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摘要：随着经济的发展，人们对电力的需求越来越大，这也为变电站的工作带来了一定的压力。在变电站工作的过程中，直流系统发挥着关键的作用，保证直流系统的正常运行是变电站的基本任务。
关键词：220kV；变电站；直流系统故障；研究
1导言
直流系统在变电站之中占据了至关重要的地位，所以要积极的采取一些有效的措施来保证直流系统的正常运行，这样才能保证变电站的正常工作，满足人们的用电需求。
2直流系统故障的类型
2.1直流电源失压
直流电源是维持电路稳定的关键装置，如果直流电源失压就会造成控制回路、监控系统等重要的电力系统失去作用，不能对直流系统进行监视和正常工作，从而影响送电工作。而直流失压如果出现在保护装置中，就会造成继电器产生失磁的情况，从而造成跳闸事故。一般情况下 220kV 变电站的事故都是由于直流电源失压所引起的，使得线路短路从而产生跳闸保护。通常情况下造成直流电源失压的原因有三点：第一，短引线保护并没有进行独立的保护投退压板设计，和主保护共同使用一套出口压板，长此以往就会造成失压情况；第二，短引线的设定数值低于标准，负荷的电流超出了承受的极限；第三，短线保护的回路设计不科学，当电源失压时就会造成跳闸现象。
2.2直流系统接地
在直流系统的故障中，危害最大的就是直流系统接地故障，也是最常见的故障，在实际的变电站运行中，直流系统接地的故障发生比例是最大的。直流系统发生接地故障时，不会马上产生短路电流，监视系统会发出警报信号，让工作人员知道接地情况的发生，直流系统还可以正常的运行。但是如果发生了另一点接地故障，就会直接造成直流电源系统的短路，造成熔断器熔断，让设备失去电源的支撑，引发电力事故。在接地事故中，主要的事故有两种：第一种为直流正极两点接地，这会引发继电保护和断路器的错误判断，还会导致合闸线圈、继电器线圈励磁等情况。第二种为直流负极两地接地，在二次回路中产生了两点接地，会使继电器短接，从而导致越级跳闸，加大事故的严重性。在直流负极同时接地时，会导致线圈的短接而失去作用，并且还会导致直流回路短路电流的产生，造成电源保险熔断失去保护电源的作用。
3直流接地故障分析
该变电站直流系统，有两套蓄电池、充电机，分别接人l#、2#段母线。两段母线均装有监控模块，用于检测母线电压、蓄电池输出电流、充电机输出电流、负母线对地电压，以及直流系统是否有接地故障，并相应地发出接地告警信号。l#母线还装有一套直流接地告警及选线装置，检测母线与正负极对地电压，及对地电阻等。监控模块和告警选线设备都设有桥电阻为R=40kΩ的平衡电阻回路，并接人大地，如图1所示。
3.1 42#支路接地点的查找
如图2所示，42#支路在4DK(主变本体重动电源)、5DK(变中102重动电源)分为两个回路，接地电阻由a点的7kΩ，变为b、c点的16kΩ，B点再往后，又分为两个回路，d、e两点测的接地电阻约为35kΩ，继续往后查，发现到了l#母线的回路，说明两段母线的回路有混接的现象。并且支路越来越多，难以继续查找。为了确定42#支路是否发生接地，临时断开4DK、5DK，发生新的接地告警：1#监控模块负极对地电压-165V，2#监控模块负极对地电压-5V，选线装置负极对地电压-164V，正极对地电阻9kΩ。
2 42#支路接地情况
多种因素交织在一起，故障变得扑朔迷离，对42#支路接地已无从着手，于是转而查找16#支路18kΩ的接地故障。
3.2 16#支路接地点的查找
