朱建雄 王连庆 冯启超
（国网浙江省电力公司检修分公司 浙江杭州 310000）
摘要：变电站直流系统在正常运行时，充电装置承担正常负荷电流，同时向蓄电池组补充电，以补充蓄电池的自放电，使蓄电池以满容量的状态处于备用状态。在系统发生故障，站用电源中断的情况下，蓄电池组发挥其独立电源的作用，向继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通讯、事故照明等装置提供工作直流电源。本文以1000kV变电站为例，对其直流系统的绝缘异常进行分析研究。
关键词：变电站；绝缘；直流系统；1000kV
一、1000kV变电站直流系统概述
1000kV变电站典型直流系统接线如图1所示。其采用双重化配置，共有直流Ⅰ段和直流Ⅱ段两段母线。每段母线均设有合闸母线和控制母线，合闸母线经无降压硅堆与控制母线相联。直流系统配有绝缘在线监测仪，用于监测直流系统电压及其绝缘状况。在直流系统出现绝缘强度降低等异常情况时，绝缘在线监测仪发出声光告警，并将对应告警信息显示在液晶显示屏上，同时由对应段直流监控模块将主要的告警信号以继电器接点的形式发到监控系统后台。绝缘在线监测仪工作时，分为2个过程对系统的绝缘状况进行监测。绝缘在线监测仪通常情况下进行常规监测，即监测母排的绝缘状况；当发现母排绝缘下降时，启动支路巡查，转入自动巡查状态，查找发生接地的支路，若某支路电阻低于接地电阻门槛值，则发出接地报警，判断具体的接地支路。
二、1000kV变电站直流系统绝缘异常类型及原因分析
1、直流系统绝缘异常类型。①直接接地。直接接地是指直流系统电源正负极对地电阻等于或接近零的情况。在直流系统中，如果出现两点同时接地，很可能会造成断路器误动作，熔断丝烧断等故障。②间接接地。间接接地是指直流系统电源正负极对地绝缘电阻降低到某一允许值的情况，这时的接地系统是否会对系统造成危害就要根据设备运行和直流系统配置的具体情况进行分析，它与系统发生间接接地的位置和二次回路中继电器的灵敏度有关。③绝缘降低。绝缘降低是指直流系统所采用的电缆、设备的绝缘电阻由于某种原因低于出厂值。这些由电缆、二次设备构成的直流系统的系统电源的正负极对地绝缘电阻总体上低于允许值。
2、直流系统绝缘异常原因分析。①电缆绝缘层老化，绝缘性能降低或者电缆加工、敷设过程中的工作不慎损伤电缆绝缘层。②雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水、室外刀闸辅助接点接线盒密封不严进水受潮，导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降。③设备在制造过程中绝缘部分受损或者绝缘材料本身存在某些损伤，如磨伤、压伤、砸伤、扭伤或过流引起的烧伤等。④全封闭开关柜小母线因热胀冷缩等原因变形弯曲接触到开关柜造成直流接地。⑤由外来物包括外来金属碎片、电气设备的坚固件及小动物等引起的系统直流绝缘降低。
三、1000kV变电站直流系统故障查找及解决措施
1、故障查找方法查找故障位置的一般原则。①寻找直流接地时，应禁止在直流回路上工作，通过绝缘监测装置判断是正极还是负极接地、接地范围和接地程度。②确定故障范围，利用绝缘监测装置、瞬时停电法进行判断。③对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判断哪一段母线的接地故障，缩小接地点查找范围。④对于不允许短时停电的重要直流负荷，可用“负荷转移法”，查找接地点。⑤如果接地不在各直流负荷上，可通过瞬间解列充电设备，蓄电池和倒换直流母线查找接地点。
2、查找故障时的注意事项。①首先查看分析是否有接地故障的存在（有时绝缘装置有误报现象，可以临时停用绝缘装置，用万用表进行校对）。②必须有两人及以上进行工作，注意配合，加强安全监护，做好劳动保护。③试拉、合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要的直流负荷时，应先取得调度的许可，必要时需由运行人员退出相应的跳闸压板。查找无问题后，按调度令恢复保护。在拉开熔断器是，要先拉正极，后拉负极，投入时顺序以此相反。④使用高内阻的表计（不低于2000Ω/V），测量电压时要注意档位，切忌用欧姆档位测量电压，以免烧坏表计和造成新的接地。使用备用芯时，必须使用1000V兆欧表测量器对地基其他线芯的绝缘。⑤瞬时停电查找时，应经调度同意，并密切监视一次设备的运行情况及有关仪表指示的变化情况。无论回路是否有接地，断开直流回路电源的时间一般不超过3S，动作应迅速，避免失去保护电压及带有重合闸电源的时间过长。但集成电路和微机保护的直流电源拉开10S后才允许合好。即使回路有接地，也应先合上，在设法处理。⑥为了防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和绝缘监视表计指示情况综合判断。⑦防止直流系统失压，防止人为造成短路或另外一点及诶的，导致保护、开关误动作。⑧需拆除端子线头时按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗漏或接错记录和标记。⑨如果直流母线上所有负荷切除后故障仍不消失，则说明接地故障发生在直流电源部分（直流屏、蓄电池组、浮充电机、连接电缆等）。
3、容易发生接地故障的部位。①控制电缆芯细，机械强度小，一旦受到外力作用，极易造成损坏，特别是屏蔽线接地时，若施工时不小心很容易损坏电缆绝缘造成接地；②室外开关场电缆，其保护铁管中容易积水，时间长了造成接地；③变压器的瓦斯继电器接线处，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏接地；④有些光字牌或照明的灯座，若更换灯泡不当，也易造成灯座接地；⑤断路器的操作线圈，电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地；⑥室外开关端子箱内端子排被雨水侵入，室内端子排因房屋漏雨或清洁打湿，均能造成接地；⑦变电站运行环境比较恶劣时，设备端子容易受潮或者污秽，由此可能造成绝缘降低引起接地。
4、减少直流接地的方法。①加强工作班成员的技术培训，提高责任心，施工、改造中提高施工工艺和工作质量；②全封闭开关柜小母线加热缩套管或绝缘护套；③加强断路器、隔离开关、手车等一次设备的运行维护管理；④加强直流系统特别是蓄电池系统的巡视和日常维护；⑤加强直流控制电缆的检查维护和二次回路的清扫。
四、小结
总之，变电站的安全运行是整个电力系统的基础，而变电站能够安全运行的基础又是变电站中的直流系统，因此，加强对变电站直流系统如何安全运行的研究是所有变电站管理者应注意的问题。本文主要介绍了直流系统的组成和作用，总结了直流系统绝缘异常检查和处理的方法及注意事项，对解决直流系统绝缘异常具有一定的参考价值。
参考文献：
[1]马立方.变电站直流系统故障分析与处理[J].现代商贸工业，2011.
[2]张永生.变电站直流系统接地故障分析[J].电力安全技术，2012.
论文作者:朱建雄,王连庆,冯启超
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/18
标签：系统论文; 变电站论文; 母线论文; 故障论文; 电缆论文; 回路论文; 电源论文; 《河南电力》2018年15期论文;