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【摘 要】变电站直流系统的稳定运行是变电站安全工作的重中之重，直流电源作为变电站的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断电源，直流系统安全运行，直接关系到变电站能否安全运行。本文从变电站直流系统出发，全面分析变电站直流系统故障原因及危害，着重对各故障应采取的对策进行了深刻剖析和总结，希望在今后的变电站运行过程中，能够为实现可靠运行和安全运行提供帮助。
【关键词】直流系统；故障原因；采取对策
一、直流系统故障类型及危害
1.直流电源失压
变电站直流系统作为变电站的中枢神经系统，用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。当继电保护、自动装置或者是开关分合闸回路失去直流电源，当本站设备或线路发生故障时，将造成保护或开关拒动，由相邻变电站跳闸切除故障，造成扩大事故，甚至影响到电网的安全。而当控制回路、监控系统、信号回路失去直流电源时，运行人员就会失去监控设备的眼睛和耳朵，无法掌握设备的运行状态、系统潮流等，无法进行设备的正常操作。所以当发生直流系统失压故障时，运行人员必须在最短的时间内查出故障并消除，恢复直流系统正常运行。
2.直流系统接地
直流接地故障是变电站直流系统最常见的故障，是许多变电站的一个顽疾。当直流系统发生一点接地时，不影响直流系统的正常工作，但是一点接地长期工作是不允许的，长期运行易发展形成两点接地，而直流接地故障中，危害较大的是两点接地，两点接地故障，可能会构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保護及自动装置、控制回路失去电源，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸导致越级跳闸，引发电力系统严重故障的严重后果。
3.直流系统混接
（1）两段直流有并列点
随着变电站发展，扩建、设备技改等工程的施工进行，容易造成直流回路有并列点现象，直流系统若存在并列点，只要一段直流接地，两段都会发接地信号，不利于直流接地的查找。且两段直流有并列点，实际上就变成了一条没有分段的母线，出现同极两点接地的几率也大大升高。
本局管辖的一个500kV变电站投运以来，发生过多次直流接地的现象，特别是近几年直流接地现象更加频繁，且每次直流接地都是两段同时告警，原因就是建设施工中存在两段直流有并列点的遗留问题造成的，几年来虽然已经排除了多个并列点，但仍然没有得到根除，使得每次直流接地故障查找都花费很长的时间，甚至发生过整整一天才找到故障点的现象。
（2）交、直流混接
当交、直流回路混接引起直流接地，往往会使某些装置误动作。另外不明原因的交流电压串入直流回路，产生的瞬变干扰可能会造成保护误动或装置损坏。
今年1月份，本局管辖的一个500kV变电站，发生了一起由于UPS装置内部损坏，造成交流电源串入直流系统的事件，并且由于该站直流系统存在并列点，结果造成全站105套保护及所有的通讯装置、通道设备全部故障告警，监控后台机信号不断刷屏，如果此时有系统发生故障，保护将不能正确动作跳闸，造成电网扩大事故。
二、直流系统故障的原因分析
1.设计、施工遗留问题
新建变电站或老站改、扩建工程中，首先，由于设计失误或施工人员工作中疏忽接错线，造成两段直流负荷并列、交直流混接；其次，由于施工队伍技术水平参次不齐，施工工艺差引起的接地隐患，并由于验收时间紧，验收项目不全面，导致有些故障隐患不能发现。第三、由于施工质量不过关、工艺不严，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等。在本局一个刚投产不久的220kV变电站，还发生过一起因投产前被偷盗留下隐患而造成直流接地的事件，直流接地告警后，工作人员反复、多方查找，最终才在电缆沟内发现一根二次电缆有被剧伤的痕迹，最终确定直流接地点，经查证后得知，该变电站在投产前，曾经发生过电缆沟的电缆被盗的情况。
2.绝缘材料老化
直流系统分布范围广、外露部分多，很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地：
