变电站直流系统故障分析及防范措施

变电站直流系统故障分析及防范措施

(国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011)

摘要:直流系统由于对应急电源、信号设备、合闸操作以及断路器分等设备,提供电流电源服务,使系统用电处于一个安全的状态下,为此,直流系统不仅仅在变电站中的得到使用,在水力发电厂、火力发电厂中均得到广泛使用。但是,随着电网规模的复杂化,直流系统在运行的过程中难免会出现故障现象,无法确保电网安全,为了避免该问题,需加强直流系统日常维护力度,采取有效的接地处理方法。

关键词:变电站直流;系统故障分析;防范;措施

1变电站直流系统故障分析

1.1直流系统二次回路故障

近年来,我国对变电站内部结构和系统进行了一定的更新,但在改造和扩建的过程中容易出现变电站直流接地、装置故障等问题,若对这些故障没有进行及时的排除,将进一步引发线路过载,导致严重的事故。二次线路之间也会由于交流回路走线,导致直流系统出现负载故障,从而影响保护装置的正常运行。在直流系统二次回路中,线路之间也会由于绝缘层老化严重而出现问题,轻则出现漏电、绝缘降低等现象,重则会造成较为严重的火灾,影响电网的安全运行。直流系统二次接线,受外界环境、人为操作和设备等因素的影响比较大,对于直流系统的运行有着很大的安全威胁。在较为恶劣的天气环境下,复杂的线路会出现较严重的漏电现象。人为操作的不规范也会影响直流系统,一些线路接线的不准确与安装都是工作中需要重点关注的问题。设备对于直流系统的运行有着直接的影响,设备运行出现问题不仅会降低直流系统运行的效率,还会带来很大运行风险。

1.2直流系统组成元件故障

充电模块是直流系统运行中较为重要的部分,主要会发生通讯中断、保护动作、不均流和充电模块故障等。一般充电模块在正常的工作状态下,都是均流的,但是,在发生故障时充电模块就会出现不均流的工作状态,从而使得直流系统出现故障。直流系统监控器是充电机装置发展到高频开关电源阶段后出现的一个新型装置,主要以计算机为核心,加强了充电机的控制和保护功能,以及直流系统的管理和监测功能,及时将直流系统的运行状态、运行数据上传至变电站的后台监控系统中。如果监控装置出现问题,当直流系统出现故障时,就难以被及时发现,问题的恶化可能会对直流系统造成更为严重的影响。监控装置的问题主要体现在设备故障和信息数据的传输方面,出现问题时需要进行故障设备的更换。

变电站的直流系统采用不接地系统,当其发生两点接地时很可能会导致继电保护误动、拒动或是直流电源短路。因此,对直流系统绝缘的监测和直流接地的处理是直流电源运行的一项重要内容。直流系统的电缆线路走线遍布变电站内的各个地理位置,在运行的过程中很容易受到环境和人为因数的影响,绝缘受损甚至发生直接接地的机会较多。所以,目前变电站中,一般都配备了直流绝缘监测装置,以保证发生直流接地时能够发出报警,并及时处理接地故障,防止故障扩大并引起后果。绝缘监察装置故障的出现与监控装置相类似,一般是设备故障,而处理起来也比较便利,找到问题所在设备并进行更换,就能保证直流系统运行的稳定。

1.3直流系统的接地故障

变电站系统中的直流网络在结构和线路上都较为复杂,因此也是变电站系统中最容易出现故障的环节。直流系统中最常见的故障包括以下几种类型:按照线路的接地点分,直流接地分为单点接地和多点接地;按照线路的极性分为正、负接地,按接地性质直流接地将分为直接接地和间接接地。在这些接地故障中,容易造成严重危害的接地类型为双点接地,而最常见的接地类型是单点接地。

