（广东电网有限责任公司惠州供电局 516001）
摘要:电能作为现代人类生活、工作、娱乐所必须的能源，在日益蓬勃发展的国民环境下，正扮演着越来越重要的角色。变电站直流系统是变电站的心脏，可靠运行的直流系统是变电站安全运行的保证。因此笔者根据多年来相关行业的工作经验，结合我国5OOkV变电站直流系统的实际情况，对5OOkV变电站的直流电源系统故障查找与处理工作进行详细的分析、介绍，希望可以起到抛砖引玉的作用，为做好电力输变电线路的安全稳定运行做出一定贡献。
关键词:5OOkV变电站；绝缘降低；直流接地；二次故障
引言：
直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为倒闸操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。
1.直流电源系统故障分析
直流电源系统故障可分为直流电源设备故障和二次回路上的故障。
1.1直流电源设备故障分析
(1)充电机故障。充电装置缺陷主要表现在:充电模块通讯故障、充电模块输出电压异常、充电模块均流不平衡、充电模块内部元器件损坏、充电模块风扇损坏等方面，多数是制造质量或设计方面的原因所致。
某变电站“直流微机监控器告警灯亮无法自动复归，装置内部运行正常”。原因是:高频整流模块与监控器通讯中断;高频整流模块内部元器件损坏。
(2)蓄电池故障。缺陷主要表现在:蓄电池容量不足、蓄电池电压或内阻异常、极柱腐蚀及蓄电池损坏、蓄电池渗液等。
蓄电池发生缺陷的主要原因:一是蓄电池本身的质量问题，二是因充电机故障或事故原因使蓄电池深度放电，性能急剧下降。还有一个重要原因是蓄电池日常维护工作不到位，如运行环境温度较高、未及时对性能落后的蓄电池进行补充充电，或电池过充电未及时发现等，造成蓄电池使用寿命缩短。
某变电站一节蓄电池在小电流充放电时未发生异常，当采用10小时放电率电流进行核容时，该电池电压明显低于其余电池电压。终止放电，并投入充电装置，再对该电池电压进行测量发现，该电池电压已明显高于其余电池电压，立即停止充电更换该电池，解剖该电池发现极板严重腐蚀，在进行大电流充放电时，引起内部导电回路接触电阻增大进而引起发热，致使蓄电池外壳膨胀变形，容量减小。
(3)绝缘监测仪故障。绝缘监测仪故障主要表现在:测量值偏差较大、误报警、不报警、监测仪液晶屏黑屏等。发生故障的主要原因是:装置内部元件故障及产品的测量精度较差。此外，直流两段母线并联运行时，未退出其中一套绝缘监测仪，也会产生误报警。
某变电站绝缘监测仪主板损坏后逻辑错误，误发欠压报警信号;某变电站装置内部工作电源故障，造成“运行指示灯灭，液晶无显示”;某变电站绝缘监测仪从机通讯中断，由于无备品，暂时由主机设置无从机，致使支路不能正常选线，但母线接地能正常告警。
(4)蓄电池巡检仪故障。缺陷主要有采集模块损坏、通讯中断、放电模块失效等，表现为采样精度有偏差、通讯异常、电源灯故障、黑屏等。
(5)微机监控器故障。缺陷主要集中在微机本身死机、通讯接口故障、微机主监控器电源故障及模块基本控制器故障，造成充电机程序失控、输出电压紊乱，安全隐患很大。
2.1直流电源二次回路故障分析
（1）直流绝缘电阻及正负极对地电压差不满足要求时，绝缘监测仪将告警。当发生二次回路直流接地故障时，将引起继电保护装置误动、开关误跳闸或保护装置拒动、开关拒跳。某站进行开关CT接线盒防潮封堵作业中，作业人员在使用扳手遮挡钻头时，扳手头触碰到开关CT二次接线柱，造成CT二次回路多点接地，引起保护动作跳闸。
（2）二次接线绝缘不良引起直流接地。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆某变电站安装在室外的主变，由于压力释放阀引出触点无接线端子，采用直接引出二根线与外部电缆芯焊接后再用绝缘带包好的方式，长时间运行绝缘带破损，雨淋后引起直流接地，并引起压力释放误告警。处理方法:拆除引出线，直接将外部电缆芯焊接至压力释放阀辅助接点。
（3）一次设备密封不良引起直流接地。某变电站投产1年后频发直流系统母线绝缘降低告警信号，隔一段时间后又自动复归的现象。采用拉路法判断绝缘降低来自高压场地一次设备的二次接线盒内。考虑到母线绝缘降低信号经常伴有潮湿多雨天气的特点，采用倒负荷查找的方式，发现一次设备航空插头有大量积水、电缆外护套腐蚀破损、压力表计与CT二次接线盒密封不良。经过对航空插头的更换、将电缆外护套包裹热缩套、对压力表计及CT二次接线盒进行密封处理并加装防雨罩，直流系统恢复正常运行。