（1）由于电缆、电气设备的质量原因引起的接地：如二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低。或存在某些损伤缺陷，如磨伤、砸伤、压伤或过流引起的烧伤等。
（2）年久失修电缆和设备的老化等引起的直流接地，变电站直流系统所接设备多，回路复杂，长期运行在恶劣环境和气候下，电缆设备绝缘降低，导到半接地或全接地。
（3）断路器的合闸线圈，合闸接触器，中间继电器引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。
（4）由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。
3.工作失误或运行维护不到位
（1）户外端子箱、操作机构箱、电磁锁等密封不严，造成设备内部严重污秽、结露潮湿，绝缘受潮，使直流对地绝缘严重下降。且雷雨季节容易漏入雨水。
（2）人为原因引起的接地。检修工作人员工作过程中，人为造成直流接地、短路或搭接电源时交直流混用引起直流接地。
（3）下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通，引起接地。例如瓦斯继电器、压力释放阀不装防雨罩。在持续的梅雨天气，潮湿的空气也会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。
（4）小动物破坏引起的接地。当二次接线盒密封不好时，蜜蜂等小虫会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来。电缆外皮被老鼠咬破及老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路引起直流接地。
（5）接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。 （6）工作中，二次绝缘检查不到位，使绝缘性能降低后未能及时发现引起直流接地。
（7）误接线引起接地。在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，如果电缆芯一旦接触铁件就引发接地。
（8）二次回路工作后遗留下来的某些元件线头、未使用的螺丝、垫圈等零件在维护清扫中没有及时清理，受到震动掉落在带电回路上，也会造成直流故障。
三、直流系统故障的预防对策
直流系统分布范围广，牵涉设备和外露部分多，所以直流系统故障是很难完全杜绝的。可以采取一定的预防措施，尽量避免直流系统故障发生。
1.严把设计、施工质量关
从设计、审图和施工中着手，杜绝绝缘性能低的电缆、元器件投入使用，杜绝两段直流并列和交、直流混接的现象发生。直流回路继电器与交流继电器、接触器、小开关等设备应保持相当的距离，以免交流回路的电压切换中产生的电弧将交流电压引入直流回路。把好验收质量把关
施工过程中加强现场监督，杜绝野蛮施工造成的电缆损伤。特别是放电缆的过程中，严禁直接在地上、电缆之间和金属支架上拖拽。施工完毕要检查电缆的完好，妥善处理备用电缆芯。变电站各个回路送电之前要检查绝缘，确保各相关电缆已接好。
二次回路中退出运行或多余的电缆接头应包扎好，工作完毕注意清理现场，不要让螺丝、垫圈等金属零件遗留在箱内、屏内。
2.加强运行维护管理
加强维护管理，针对薄弱环节，采取预防改进措施，从管理上确保直流故障少出现。
户外箱、柜做好防潮防霉工作，保持密封良好，并保证设备清洁干燥。日常巡视时，注意检查室外箱门是否关好，雨天要重点检查。对于室外设备箱、柜内驱潮器，应置于“自动”位置，无自动方式则应根据季节和气候变化，及时投退，以保证箱体干燥。设备定期巡视应注意检查驱潮器的工作情况，重视室外设备箱、柜等驱潮装置的维护。
检查电缆沟排水是否畅通，要定期检查电缆沟积水情况，特别是在雨后。原因：一是怕电缆沟施工不合理，造成排水不畅，导致电缆泡在水中。二是电缆沟泥沙堆积，容易堵塞排水通道。
保护定检工作，必须保证二次绝缘检查、二次设备清扫、二次回路接线紧固等。工作中，发现室外二次设备接线盒密封、二次线绝缘破损，必须及时处理汇报。经常日晒雨淋的二次电缆要经常检查，尽量更换为绝缘性能高的电缆，并且加装保护套。
四、结束语
