摘要：直流系统是整个500kV变电站中的核心，其为断路器、应急电源、自动设备、信号设备等提供直流电源，在500kV变电站运行过程中，一旦直流系统发生运行故障，必须会影响500kV变电站的安全运行，因此应特别重视直流系统运行维护，结合直流系统故障或者异常情况，按照500kV变电站运行要求，有针对性地采取有效运行维护措施，消除故障隐患，保障500kV变电站的稳定性和安全性。 本文分析了500kV变电站直流系统接地故障维护和异常处理方法。
关键词：500KV；变电站；直流系统；运行；维护；原理
一、引言
直流系统作为500kV变电站中的独立电源，其为多种设备和装置提供稳定的直流电源。为了提高500kV变电站的安全性，必须加强直流系统的运行维护，结合直流系统运行状态，采取科学、有效的运行维护措施，定期对直流系统进行检查维护，降低直流系统故障发生率。
二、变电站直流系统绝缘监测装置的工作原理
某500kV变电站直流回路共设置四台微机绝缘监测仪，在直流两段主母线各设置一台微机绝缘监测仪，在500kV直流分屏1和220kV直流分屏1内各设置一台微机绝缘监测仪。直流微机绝缘监测仪具有监测、自诊断、显示及控制功能。这四台微机绝缘监测仪采用的是某公司MC6000型直流系统微机监控装置。此装置的工作方式：由(不)平衡电桥进行母线绝缘检测、各馈出支路智能传感器直接检测支路接地漏电流。智能传感器采用美国ATMAL公司的AVR高速单片、软件磁调制的工作原理，检测接地漏电流，通过SBS三总线数字通讯技术将数据传送到主机，得出接地电流数据，选线快速准确。软件自动跟踪传感器输出电流变化，及时进行零点标定，消除剩磁影响。
工作过程：当回路绝缘水平正常时，穿过传感器的直流电流大小相等，方向相反，即I+=I-，传感器的输出为零；当直流系统发生接地时，智能传感器内部磁调制电路对直流电流形成的磁场信号进行感应、放大、运算，待微机发出查询命令后，传感器立即将每条支路实时数据通过SBS三总线送给主机，主机通过运算处理，立即显示出正、负对地电阻。当某一支路的数值超过设定值时，主机即发出该支路接地报警信号，实现故障的快速定位。由于采用的是SBS三总线数据通讯传输，不易受到外界信号干扰，保证了选线的快速、准确。
三、500kV变电站直流系统接地故障维护
1.直流系统接地故障危害
一旦500kV变电站直流系发生接地情况，如果系统没有产生短路电流，可以保持直流系统继续运行，但是相关工作人员应及时找出接地点，及时消除直流系统接地故障，如果直流系统的另一点再发生接地，很可能造成断路器、继电保护装置、信号装置的拒动或者误动，导致直流系统短路，造成继电器或者熔断器烧坏，严重影响了500kV变电站安全性，所以为了保障500kV变电站的安全运行，仔细查找直流系统接地故障点，加强在线监测，及时消除系统接地故障。
2.直流系统接地故障原因
直流系统长时间运行过程中很容易受到空气温度、湿度等因素的影响，经常出现电缆绝缘破损老化、接地端子松动、元件损坏等问题，使得直流系统绝缘能力不断下降。500kV变电站直流系统发生接地故障主要是由于以下几个原因：其一，没有采取有效措施对直流电缆线路科学处理；其二，金属物件掉落到直流系统元件上、人员误碰等；其三，直流系统运行环境比较潮湿，直流设备和二次回路受潮，或者直流系统密封不严密导致进水；其四，直流设备、二次回路由于严重老化、年久失修发生故障，造成直流系统绝缘性能下降；其五，直流系统接线错误或者设备元件组装、二次回路连接不合理，例如，交直流带电体设置距离不符合设计要求、直流电和交流电共同一根电缆线路等，造成直流系统接地故障。
3.接地故障查找
当直流系统发生接地故障时，应仔细分析接地故障原因，结合直流系统运行状态，确定系统接地故障范围，对于直流系统中的重要负载，对供电回路先进行分离，然后通过直流接地检测仪器逐一查找；对于短时停电或者不重要的支路，通过瞬时停电法来查找接地故障点。在接地故障查找中先查户外，然后检查户内，先查找容易发生接地故障的支路，然后查找一般支路。
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4.具体查找方法
