直流系统的运行维护

郭旭敏

（汕头供电局，广东 汕头515041）

直流系统是为信号设备、保护电路、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流的电源设备，它在变电站中已得到广泛应用。直流系统是一个独立的电源，它不受系统运行方式的影响，同时在外部交流电中断的情况下，能保证由后备电源——蓄电池组继续提供直流电源［1］。由于直流输出电压稳定，如单个直流屏就有二路交流输入（自动切换），再加上蓄电池组，相当于三个电源供电，故控制回路采用直流比交流更可靠。而如果采用交流电源，则当系统发生短路故障时，电压会因短路而降低，继而使二次控制电压降低，严重时会因电压低导致断路器拒分。因此，直流系统是变电站的重要运行设备，其运行的可靠与否直接影响变电站的安全运行，故需不断加强日常检查、维护，确保其安全、可靠运行。

1 直流系统的运行监视

为确保直流系统可靠运行，变电站运行人员须对直流系统的绝缘状态、电压及电流、信号报警、自动装置、直流断路器及熔断器等加强监视。运行中的直流母线对地电阻值应不小于10 MΩ，运行人员应每日检查正、负母线对地电阻值，如出现接地现象，应立即查找接地点，并对其进行处理；针对电压及电流的监视，主要是监视交流输入电压值、充电装置输出的电压值和电流值，蓄电池组电压值、直流母线电压值、浮充电流值及绝缘电压值是否正常；每日检查直流系统的各种信号灯、报警装置；检查自动调压装置、微机监控装置工作状态是否正常；运行人员还要对直流断路器及熔断器的运行状态进行监视，当发现直流断路器动作或熔断器熔断的告警信号时，应迅速查找故障原因，并进行处理和恢复运行［2］。

2 直流系统的巡视

2.1 直流系统的日常巡视

直流系统的日常巡视内容主要是：蓄电池室的通风、照明及消防设备的完好情况，温度符合要求，无易燃、易爆物品；蓄电池外观清洁，无短路、接地；各连片连接牢靠无松动，极性端子无生盐，并涂有中性凡士林；蓄电池外壳无裂纹、漏液；蓄电池极板无龟裂、弯曲、变形、硫化和短路，极板颜色正常，无欠充电、过充电；蓄电池电压值正常；充电装置交流输入电压、直流输出电压、电流值正常，监控装置显示正确，各种信号灯、报警装置正常，运行声音无异常；直流控制母线、动力母线电压值、浮充电流值正常；直流系统的绝缘状况良好；各支路的运行监视信号完好、指示正常，熔断器无熔断，自动空气开关位置正确。

2.2 直流系统的特殊巡视

直流系统的特殊巡视主要包括：新安装、检修、改造后的直流系统投运等，应进行特殊巡视；蓄电池核对性充放电期间应进行特殊巡视；直流系统出现交、直流失压、直流接地、熔断器熔断等异常现象处理后，应进行特殊巡视；出现自动空气开关脱扣、熔断器熔断等异常现象后，应巡视保护范围内各直流回路元件有无过热、损坏和明显故障现象。

3 直流系统的异常处理

直流系统一般出现异常的情况主要有：

（1）直流模块故障：①单个直流模块无显示或显示异常等。当无显示时可能是内部熔断器熔断，处理方法是对其拆开检查，如果熔断器正常则需返厂处理或更换；如直流模块有显示，但显示异常，可尝试将模块电源进行重启，使其恢复正常；如模块内部出现故障，则需将其退出运行，同时检查其它模块是否正常、过负载；②整套直流模块发生故障时，将整套直流模块退出运行，短时间可由蓄电池组带直流负载，长时间则需由另一套直流模块带两段直流负载运行。

（2）母线电压异常：①母线电压过高时，则降低浮充电流，使母线电压恢复在正常值范围内；母线电压过低时，应检查浮充电流是否正常，直流负载有无剧增，蓄电池组有无故障等；若直流负载突然增大，应检查自动调压装置是否正常，如自动调压装置异常，应立即启动手动调压装置，使母线电压维持在正常值，同时退出自动调压装置，并通知检修人员进行修复；②缺相应立即检查电源是否正常，有无缺相情况或电源开关是否故障，各接线有无松动、脱落、断线等。

（3）蓄电池电压异常告警：①蓄电池巡检模块的插排出现个别插件接触不良，导致巡检模块无法采集接收故障插件对应的蓄电池电压检测值。此时，可将插排拔下重插，巡检模块则恢复正常；若仍无法恢复，则更换巡检模块；②蓄电池电压检测熔断器熔断。当蓄电池实测值正常，而检测值为零时，应将蓄电池电压检测熔断器拆下，使用万用表进行检测是否熔断，如熔断立即更换熔断器，蓄电池电压检测值即可恢复；③当蓄电池实测值与检测值均异常且数值相近或相等，则观察蓄电池外壳是否出现鼓包、裂纹、漏液，蓄电池极板是否出现龟裂、弯曲、变形，如出现这些现象，应立即更换蓄电池。

