一起變電站內(nèi)典型直流失地案例分析

趙 歡 黃培珊 姚旭瑞 林向宇 黃偉達(dá) 黃進(jìn)德

(國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司，福建 泉州 362000)

1 概述

按照對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響程度，變電站內(nèi)的缺陷劃分為危急、嚴(yán)重和一般缺陷三類(lèi)，其中危急缺陷是設(shè)備發(fā)生了直接威脅安全運(yùn)行并需立即處理的缺陷，變電站直流系統(tǒng)絕緣性能降低或接地(以下簡(jiǎn)稱(chēng)直流失地)是變電站最常見(jiàn)的危急缺陷之一[1]。

一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)致直流失地故障的原因主要有三種：一是二次回路因絕緣材料不合格而導(dǎo)致其絕緣性能過(guò)低；二是因小動(dòng)物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成的直流接地；三是由于外來(lái)因素導(dǎo)致二次接線絕緣的破壞[2]。變電站直流供電系統(tǒng)是變電站二次系統(tǒng)中較重要的部分，負(fù)責(zé)全站保護(hù)裝置、測(cè)量控制裝置以及網(wǎng)絡(luò)通訊裝置等設(shè)備的供電，正常狀態(tài)下的直流母線電壓一般應(yīng)控制在220V的±10%以?xún)?nèi)[3]，若其出現(xiàn)故障將導(dǎo)致變電站內(nèi)重要二次設(shè)備失去電源，進(jìn)而影響站內(nèi)一次設(shè)備的安全、可靠運(yùn)行，產(chǎn)生不可估計(jì)的損失[4-8]。

本文重點(diǎn)討論了變電站直流失地的設(shè)備類(lèi)型，結(jié)合一起典型案例，分析了引起直流失地故障的客觀原因，同時(shí)提出了一些防范措施，對(duì)于變電站的故障防范以及變電檢修工作具有一定的指導(dǎo)性。

2 變電站直流失地情況分析

以某地市供電公司為例，該供電公司變電檢修中心從2020年至今共處理直流失地故障18起，統(tǒng)計(jì)故障發(fā)生的設(shè)備類(lèi)型，結(jié)果如圖1所示。從圖中可以看出，刀閘(包括刀閘機(jī)構(gòu)箱)和變壓器(包括變壓器附屬設(shè)備以及機(jī)構(gòu)箱)是直流失地故障發(fā)生最多的設(shè)備，占全部故障的50%，而變電站內(nèi)其他一次設(shè)備占約20%，除此之外，壓力表計(jì)、電纜等附件占30%左右。這說(shuō)明暴露在室外且附帶機(jī)構(gòu)箱(端子箱)的設(shè)備發(fā)生直流失地的風(fēng)險(xiǎn)最大，對(duì)刀閘和變壓器直流失地故障的防范性能提出了更高要求。

圖1 直流失地故障設(shè)備統(tǒng)計(jì)圖

從圖2可以看出，該檢修中心所處理的直流失地故障的原因中，二次線絕緣下降占28%，這需要加強(qiáng)對(duì)變電設(shè)備的例行檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理；二次回路破壞占11%，這需要在變電站內(nèi)做好防小動(dòng)物措施，以防蛇鼠破壞；最后，水汽進(jìn)入導(dǎo)致的二次回路絕緣下降存在當(dāng)?shù)靥鞖狻⒎莱贝胧?、空氣濕度等多個(gè)因素的影響，是導(dǎo)致變電站直流失地故障的最主要因素。由此可見(jiàn)，做好防潮措施是變電站防范直流失地故障的重要措施。