随着安全稳定电网的需要，变电站直流系統日益受到重视，直流系统故障防范对直流系统的安全运行尤为重要，近几年来，公司针对变电站直流系统下达了不少规程、规范和反措要求，为我们解决直流系统存在的问题和提高其运行可靠性提供了强有力的支持。
【关键词】直流系统；故障原因；采取对策
一、直流系统故障类型及危害
1.直流电源失压
变电站直流系统作为变电站的中枢神经系统，用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。当继电保护、自动装置或者是开关分合闸回路失去直流电源，当本站设备或线路发生故障时，将造成保护或开关拒动，由相邻变电站跳闸切除故障，造成扩大事故，甚至影响到电网的安全。而当控制回路、监控系统、信号回路失去直流电源时，运行人员就会失去监控设备的眼睛和耳朵，无法掌握设备的运行状态、系统潮流等，无法进行设备的正常操作。所以当发生直流系统失压故障时，运行人员必须在最短的时间内查出故障并消除，恢复直流系统正常运行。
2.直流系统接地
直流接地故障是变电站直流系统最常见的故障，是许多变电站的一个顽疾。当直流系统发生一点接地时，不影响直流系统的正常工作，但是一点接地长期工作是不允许的，长期运行易发展形成两点接地，而直流接地故障中，危害较大的是两点接地，两点接地故障，可能会构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保護及自动装置、控制回路失去电源，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸导致越级跳闸，引发电力系统严重故障的严重后果。
3.直流系统混接
（1）两段直流有并列点
随着变电站发展，扩建、设备技改等工程的施工进行，容易造成直流回路有并列点现象，直流系统若存在并列点，只要一段直流接地，两段都会发接地信号，不利于直流接地的查找。且两段直流有并列点，实际上就变成了一条没有分段的母线，出现同极两点接地的几率也大大升高。
本局管辖的一个500kV变电站投运以来，发生过多次直流接地的现象，特别是近几年直流接地现象更加频繁，且每次直流接地都是两段同时告警，原因就是建设施工中存在两段直流有并列点的遗留问题造成的，几年来虽然已经排除了多个并列点，但仍然没有得到根除，使得每次直流接地故障查找都花费很长的时间，甚至发生过整整一天才找到故障点的现象。
（2）交、直流混接
当交、直流回路混接引起直流接地，往往会使某些装置误动作。另外不明原因的交流电压串入直流回路，产生的瞬变干扰可能会造成保护误动或装置损坏。
今年1月份，本局管辖的一个500kV变电站，发生了一起由于UPS装置内部损坏，造成交流电源串入直流系统的事件，并且由于该站直流系统存在并列点，结果造成全站105套保护及所有的通讯装置、通道设备全部故障告警，监控后台机信号不断刷屏，如果此时有系统发生故障，保护将不能正确动作跳闸，造成电网扩大事故。
二、直流系统故障的原因分析
1.设计、施工遗留问题
新建变电站或老站改、扩建工程中，首先，由于设计失误或施工人员工作中疏忽接错线，造成两段直流负荷并列、交直流混接；其次，由于施工队伍技术水平参次不齐，施工工艺差引起的接地隐患，并由于验收时间紧，验收项目不全面，导致有些故障隐患不能发现。第三、由于施工质量不过关、工艺不严，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等。在本局一个刚投产不久的220kV变电站，还发生过一起因投产前被偷盗留下隐患而造成直流接地的事件，直流接地告警后，工作人员反复、多方查找，最终才在电缆沟内发现一根二次电缆有被剧伤的痕迹，最终确定直流接地点，经查证后得知，该变电站在投产前，曾经发生过电缆沟的电缆被盗的情况。
2.绝缘材料老化
直流系统分布范围广、外露部分多，很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地：
（1）由于电缆、电气设备的质量原因引起的接地：如二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低。或存在某些损伤缺陷，如磨伤、砸伤、压伤或过流引起的烧伤等。
（2）年久失修电缆和设备的老化等引起的直流接地，变电站直流系统所接设备多，回路复杂，长期运行在恶劣环境和气候下，电缆设备绝缘降低，导到半接地或全接地。
