统出现故障时，开关位置会发出火光，开关的绝缘处发生闪络问题，甚至会击穿压环。出现这一现象的原因是开关处于其他位置，比如不完整串，安装避雷器时也没有按照规范要求操作，导致雷雨天气时，雷电击过开关，出现闪络现象，在这种情况下，避雷器并没有发挥出真正的作用。

1.2平抗类设备跳闸故障原因

平抗类设备出现跳闸的具体表现为：换流器I级直流母线出现差动，发生跳闸现象。人员在现场检查时发现平波电抗器的螺帽被完全冲开，甚至有烧坏的迹象，出现这一现象的原因是线路连接处不是很牢固，绝缘材料接触不良等，这些都会对换流器的运行带来困难。

1.3滤波器设备故障原因

滤波器设备发生故障是电力电网运行中较为常见的故障类型之一，在电力设备运行中，滤波器的功能主要是过滤换流站的多次谐波，这能够保证电流的质量，是换流站的主要组成部分。而在当前滤波器的使用过程中，存在这样的问题：滤波器因为受到外部环境因素和其他绝缘设备的影响，以及受到本身质量的影响，产生了跳闸。滤波器在使用的过程中，因为外部天气的变化，会对电容器产生影响，紧接着导致滤波器跳闸。除了天气因素影响以外，滤波器跳闸还会受到电力设备、电线的破损以及材料的质量影响，这些因素都會致使滤波器设备发生故障。

1.4避雷器故障原因

在高压直流换流站运行中，装置有避雷设备，避雷设备的作用在于防止雷电的袭击和侵害，通常在电力电网运行中，都会做好相应的防雷措施，但在不同的电力部位，安装避雷设备的作用有所不同。在高压直流换流站一次设备中安装避雷设施，主要是防止雷电对直流换流站工作的影响，但在实际操作中，避雷器设备的安装如果不恰当，也会发生跳闸现象，究其原因主要是因为避雷设备的流通性不足，当雷电袭击电力设备时，避雷设备受到阻碍产生过电压现象，导致实际效能不能完全发挥出来，造成避雷设备跳闸。

二、高压直流换流站一次设备运行故障的预防措施

2.1开关类设备的预防措施

开关类设备的防范措施比较多样，因为不同的开关类设备防范措施有所不同。开关类设备又属于一次设备，一次设备的防范要做到具体问题具体分析。比如一些不完整串联开关的防污闪能力较差，针对这类开关设备的故障问题，人员可以采用在开关表面涂抹PRTV涂料的办法解决此问题，不同的开关设备具有不同的防污闪功能。因此人员在对这类功能进行研究时，需要根据不同厂家和设备的类型进行分析，判断出不同的防污闪特性，在不同类型之间进行对比，然后根据具体的积污情况进行清理。当开关出现绝缘拉杆松动的现象时，人员需要采用目视化的预防模式，目视化管理模式就是在开关合闸的位置对绝缘拉杆记上标记，人员需要标记好这一重点监控位置，然后对设备进行日常巡视、维护时，需要检查做上标记的位置，一旦发现标记位置发生偏移，那么就可以判定出绝缘拉杆松动，松动的距离也可以通过标记位置变化判断出来，最后尽快联系厂家进行设备的升级和改造。

2.2平抗器设备的防范措施

对于平抗器设备的故障问题，运行人员需要在平时认真检查平抗器设备，对平抗器设备进行质量控制，实践操作要按照工作规范和流程完成，比如按照操作规范进行线路连接，保证绝缘器件和铜带接触较好，紧密连接，以免在直流换流器使用时，平抗器设备出现故障。

2.3滤波器设备的防范措施

对于滤波器设备的使用，人员需要注意防范的是滤波器设备的跳闸问题，当滤波器发生故障跳闸时，维护人员要尽快维修，针对发生故障的现象，分析原因，并找出具体的解决办法。电力企业需要防范好电容器，防止电容器受到外部环境的影响而导致滤波器设备跳闸。同时，电力企业需要定期开展维护检修工作，组织维修人员定期检查和维护电线、电缆，检查绝缘材料的使用是否符合标准，对绝缘材料的性能进行检查，避免在滤波器的使用过程中发生故障。

2.4避雷器设备的预防措施

对于避雷器设备故障问题的防范，首先需要人员测量每一个变电站中的电力设备和线路防雷的水平，并完成校验工作。如果发现一些设计院没有出示质量合格的避雷器设备证明，则需要要求重新测量;如果是一些新线路，工作完成时需要对防雷器设备进行核算，认真检查设备的安装类型和位置，在计算中一旦出现误差，则需要纠正或者重新进行核算，保证避雷器设备的质量合格。

三、结语

全球一体化的发展，带动了我国经济的水平，促进了电能行业的改革。在高压直流换流站的应用过程中，取得了一定的成绩，但是也存在着许多的问题。这就需要供电企业对供电设施的质量进行严格管控，对换流站运行过程中发生的问题进行统计，并分析判断出原因，制定合理科学的应对措施。同时，供电企业也需要组织维修人员，对供电设施定期的进行维护、保养、预防工作，及时的发现问题，解决问题，避免在使用过程中的换流站的运行故障发生，从而提高高压直流换流站的工作效率，提高供电企业的经济收益，为人们的生活带来便利，为企业的发展提供保障。

参考文献：

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[4]周海峰，郭树永.高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J].华电技术，2014，（01）.

作者简介：沙胜（1987.06），性别：男，籍贯：吉林省吉林市，民族：回族，学历：大学本科，职称：电力工程技术工程师，职务：直流检修与工程管理，研究方向：电力工程技术;

李洪（1984.12），性别：男，籍贯：四川武胜，民族：汉族，学历：大学本科，职称：电力工程技术高级工程师，职务：安全监督技术高级师，研究方向：电力工程技术。