圖2 直流失地故障原因統(tǒng)計(jì)圖

3 二次浪管進(jìn)水引起的直流失地

下文對(duì)1起直流失地典型故障實(shí)例進(jìn)行分析，以點(diǎn)帶面，分析故障原因，并提出防范措施。

某220kV變電站發(fā)現(xiàn)站內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)報(bào)絕緣故障異常告警信號(hào)，運(yùn)維人員在直流屏上查看，絕緣監(jiān)察裝置顯示直流I段正母接地故障。經(jīng)排查為主變非電量回路失地?，F(xiàn)場(chǎng)檢查情況發(fā)現(xiàn)，二次端子盒內(nèi)有明顯潮濕，部分接線端子排出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，二次浪管內(nèi)有積水并在往外滴水。檢修人員現(xiàn)場(chǎng)使用熱吹風(fēng)機(jī)對(duì)二次端子盒進(jìn)行烘干處理，并更換銹蝕嚴(yán)重的接線端子排，同時(shí)發(fā)現(xiàn)由于二次浪管積水時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致管內(nèi)二次線絕緣受損，排水后絕緣也無(wú)法恢復(fù)，于是重新敷設(shè)二次電纜后，站內(nèi)直流系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。

上述情況可以判斷，此次直流失地故障是由于該主變非電量用的二次接線盒及二次浪管防潮防水措施不完善，導(dǎo)致水汽進(jìn)入二次接線盒，二次浪管長(zhǎng)期積水使得信號(hào)電纜受潮，導(dǎo)致絕緣降低，造成直流失地。

對(duì)于主變非電量用的二次接線盒受潮及二次線浪管積水，檢修人員認(rèn)為，當(dāng)?shù)剡B續(xù)多日暴雨，空氣濕度較高，主變非電量用的二次接線盒密封不良導(dǎo)致水汽進(jìn)入盒內(nèi)。因此應(yīng)更換二次接線盒老化的密封墊，同時(shí)對(duì)密封面接縫處涂以防水膠。二次浪管進(jìn)水后在低處積水，時(shí)間久了以后破壞二次線絕緣，因此應(yīng)在二次線浪管最低處鉆排水孔。

4 變電站直流失地故障防范措施

針對(duì)以上案例暴露的問(wèn)題，結(jié)合該檢修中心處理的所有直流失地故障，本文提出以下幾點(diǎn)防范措施。

①?lài)?yán)控設(shè)備出廠監(jiān)造驗(yàn)收。在進(jìn)行設(shè)備出廠監(jiān)造驗(yàn)收時(shí)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量把控，在3C強(qiáng)制認(rèn)證目錄中的元器件必須通過(guò)認(rèn)證，斷路器等設(shè)備還應(yīng)要求廠家提供機(jī)械特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

②加強(qiáng)設(shè)備例行檢修標(biāo)準(zhǔn)把關(guān)。在進(jìn)行設(shè)備例行檢修時(shí)，要注意嚴(yán)格把關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在機(jī)構(gòu)箱、端子箱地點(diǎn)工作時(shí)，工作完成后檢查箱內(nèi)積水情況，同時(shí)應(yīng)檢查加熱板的工作性能，箱門(mén)密封墊、防水封堵是否完好。

③推進(jìn)設(shè)備優(yōu)化改造。對(duì)機(jī)構(gòu)箱、端子箱內(nèi)二次線排布盡量避免出現(xiàn)極低點(diǎn)，若存在極低點(diǎn)，應(yīng)同時(shí)設(shè)有排水孔；機(jī)構(gòu)箱、端子箱防水防潮措施還應(yīng)對(duì)所有可能造成水汽進(jìn)入的地方進(jìn)行封堵，包括箱門(mén)、蓋板、螺孔等，排查時(shí)應(yīng)全面、仔細(xì)。加強(qiáng)季節(jié)性防范工作，針對(duì)因潮濕而故障多發(fā)的端子箱、接線盒等，可加裝防雨套罩等設(shè)施。

5 結(jié)束語(yǔ)

直流失地作為變電站內(nèi)典型的危急缺陷之一，是導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)更大事故的隱患，處理不當(dāng)時(shí)將嚴(yán)重影響變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文以1起典型的直流失地故障為例，分析了引起直流失地的主要因素，揭示了變電站中可能出現(xiàn)的隱患部分。從以上分析可以看出，二次回路潮濕導(dǎo)致絕緣降低是引起變電站直流失地故障的最主要、最難防范的因素。本文在此基礎(chǔ)上提出，檢修人員應(yīng)加強(qiáng)檢修工藝和標(biāo)準(zhǔn)把控，對(duì)變電站內(nèi)存在的不合理地方要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改，隱患排查時(shí)應(yīng)細(xì)致全面，從而減少故障的發(fā)生，提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性。