（3）断路器的合闸线圈，合闸接触器，中间继电器引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏发生接地。
（4）由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。
3.工作失误或运行维护不到位
（1）户外端子箱、操作机构箱、电磁锁等密封不严，造成设备内部严重污秽、结露潮湿，绝缘受潮，使直流对地绝缘严重下降。且雷雨季节容易漏入雨水。
（2）人为原因引起的接地。检修工作人员工作过程中，人为造成直流接地、短路或搭接电源时交直流混用引起直流接地。
（3）下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通，引起接地。例如瓦斯继电器、压力释放阀不装防雨罩。在持续的梅雨天气，潮湿的空气也会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。
（4）小动物破坏引起的接地。当二次接线盒密封不好时，蜜蜂等小虫会钻进盒里筑巢，巢穴将接线端子和外壳连接起来。电缆外皮被老鼠咬破及老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路引起直流接地。
（5）接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线，若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。 （6）工作中，二次绝缘检查不到位，使绝缘性能降低后未能及时发现引起直流接地。
（7）误接线引起接地。在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。在拆除电缆芯时，误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电，从而不做任何绝缘包扎，如果电缆芯一旦接触铁件就引发接地。
（8）二次回路工作后遗留下来的某些元件线头、未使用的螺丝、垫圈等零件在维护清扫中没有及时清理，受到震动掉落在带电回路上，也会造成直流故障。
三、直流系统故障的预防对策
直流系统分布范围广，牵涉设备和外露部分多，所以直流系统故障是很难完全杜绝的。可以采取一定的预防措施，尽量避免直流系统故障发生。
1.严把设计、施工质量关
从设计、审图和施工中着手，杜绝绝缘性能低的电缆、元器件投入使用，杜绝两段直流并列和交、直流混接的现象发生。直流回路继电器与交流继电器、接触器、小开关等设备应保持相当的距离，以免交流回路的电压切换中产生的电弧将交流电压引入直流回路。把好验收质量把关
施工过程中加强现场监督，杜绝野蛮施工造成的电缆损伤。特别是放电缆的过程中，严禁直接在地上、电缆之间和金属支架上拖拽。施工完毕要检查电缆的完好，妥善处理备用电缆芯。变电站各个回路送电之前要检查绝缘，确保各相关电缆已接好。
二次回路中退出运行或多余的电缆接头应包扎好，工作完毕注意清理现场，不要让螺丝、垫圈等金属零件遗留在箱内、屏内。
2.加强运行维护管理
加强维护管理，针对薄弱环节，采取预防改进措施，从管理上确保直流故障少出现。
户外箱、柜做好防潮防霉工作，保持密封良好，并保证设备清洁干燥。日常巡视时，注意检查室外箱门是否关好，雨天要重点检查。对于室外设备箱、柜内驱潮器，应置于“自动”位置，无自动方式则应根据季节和气候变化，及时投退，以保证箱体干燥。设备定期巡视应注意检查驱潮器的工作情况，重视室外设备箱、柜等驱潮装置的维护。
检查电缆沟排水是否畅通，要定期检查电缆沟积水情况，特别是在雨后。原因：一是怕电缆沟施工不合理，造成排水不畅，导致电缆泡在水中。二是电缆沟泥沙堆积，容易堵塞排水通道。
保护定检工作，必须保证二次绝缘检查、二次设备清扫、二次回路接线紧固等。工作中，发现室外二次设备接线盒密封、二次线绝缘破损，必须及时处理汇报。经常日晒雨淋的二次电缆要经常检查，尽量更换为绝缘性能高的电缆，并且加装保护套。
四、结束语
随着安全稳定电网的需要，变电站直流系統日益受到重视，直流系统故障防范对直流系统的安全运行尤为重要，近几年来，公司针对变电站直流系统下达了不少规程、规范和反措要求，为我们解决直流系统存在的问题和提高其运行可靠性提供了强有力的支持。