采用绝缘监控装置全面监测直流系统运行状态，科学判定正极和负极的接地程度以及何极接地，采用瞬时停电法，将不重要的直流系统回路断开，若500kV变电站中的负载不允许直流系统停电，通过分流环路供电回路，采用直流接地检测检测仪器准确查找，接地支路确定以后，最后隔离或者拆除这个支路上的客厅点分支路和负载。若某接地点位置直流系统某回路上，应逐步查找该回路上的连接线和所有设备，直到查出接地点。如果查找直流系统负载回路中没有接地点，要仔细查找充电设备、母线、蓄电池组等，在具体查找过程中可以采用以下方法：
（1）瞬时拉路法。按照500kV变电站负载运行情况和重要程度，将直流负载支路在短时间内拉开直流屏，当某一支路切断以后故障立即消失，可判断接地点在该支路上，然后继续采用拉路法，逐一排查各个支路，但是这种瞬时拉路法在实际应用中需要逐步拉掉各个支路，在很大程度上影响直流供电的安全性和可靠性。
（2）绝缘监控装置查找法。在500kV变电站直流系统中设置绝缘监控装置，可以对直流系统运行状态进行实时在线监测，密切关注对地绝缘、电压变化等情况。当直流系统发生故障时，系统处理器可以根据所有线路采集信息全面分析故障原因，准确计算接地电阻值，实现接地支路的自动查找。这种绝缘监控装置在直流系统中的应用，在查找系统接地故障时不需要切断直流负载支路，能够有效保障直流供电的安全性和可靠性，可以准确查找出多点非金属接地故障。如果直流系统发生金属接地时，由于金属接地支路发生短接，系统中其他支路没有信号通过，因此要先查找出金属接地支路，然后再依次查找非金属性接地支路。
四、系统蓄电池的维护
直流蓄电池是直流系统中不可缺少的电源设备，这种电源广泛应用于变电站中，正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态；当交流电压失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量，如事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等；同时，它也为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。做好蓄电池的巡视、检查、维护工作对保证直流系统的可靠运行及电力系统的安全运行有着十分积极和重要的作用。事实上，生产蓄电池的厂家各不相同、其维护方法和条件也有所差异、蓄电池结构不同、个体差异、或者维护人员维护业务不精等原因，蓄电池很容易发生提前失效的问题，严重时会导致整个蓄电池和电池组的损坏，会给电网的运行带来严重的威胁。杂质也会影响蓄电池的使用，致使端电压偏低的蓄电池电力不足，在运行中进行了大量放电之后机会使电力更加不足，从而导致蓄电池端电压下降，加剧了极板硫酸盐化，负极易产生硫酸铅的累积，蓄电池也会因此而提前失效。
五、其他设备的维护
(一)充电装置的维护。对于充电装置的维护应当对充电装置的交流输入电压、直流输出电压进行定期检查，检查其直流输出电压、电流、保护信号等是否在正常范围，是否有突发异常，绝缘状态是否良好。当交流电源中断时，蓄电池组会不断向直流母线供电，这时应对母线的电压进行及时的调整和控制，以确保控制母线电压值的稳定。当蓄电池组不断向外供电放电容量超过其额定容量的20％以上时，如果恢复交流电源供电后，应自动或立即手动启动充电装置，按照制造厂规定对蓄电池组进行充电。
(二)微机监控装置维护。监控装置主要对各功能模块和蓄电池等进行监控，运行中微机监控装置，通过操作按钮检测检查有关功能和参数，其各项参数应设定相应的权限和监督措施，保证其安全性。当微机监控装置故障时，应及时查看相应设备是否出现问题或采取相应的措施解决相关问题，系统调整到适当的运行方式，并将微机监控装置退出运行，检查修复后再投入运行。
六、结束语
直流系统是变电站的重要组成部分，关系到变电站的安全性和可靠性，在保证直流系统供电需求的前提下，结合变电站的实际情况制定直流系统的运行维护方法，保证直流系统的安全性、可靠性，提高变电站的运行管理维护水平。
参考文献
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[3]朱志海．变电站蓄电池组维护与管理[J]．电气制造，2010(8).
论文作者:王媛玥
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
标签：系统论文; 变电站论文; 支路论文; 故障论文; 蓄电池论文; 装置论文; 回路论文; 《电力设备》2018年第11期论文;