16#支路接地查找时，查到乙线2499间隔开关汇控柜及以下回路存在直流接地现象。由于汇控柜内空间狭小，用便携式设备查找有困难，且相对来说干扰大，影响判断。改采用摇表，逐段查找，发现“SF6泄漏”信号回路(907)存在接地现象并和I段控制电源有串电现象(关掉2499 I、Ⅱ段控制电源，测到I段控制电源还有-28～30V电压，确定为2499信号重动电源)。进一步检查将接地故障点限制在2499开关汇控柜至B相开关操作箱的连接电缆上，挖开埋设电缆，发现由于施工不良，电缆保护层破损，已有十几根芯对地绝缘不良，正逢雷雨季节，雨水慢慢渗入电缆破损处，造成直流接地。随即对该电缆进行更换，支路恢复正常。
3.3 4DK、5DK断开后的接地故障查找
4DK、5DK断开后，l#段母线告正极接地(正极对地电压55V)，2#母线告负极全接地(负极对地电压5V)，同时2493甲线发：“第二组控制回路断线”和“SF6气压低跳闸闭锁”。将仪器信号源加在2#段母线，检测到25#支路有20k11的接地。拉开2493 I、Ⅱ段控制电源后，#1、#2充电机报正、负直流电压正常，可见这现象与2493有关。而25#支路向2493甲线控制回路提供直流电源。在接地测试仪帮助下继续查找，发现接地点在2493的汇控柜内，检查汇控柜内K55继电器动作不完全，测得继电器工作电压只有60多伏(正常为110V)，进一步检查回路发现K55接的正电为I段电压，而负电为Ⅱ段电压，即I、Ⅱ段控制电源通过K55(8.9kΩ)正、负极串电，显然这是直流一直流串电现象，由2#负极经K55线圈串接到l#正极，串接点也就是接地点。只需将K55线圈负极接到2#母线负极即可。后把K55的正电源改为Ⅱ段正电源后，在#2主变变中102和本体重动电源合、分情况下，#1、#2充电机都显示正常。在25#支路检测到的接地电阻为20kΩ。从图3可看出，25#支路接地电阻是K55继电器线圈内阻RK55(9.2kΩ)与选线装置、l#监控模块桥电阻的串联值，即9.2kΩ+R／／R／／R／／R=9.2kΩ+10kΩ=19.2kΩ，与实测相符。但是处理完故障，再次打下4DK、5DK两开关，测量两开关的下端，还带有110V的正电，说明其控制回路尚存在有串电现象，经检查发现#2主变的I段正电信号重动电源和Ⅱ段重动电源正极串电(重动电源其实为I、Ⅱ段控制电源)由于是正对正串电，引起I、Ⅱ段控制电源正电压完全相同，出现这种现象的原因是由于该站初建时仅为一段直流母线，后来由于扩建，增加为两路直流母线，在设计、施工过程中，新旧直流回路混接。找到原因后，寻找适当地方，将二者予以解决，问题迎刃而解，至此，故障得以彻底处理。
4直流系统故障预防
直流系统的工作范围比较广泛，涉及到了很多的外部设备和线路，所以想要完全杜绝故障的产生是很难的，所以就要加强预防措施来降低故障出现的频率，尽量避免发生故障。可以从设计和施工中入手，避免出现两段直流混接和交直流混接的情况出现，并且要保证直流回路继电器和交流继电器、接触器等设备的间距，避免交流回路在进行电压切换时与直流回路产生联系，从而导致短路。在施工完成后要进行详细的检查，确保所有的设备都对接正常，能够正常工作。
5结语
直流系统作为电力二次系统的重要组成部分，涉及到继保、远动和通讯装置的安全稳定运行，受到了国内外的广泛关注。实际电网运行过程中，直流系统引起保护的误动或拒动严重威胁到电网的安全运行。因此，在查找直流过程中，先进的仪器起到了事半功倍的效果，大大缩短了查找时间，提高了效率，保证故障及早消除。加大对隐蔽工程的验收力度，确保设备无隐患安全运行。
参考文献
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[4]余国雄,尹星光.一起220kV变电站直流系统接地故障的分析[J].电气开关,2010,48(05):67-69.
论文作者:韩冬, 仲一
论文发表刊物:《中国电业》2019年第07期
论文发表时间:2019/7/31
标签：回路论文; 母线论文; 支路论文; 变电站论文; 负极论文; 电源论文; 系统论文; 《中国电业》2019年第07期论文;