陆一凡
南方电网广西贺州供电局
研究方向：变电检修、变压器检修、高压试验、变电站交直流系统，
【摘要】随着社会经济飞速发展，国民的生活水平有了极大提高，对电力的需求量也越来越高。电力能源是国家发展的重要资源，电力供应质量对国家和人民都有直接影响，强化供电质量具有重要意义。基于此，本文先简单介绍站用交直流系统的相关情况，再采用故障经典事故进行具体分析，希望能够为有效防范变电站交、直流系统故障提供参考。
【关键词】变电站；交直流系统；故障；防范措施
站用交直流系统的安全和稳定性能将直接影响到变电站的工作质量，进而影响供电质量。交直流系统具有保证变电站安全可靠输送电能的作用，从而为变电站内各级设备提供电能。在很多电网事故中，站用交直流系统出现问题是造成事故发生的重要因素，因此需要了解站用交直流系统的相关资料，特别是隐患排查细则，能够为准确找出隐患问题提供帮助，进而确保继电保护控制核心安全稳定运行。
1.站用交直流系统概述
1.1重要性
在变电站系统中，交流系统主要起到的保护输送电能的作用，将其应用到变电站中，是为了确保整个主变压器的电源充足，从而为站内其他电力设备提供充足电源。直流系统是一个可独立操作的电源，能够为站内所有系统和装置提供充足电能。因此，保证站用交直流系统的运行质量将能够确保变电站的输送电能质量，为生活、工作提供充足电能，有力保障国民电力使用稳定性和安全性。
1.2故障成因
站用交直流系统是变电站电力供应的重要因素，具有无可替代的地位，能够有效保证电力能源稳定供应。但由于我国部分电力设施在建设初期未想到日后激增的用电量，导致建设较为简单且片面，造成生产的电能难以满足国民实际用电需求量。交直流系统长时间高负荷工作就会导致故障问题越来越多，严重影响到国民的用电质量[1]。根据实践可以发现，造成站用交直流系统故障事故频发的主要原因就是基础供电设备过于老旧，传统落后的电力设备难以满足当代智能化发展需求，输电线路高负荷工作就会导致线路损耗越来越严重，进而成为事故频发的影响因素。还有部分电力企业使用不合规格的电力设施进行建设，导致站用交直流系统建设要求不达标，从而从产生故障现象，或者因为操作流程不规范而造成故障。
1.3判断站用交直流系统正常运行的方法
1.3.1交流系统
站用交流系统的主要设备有站用变压器和交流低压屏，可以在第一、第二电源中自动切换，以便发生故障时切换备用站用变压器，保障电能稳定输送[2]。判断站用交流系统是否正常运行可以从三个方面出发：第一，检查站用变压器设备的运行状况，如果在运行时发出均匀的“嗡嗡”声，则说明变压器状况良好；第二，检查变压器的电流、电压、温升、功率等参数是否在说明书的规定范围内，在规定范围内则说明正常；第三，观察交流屏上各表计、指示灯是否正常，是否出现异常声响或异味，没有则说明交流屏是正常运行；第四，检测备用电源自动切换装置是否良好工作。
1.3.2直流系统
一般来说，1lOkv及以上变电站均采用直流系统作为操作电源，包括蓄电池、硅整流电容贮能装置，直流电源的安全稳定运行是保证变电站电气设备安全可靠运行的关键要素。可以从以下几个方面检查直流系统是否正常运行：第一，检查直流母线电压、直流盘、直流系统绝缘、蓄电池等方面。当直流母线电压处于额定值的5％范围内时，母线电压正常；当直流盘闪光装置良好时，直流盘正常；蓄电池的电压不能超出2.2V，也不能低于2.1V，正常情况下要保持在2.15V左右，室温保持在10-30℃之间，蓄电池和绝缘装置都应每班检查一次。第二，观察直流系统是否正常充电放电。如果在两级电压从1.6V-1.8V之间逐渐升高且蓄电池处于充电状态时，如果电压变化不大，则说明在正常充电。第三，做好一般维护事项，保持蓄电池外部的清洁干燥，严禁明火靠近充电的蓄电池等，有效延长蓄电池的使用寿命。
2.案例分析
本文选用我国两起站用直流系统故障典型事例进行对比分析，分别是5．12的河南电网停电事件和6．18甘肃电网停电事件。
2.1河南电网停电事件
