变电站直流电源系统维护及故障诊断解析

变电站直流电源系统维护及故障诊断解析

夏丝雨

广东电网有限责任公司东莞供电局，广东省东莞市， 523000

摘要：随着各行各业的不断提高和进步，变电站也在不断的改革和进步，主要负责承担能量的传输与转换，其工作稳定性直接关系到电力系统的运行。一旦变电站的交流电源失效，变电站的直流应急电源立即投入运行为变电站的控制装置、继电保护装置、信号采集装置等提供电能，保证这些二次设备正常运行。因此变电站直流应急电源是变电站的重要组成部分，对于变电站的安全、稳定、可靠运行至关重要。

关键词：变电站；直流电源；维护；故障诊断

引言

直流电源是电力系统的重要设备，是变电站的控制、保护、信号指示、自动装置、事故照明等的重要电源。直流系统接地、电压低、元件老化、通信传输故障时有发生，正确检查维护，及时查找消除故障隐患，确保直流系统可靠运行非常重要。

1变电站直流系统常见故障

1.1绝缘监测装置故障

在运行过程中，绝缘监测设备的运行稳定性将受到直流系统中回路或接线的影响。若DC系统出现问题，则会妨碍绝缘监测设备的运行效果，而且会浪费更多的资源，因此需要加以改进。如果运行中的绝缘监测设备出现了异常，总线上将发出警报，但更多的变电站将通过分支线路断开来消除接地位置，这将导致绝缘监测设备崩溃，损坏内部组件，严重影响电力系统的安全运行。直流系统中的绝缘监测设备受网络拓扑结构的影响，必须采用计算机信息技术来防止绝缘监测设备内部元件的碰撞和损坏。

1.2直流系统接线故障

（1）线路故障。目前，直流电主要有环形和辐射式两种，以往的变电所通常采用环形供电，这样增加了成本消耗，使用过程中比较容易出现故障，各环网结构相互影响，直接威胁到其他设备的正常工作，而且这种电源不利于相应故障点的检测。此外，对直流线路上的上下级配合也应加以重视，在目前的设计中往往忽略了配合问题，导致控制回路失效。（2）直流线路接地故障。直流接地故障是直流电源系统中较常见的一种高频故障，其产生原因主要有四点：材料质量不合格，比如：有些二次电路的绝缘质量不符合施工标准，绝缘效果不好，极易造成接地故障；外来动物的影响，很多变电所位于野外，在这种情况下，各种各样的小动物（如啮齿类动物、昆虫等）很容易接触带电线路，引起接地短路；外部环境湿度可能会直接对空气中的金属构件造成影响。这部分元件本身具有绝缘性能，但是由于外部湿度较高或持续暴雨，可能会导致系统接地；手动接触及异常维修操作均可引起直流接地故障。（3）蓄电池问题。由于直流系统在运行中要用到很多种不同的电池，所以需要对各种类型的电池采取有效的、科学的维护措施，这就对维修人员的专业技能提出很高要求。使用不当或维修不当都会增加操作风险，不利于直流系统的稳定。电池在运行中，经常发生开关故障，致使主变压器跳闸。另外，许多其他因素的影响也可能导致电池不能正常工作。

2变电站直流系统运行维护措施

2.1采用监控装置

必须为中小型变电站配备监控装置，并对电力设施的运行进行实时监控。一旦出现问题，它很快就会识别出故障。要使监测装置正常工作，必须按照有关标准进行改造。为了维持监控设备，必须雇佣专业人员来获取和维护相关信息。

2.2直流电源屏过渡改造

一般运行十几年后，直流电源系统性能下降，直流电源监控装置、直流绝缘检测装置老化，监测装置会死机、黑屏，充电和供电模块会损坏等，无法进行相关参数的监测和故障信息报警，直流供电可靠性大大降低。随着直流电源产品的技术升级，原备件已不生产，无法实施元器件的更换。大多变电站因场地空间受限，需在原地进行直流充馈电屏的升级更换改造工作。改造前准备工作的重点是选择合适容量的直流电源转接柜。直流电源转接柜电池组的容量和控母额定直流输出电流应能满足正常情况下站内直流控制电源负荷电流大小要求。对原直流充馈电屏控(合)母的各路出线电缆、接线端子逐一进行名称、线号标记，分别依次断开控(合)母各路出线空气断路器，从端子排上拆除正负二次接线，逐一过渡接线至直流电源转接柜相应控(合)母出线空气断路器。将原直流充馈电屏拆除、移走。在原位置安装新直流充馈电屏并固定。将控(合)母出线过渡至新直流充馈电屏控(合)母的相关接线端子，并依次完成电池组正负极直流电源接线、两路低压交流接线、各电池电压检测线及去后台通信线的拆接线过渡工作。

2.3直流接地故障处理方法

（1）一旦当直流发生接地现象时，就一定要同时禁止再二次回路上开展电流工作，查找故障、处理故障的这两个过程，一定要有两个人同时展开，在实际处理故障的过程中，不能够造成直流短路现象发生，或者是出现另一点接地的现象。（2）不能够随意的去拔哪一只熔断器，尤其是负荷熔断器，不能够以这样的方式来寻找直流接地的具体故障，这样一来，便能够更加容易的产生一种寄生回路导致保护误动作出现，这些行为从某种程度上来说，都是不可行的。（3）对于一部分不能够停电的直流负荷设备，一定要提前利用备用的直流电源对其运行过程进行供电，这样一来，便能够进一步的保证在拉路的过程中，这个回路直流电源能够持续不间断的供电。（4）如若说直流母线中，所有的负荷在切除之后，相应的直流接地故障依然存在没有消失，那么就说明了此次接地故障，是发生在直流电源这部分的，也就是：直流屏、蓄电池组、连结电缆等等。为了能够从一定程度上尽可能的避免在实际查找故障的过程中，对负荷造成长时间的停电现象，导致更大、更严重的安全事故发生。通常情况下，需要先使用一整套由足够容量的备用主流电源，比如说：备用的充电装置，来给负荷进行供电，随后将有接地故障的直流电源与外电路直接脱离，以此来更加方便查找直流接地的具体故障。（5）在部分时间节点，直流接地故障会直接发生在主控信号的回路中，在这样的实际状况下，一旦拉开该回路的时候，中央信号会直接失去供电的电源，直流绝缘监察的声信号、光信号一定不可以同时发出。这个时候，判断是否接地，就不可以再利用声信号、光信号，而是需要派遣专门的操作人员来不间断的监视直流监察的继电器，仔细的看清楚其内部具体的接触点是不是发生了哪些动作，以此来进一步的查找直流回路有没有接地的现象。（6）某一个具体部位的分支回路的电缆芯中，有直接属于控制，或者是信号、闪光等等回路的用芯，一旦当这些电缆出现接地损坏的现象时，直流接地故障是非常有可能在同一个时间段内接受来自于直流母线带来的控制，其他的回路故障，就需要应当怀疑是不是也是由这一点而因打的，如果说能够在查找直流接地故障的过程中，能够意识到这种连带的关系，那么就会获得令人意想不到的实际效果。

结语

综上所述，正确运维管理对直流电源系统安全可靠运行至关重要。检修工作人员应了解直流电源的工作原理，熟悉直流供电回路及断路器等设备的二次控制保护原理、接线情况，并要善于总结各类直流故障查找方法，积累故障处理经验，确保直流电源系统可靠稳定运行。

参考文献

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