4 直流系统接地故障的处理

4.1 直流接地的危害性

当直流系统发生一点接地时，如无产生短路电流，可继续运行，但须立即查找接地点并尽快消除接地故障；否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动或拒动等［3］，从而造成直流电源短路，引起熔断器熔断或烧毁继电器，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，直流系统一旦发生一点接地，变电站必须加强在线监测，检修人员须迅速查找并排除接地故障点，杜绝因直流系统接地而引起的系统故障。

4.2 直流接地的原因

直流系统整体负载大、线路多，是个长期供电系统，同时还受到外界环境的影响，如：雾、雨季节等。由于受到内外因素的影响，负载设备容易出现元件损坏、接线端子老化松动、电缆绝缘老化破损等问题，导致绝缘水平下降。同时，接地原因还有以下几方面：

（1）二次回路连接、设备元件组装不合理或接线错误，如：交直流混用一根电缆，交直流带电体距离较近等，都容易引起接地。

（2）二次回路、设备因年久失修、严重老化出现缺陷等，导致绝缘不合格、绝缘性能下降等。

（3）二次回路及设备工作环境较潮湿或密封不良易进水等。

（4）人员误碰、有小动物进入、金属物件掉在元件上等。

（5）设备技术改造后没用的直流电缆未采取相关措施进行处理或处理不合格等。

4.3 直流接地查找的方法

当发生直流接地时，首先初步分析接地原因，是由于天气还是当天有人在工作，如两者均不是则要根据现场实际情况确定接地范围，对不重要或运行短时停电的支路可采用“瞬时停电法”查找；对重要负载须先分离环路供电回路，使用直流接地检测仪器进行查找，顺序为先查易发生接地支路，后查一般支路；先查户外，后查户内；先查不重要支路，后查重要支路；先查新投运设备，后查投运已久的设备。查找工作由两人配合进行。

利用绝缘监控装置，判断正、负极何极接地及接地的程度［4］。利用“瞬时停电法”断开不重要的回路。若负载不允许停电的先采用分离环路供电回路的方式，再使用直流接地检测仪器进行查找，通过仪器确定接地支路后，对该支路上的可停电负载和分支路进行拆除或隔离。如查找出了接地点在某一具体回路后，应对其回路上所有设备、连接线逐步查找，直至查找出接地点。如负载回路查无接地点，则要对直流本体，包括蓄电池组、母线、充电设备及相关元件等进行仔细查找，直到找到接地点为止。下面就重点介绍绝缘监控装置查找法和瞬时拉路法。

（1）绝缘监控装置查找法

微机型绝缘监控装置是直流系统实时在线监视的重要设备，此装置能在实时监视显示出直流系统的正常电压，以及母线对地绝缘的信息状况等［5］。在系统出现故障时，装置系统处理器即刻对所有线路采集信息进行分析，以准确判断出线路故障原因及接地电阻值，并自动完成查找接地支路功能。绝缘监控装置最大优点则能在不切断直流负载支路下进行查询，并不断提高直流供电可靠性。这对于多点非金属性接地十分有效，但对接地点存在多个金属性接地时，则只能现查金属接地支路。因为信号源发出信号预备金属性接地支路短接，其他支路不再有信号通过，只有先将金属性接地支路查出，才能查询其它的非金属性接地支路。

（2）瞬时拉路法

根据负载的重要程度，依次短时拉开直流屏所供各直流负载支路。当切除某一支路故障消失，说明故障就位于该支路。此刻可继续运用拉路法，进行具体在那一条支路上的排查。拉路法逐步对各大支路进行逐步拉掉，因而大大降低直流供电可靠性。

4.4 接地查找时的注意事项

工作中必须两人配合进行，查找时要采取措施防止直流回路另一点接地，造成不必要的事故。在试断开控制回路或重要回路的保护电源时要经调度同意，退出可能误动的保护，断开时间最好控制在3 s内。取下熔断器时要先正后负，投入则相反。接地故障是否消失须通过信号、表计、光字牌全面综合确认。试断开电源时，要保证不使直流母线失去电压，查找过程中如出现故障，应立即将停电的直流负载送电，在确定接地点后应立即对其处理、消除。

［1］ 蔡燕光.浅谈变电站直流系统的运行和维护［J］.中国高新技术企业，2011，（19）：128－130.

［2］ 陈 芳，芦 兴，胡 伟.浅议变电站直流系统运行维护的现状和对策［J］.中国电力教育，2009，（S2）：296－297.

［3］ 王永强.直流系统接地故障查找方法探讨及防范接地措施［J］.科技风，2010，（18）：251－252.

［4］ 陈 韬，胡书琴.变电站直流系统接地故障的分析及对策［J］.中国电力教育，2009，（S1）：180－181.

［5］ 唐 毅， 张薇.变电站直流系统常见问题的分析与处理［J］.华中电力，2007，（04）：71－73.

［6］ 郭旭敏.阀控密封铅酸蓄电池的维护与检修［J］.电机电器技术，2005，（05）：53－54，48.