当直流电路中发生单点接地时,线路无法再形成完整的回路,虽然对继电保护设备没有直接的影响,但直流系统的监控系统还是会发出一定的警告。若此时,系统中又有一处发生接地故障,这时就会导致电路中出现两点接地的情况,这将导致电路短路,进而引起熔断器熔断或重要电源开关断开,如开关或刀闸失去操作电源,自动化及保护装置二次控制回路没有电源,这时需要立即采取措施,快速查找故障,否则电网安全将受到威胁。

2变电站直流系统的运行维护方法

2.1蓄电池的维护

在变电站直流系统日常维护工作中,蓄电池作为不可忽视的一项工作,一般情况下系统通过电池巡查模块对蓄电池电压进行控制管理,输出电流出现比较微弱的情况时,电池容量若是存在破损或者是漏液等现象,此时,电池巡检仪将会发出报警信号,提示存在安全隐患。维护人员接收到信号之后,第一时间开展维护工作检查蓄电池的表层是否被内层电池溶液腐蚀,是否存在漏电,电池连接片是否存在松动,蓄电池是否保持干燥清洁的状态等,均一一进行详细检查。蓄电池内部结构不仅复杂,而且十分脆弱,维护人员在维护过程中要十分谨慎,避免由于操作不当造成安全事故,蓄电池维护中倍加注意以下几个问题,首先是不可将旧电池与新电池混合使用;其次,进行蓄电池的清理工作,需要采用专门的清洗液清洗;再者,蓄电池充电、放电均需要保持在允许的范围之内,一般情况下,在蓄电池完全放电2h内,就需要进行充电;最后,不可使用已经腐蚀的蓄电池,并且定期检查蓄电池是否存在腐蚀现象,一旦存在腐蚀现象,立马进行更换。

2.2接地处理方法

一般情况下每一段直流母线都有相应的配置一个绝缘监查设备,配置绝缘监查设备的主要目的是为了可以掌握直流系统当中,正负母线的绝缘情况,是否处于一个正常状态下,若是存在直流接地故障,此时,设备可将故障的大致范围显示出来,但是无法将故障的具体位置显示,进行故障具体位置的定位工作,还需要联合手动拉路的方式进行检查。当接地范围大致的确定之后,就能够采用万能表进行测量,测量母线的电压状况,由此判断出直流系统的接地情况,若是正负极的电压存在不统一的现象,则可判断出哪一级为接地极,接地极为电压低的那一级,在使用拉路法即可确定出故障的具体位置。随着技术的发展,直流系统接地故障处理的方法越来越多,当发生直流系统接地故障时,工作人员要保持清醒的头脑,不擅自处理,将其情况汇报给相关部门,有专业的维修人员负责维修工作,维修人员在确保自身安全的前提之下,严格按照操作要求,找出接地极点,并对接地极点的正负情况进行准确的判断。

2.3加强电池屏、独立蓄电池室以及充电设备的管理力度

直流电源拥有悠久的历史,但是由于技术原因直流电源在生活中一直未得到广泛使用,在科学技术爆炸性发展的大背景下,直流系统应用技术突飞猛进,实现了质的飞跃,诞生了许许多多的新思路、新方法、新技术和新工具、新设备,在推进社会经济事业发展中取得显著成效。当前,变电站基本上都是按照双电双充、单母线分段的方法进行直流系统设置。采用这种方式设置的直流系统稳定性较好,可以为变电站的安全稳定运行提供一定的保障作用。在变电站直流系统的维护中,独立蓄电池室是维护的重点之一,进行独立蓄电池室的维护,

结束语

一种变电站内相对常见的故障是直流接地,直流系统接地会对体系导致特别严重的影响。直流系统可不可以靠运行对变电站的安全运行非常重要。常常衡量变电站专业人员业务能力的标志是查找直流接地的水平怎样。直流系统接地情况相对繁杂,只有在持续实践中努力探索才可以进一步提升掌握查直流接地这门技术的能力。

参考文献:

[1]朱新菊,张亚峰.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].电气开关,2013(01).

[2]张永生,胡旭东,王伟,潘晓明,周陈斌.变电站直流系统接地故障分析[J].电力安全技术,2012(01).

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