（4）保护装置滤波电容引起接地。某变电站220kV线路保护装置滤波电容用钳表检测，其上桩头有接地电流，下桩头无接地电流，判断是该滤波电容接地。拉路法拉开该保护直流空开，直流绝缘恢复。
（5）直流系统本身引起的直流接地。如果直流接地是由于蓄电池漏液、蓄电池采样盒或采样线等附件接地，或者是蓄电池室至直流屏的电缆接地;充电模块引起的接地;直流屏内其他设备接地;绝缘监测仪本身故障等引起的直流接地，绝缘监测仪可能会报直流多路绝缘降低，用拉路法或绝缘监测仪无法检出接地点。可使用便携式直流接地检测仪，在接人检测仪后，拆除屏上的绝缘监测仪，判断是否为绝缘检测装置故障;并可用检测仪判断是电缆、蓄电池或是蓄电池采样盒等接地;对于直流屏内的其余部件，只能仔细检查，确定接地故障点。
（6）直流串电引起接地。一是某变电站直流系统双重化改造，误将直流I段母线电压切换继电器YQJ线圈负端与II段母线电源负端相连，造成I段母线直流正电源与B段母线直流负电源串接，“I段母线正极接地”、Ⅱ段母线负极接地”告警。改正接线后，告警消失。
（7）交流串入直流引起接地。某变电站绝缘监测仪频发支路接地告警，但支路选线随机变动，无规律可循，合母正对地电压20V，负对地电压200V。经检查为#2充电机上交流三相防雷器绝缘击穿，直流电源通过交流电源接地。拆除该防雷器后，接地告警消失，直流系统恢复正常。
2.直流接地故障的查找及处理
根据对直流电源系统接地故障排查的要求，接地故障的查找及处理应按以下步骤进行:
2.1通过直流屏上的在线绝缘监测仪
通过直流屏上的在线绝缘监测仪进行绝缘电阻和正、负极电压的检测，并进行支路接地判别，在发生直流接地时，装置报警的信息应显示以下基本内容:显示并记录直流正、负母线电压、母线接地电阻及发生时间。显示并记录接地支路编号、极性、接地电阻(或漏电流)及发生时间。
装置具有标准的通信接口和通信规约，能满足与微机监控器或上位机的通信要求。在选定相关支路后，或在无法快速判别接地故障支路和故障点时，可采用便携式绝缘检测设备进行探查。
测试方法:根据绝缘检测装置的选线情况或根据判断选定相关支路后，可用便携式直流接地检测仪的钳表沿该支路的小母线检测接地电流，当检查到接地电流消失时，则判断前面小母线下的分路存在接地。这时可用钳表测各直流专用空开的上桩头，若有接地电流，则检查该专用直流回路，进一步的检查可测出哪一根接线有接地情况。当接地回路存在环路时，接地选线装置会报二条及以上支路接地，这时必须查清环路再检查。
2.2通过拉路法
若绝缘检测装置或便携式直流接地检测仪无法检测出故障支路时，在不影响直流系统安全运行的前提下，经调度同意，可使用拉路法查接地，拉路查找时应根据先信号后保护、控制回路的原则进行，同时结合天气情况判断可能的位置，雨天时先室外、后室内。在拉开装置的直流电源时，切断的时间不得超过3秒，不论接地是否消失均应合上。当发现某一专用直流回路有接地时，及时找出接地点，尽快消除。
3.结语
随着社会、经济的不断向前发展，绝大多数工业生产、人民生活都需要靠电力来维持，所以用户对电力公司投运质量的要求也有了大幅的提高，而其中对于输变电系统的安全可靠性的要求则尤为突出。因而通过本文上述分析，我们一定要做好变电站直流系统的运行、维护以及管理工作，只有这样才能保证电网的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 谭重伟，梅俊，欧阳德刚 500kV变电站直流系统故障分析与应对措施 湖北电力2006，30（6），9-11；
[2] 余育金 变电站直流系统接地故障分析、查找及处理 广西电业 2007.1（82） 90-91
论文作者:刘延伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：变电站论文; 故障论文; 蓄电池论文; 母线论文; 支路论文; 电压论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第15期论文;