在2016年5月12日，河南电网220kV的朝阳变电站发生避雷器相继爆炸事件，导致110kV朝着最近的刀闸流向，引起大量电线烧断，站内的相关设备也出现不同程度的损害。经过调查发现，该事故发生的原因是直流馈线中的主控刀闸的正极保险丝被烧断，导致母线的保护电源消失。造成保险丝烧断的原因有长时间运行及短路电流的持续攻击。在主控刀闸的保险丝被烧断过程中，下级保险丝自动断开，导致短路电流直接向母线进行大量冲击，从而对站内设施造成损害。通过该事件可以发现一些问题，如我国电网运行方式不合理、直流保险配置方式不合理等。具体来说，因为重要的负荷电源都由一个回路提供，导致一旦保险丝熔断，就会失去对母线供电源的保护，而且，直流保险装置的额定电流运行电流与负荷电流过于接近，难以有效阻止异常现象。
2.2甘肃电网停电事件
该事件发生在2014年6月18日，甘肃电网的330kV嘉峪关变电站具有15座110kV变电站，然后发生电场失压情况。造成该事故的原因是330 kV在变为110kV的直流电源的总开关上，出现故障，导致直接切断对110kV保护直流电源的供电。在该事件中，110kV的保护和控制都使用同一根直流小母线，造成母线一旦出现问题该变电站就会全面崩塌。该事件发现的问题有交直流系统供电方式不合理、直接采用直流小母线供电、没有合理使用处于不同位置的直流开关[3]。具体为采用了环状供电方式而没有使用辐射状供电方式、没有采用分电方式而直接采用直流小母线进行供电、未分别安装具备控制和保护两种不同作用的直流开关。
2.3小结
通过对这两个事件进行分析，发现以下结论。两者都指明电网运行方式不合理，并建议将环状结构方式转变成辐射状供电方式。还指出严禁使用直流小母线进行供电，要采用分电模式供电，并在使用单母线供电过程中在不同位置设置控制和保护两个直流开关。通过在建设过程中做好安全防范，能够有效避免由故障产生的大面积停电事故。另外，还需要做好其他方面的故障防范。
3.站内交直流系统故障有效防范措施
3.1交流系统故障防范
第一，如果是单台变电站，采用并列式站用变母线运行方式；如果是多台变电站，采用分列运行方式。第二，将直流系统中的充电装置、变风冷控装置的两端线路电源分别接入不同母线。第三，在整个电网中加强备用电源建设，保证重要用电设备有各自的切换电源功能。第四，设置一些不间断的交流电源装置，提升整个变电站的自动化系统，并加强对自动化装置的管理，避免出现漏电现象。第五，及时调整交流电源装置的容量范围，以便满足变电站的实际用电需求，将负载率控制在65%及运行负载率控制在35%-85%之间。第六，严禁私自运用违反我国用电要求的设备，做好变电站不间断交流电源装置接入，避免随意接入现象。
3.2直流系统故障防范
第一，采用辐射状供电方式进行供电，严禁使用环状供电方式。第二，在直流系统中，不能使用直流小母线方式进行供电，需要采用分电屏设置，避免对小母线造成严重损坏。第三，在蓄电池出口处增加熔断感应器和交流短路器，并添加自动判断系统。第四，建立两组蓄电池变电站，以满足不同阶段直流母线的运行要求，如果只建立一组，则需要采用并列运行方式。第五，加强直流系统检查，对信号感应装置、蓄电池、用电设备进行定时检查，及时消除安全缺陷和隐患，第六，在进行直流系统扩建时，要采用具有自动脱扣的直流断路器，以便提升这个系统的安全性。第七，确保直流断路器都属于同一个短路制造商且是同一系列的产品，确保整个断路器的配合度和灵敏度。
参考文献
[1]罗艳,唐长应,朱保华,马越,刘改业.变电站直流系统的运行与维护[J].电气应用,2017,36(17):44-47.
[2]陈晓彬,王锃,邢文忠,吴永峰.关于站用交直流系统故障的处理研究[J].自动化应用,2017,0(8):133-134.
[3]陈晓彬，邢文忠，孙玉彤.探析站用交直流系统故障的防范措施[J].自动化应用，2017，（5）：104-105+107.
作者简介：陆一凡，籍贯：广东高州，民族：汉族，出生年月：1989.06，
单位：南方电网广西贺州供电局，科室：人力资源部，职称：工程师，学历：本科，研究方向：变电检修、变压器检修、高压试验、变电站交直流系统.