浅谈变电站直流系统的故障判断和异常处理方法

【摘 要】直流系统是110kV变电站的重要电气设备之一，在变电站中为自动装置及事故照明、信号、控制、继电保护等提供可靠的直流电源。也为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠是变电站安全运行的保证，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。本文简要介绍和总结了直流系统常见的故障判断及处理方法：直流系统接地的判断和处理、蓄电池故障的判断和处理、其它故障的判断和处理。

【关键词】直流系统接地 蓄电池故障 判断和处理

直流系统的可靠运行是电网安全运行的保证。本文主要归纳总结了一下变电站直流系统发生故障的判断和处理方法，对在变电站值班员处理分析实际问题有一定的作用。

一、直流系统接地的判断及处理方法

（一）发现直流接地的方法

1.通过观察直流绝缘监测装置，判断直流系统绝缘是否存在异常

绝缘情况良好时，正、负母对地电压平衡（或者相差不大），对地电阻平衡且大于数十千欧。如果发现正、负极对地电压偏差较大或者电阻较小，则表明其中有一极对地绝缘情况不是很好，需要进一步检查。如果正、负极对地电阻下降，但此时对地电压仍平衡，则说明两极对地绝缘都存在问题，需要进一步查找，但此类情况较少。电压偏差也可能由于装置本身平衡电桥设置不平引起，因此在设备交接验收的时候应对装置显示电压情况进行检查排查装置本身平衡电桥设置正常。

110V直流系统绝缘不良的判据是两极对地电压绝对值差超过20V； 110V直流系统接地的判据是绝缘降低到7KΩ以下。

2.直流系统单极或者双极绝缘异常点查找

在通过观察直流绝缘监测装置，初步判断出直流绝缘存在问题后，需要进一步查找接地点或者绝缘薄弱点。一直以来人工查找方法是：逐条拉合负荷支路，然后再解端子、摇绝缘。该方法费时费力，而且安全风险大。现在可以使用专业的在线绝缘检测仪器，在不拉负荷支路的情况下，在线查找接地点或者绝缘薄弱点。目前的在线绝缘检测仪器通常采用低频小信号注入法，其基本原理是在接地母线与大地之间施加一个超低频信号，其电流沿着接地点方向流动。

（二）发生直流系统接地后的处理

直流系统发生接地可能造成保护的误动或拒动，应尽速消除，恢复正常，直流系统出现绝缘异常时的处理方法：（1）直流系统接地后，运维人员应记录时间、接地极、接地检测装置提示的支路号和绝缘电阻等信息，汇报调度及工区。（2）直流接地后，应立即停止站内相关工作，检查直流接地是否由站内工作引起。（3）直流接地后，正常应由继保人员采用专用仪器进行查找。紧急情况下，经工区同意并汇报调度，可用试拉的方法寻找接地回路，先拉接地检测装置提示的支路，接地不能消失再拉其他支路，并按照先次要后重要的顺序逐路进行。具体为：①不影响正常运行、或影响较小的直流回路：如有工作的回路；热备用或冷备用回路；直流母线上非保护和控制回路，如事故照明、逆变器、蓄电池、充电机、试验电源、信号电源、后台机电源等。②影响正常运行的回路，拉路必须得到有关调度的许可，并且失电时间要尽可能短：刚操作过的回路；断路器控制回路（单跳圈）、保护装置（单套配置）的直流回路。

（三）处理直流系统接地时的注意细节

（1）应至少由两人进行拉路法查找直流接地。（2）直流系统接地，其他二次回路上的工作应立即停止，除继保人员寻找接地故障外，其他人员禁止在直流系统上进行任何带电工作。（3）雷雨天气时，禁止拉路查找直流接地。

二、蓄电池故障的判断及处理方法

（一）阀控密封铅酸蓄电池故障及处理

（1）一般温升超标、充电电流过大、内部有短路或局部放电、充电电压超过2.4V×N、安全阀动作失灵等原因造成内部压力升高会使阀控密封铅酸蓄电池壳体变形。处理方法有检查安全阀是否堵死，降低充电电压，减小充电电流。（2）一般蓄电池内部失水干涸、电解物质变质会使蓄电池一放电，电压很快下降到终止电压值。此时处理方法是更换蓄电池。

（二）镉镍蓄电池故障及处理

镉镍蓄电池若容量下降，且放电电压低。处理方法如下：更换无法修复的电池，更换电解液，用I5电流进行5h充电后，使充电电流减到0.5 I5电流，接着继续充电（3-4）h，停止充电（1-2）h后，用I5放电至终止电压，再进行上述方法充电和放电，如此反复（3-5）次，使容量有所恢复。如果容量依旧恢复不了，即刻更换蓄电池。

三、其它故障的判断及处理方法

（1）蓄电池组熔断器如果熔断，就要立即进行检查处理，适当采取可靠措施，以防直流母线迅速失电。（2）当直流充电装置内部故障跳闸后，可以启用备用的充电装置代替故障的充电装置运行，并及时修改好运行参数。（3）蓄电池组发生爆炸、开路时，应果断将空气断路器或蓄电池总熔断器断开，投入备用设施或采取其他措施来消除故障，使运行方式恢复正常。若无备用蓄电池组，在事故处理中只能利用充电装置带直流系统负荷运行时，且充电装置不满足断路器合闸容量要求时，应临时断开合闸回路电源，待事故处理完毕后及时恢复其运行。（4）整流模块面板无显示，检查熔断器是否熔断，若熔断更换；若无熔断，启用备用模块或更换模块。（5）自动调压装置不正常，启动手动调压装置，退出自动调压装置，通知检修人员处理。（6）母线电压过高，测量母线电压，若显示正确，则降低浮冲电流，使其恢复正常；若显示问题，更换模块。过低则测量母线电压，若显示正确，检查浮冲电流是否正常、直流负载有无剧增、蓄电池组有无故障；若属自动调压装置异常，启动手动调压装置，并退出自动调压装置，通知检修人员处理。（7）无输出检查是否缺相，各接线有无松动、脱落、断线等；检查电源和开关是否正常。

四、结束语

直流系统是变电站故障发生极度频繁、查找及处理也很困难的系统。若值班员在现场遇到有直流系统发生故障时，需要根据相关信息尽快做出判断，以上为初步总结的一些处理流程，尚有许多不足之处，请同行指正。

参考文献：

[1] 江苏省电力公司变电站交直流电源设备运维管理规定〔2013.06.25〕

[2] 国家电网公司直流电源系统运行规范〔2013.03〕.