直流電源在電力系統(tǒng)中的作用

來源:投稿網(wǎng) 時間:2024-03-14 10:00:03

簡介：直流系統(tǒng)由于應(yīng)急電源、信號設(shè)備、斷路器開關(guān)操作、自動控制設(shè)備，提供電流電源服務(wù)，使系統(tǒng)電源處于安全狀態(tài)，因此，直流系統(tǒng)不僅用于變電站，廣泛應(yīng)用于水電廠、火電廠。但隨著電網(wǎng)規(guī)模的復(fù)雜性，直流系統(tǒng)在運行過程中不可避免地會出現(xiàn)故障，不能保證電網(wǎng)的安全。為避免這一問題，應(yīng)加強直流系統(tǒng)的日常維護，并采取有效的接地處理方法。

1.直流系統(tǒng)接地的概念。

因為直流電源是帶極性的電源，即電源的正極和負極。交流電源是無極性電源，電力系統(tǒng)的交流電源有一個真正的地面

2.直流接地類型。

可分為瞬時接地故障和可靠接地故障。

3.分析直流接地故障的原因。

3.1二次回路絕緣材料不合格，絕緣性能低；施工質(zhì)量不合格，電纜劃傷、劃痕或運行時間長，老化，或磨損、損傷、壓傷、扭傷或過流等損壞缺陷。

3.2接地是最常見的氣候因素。如雨天或霧天，二次電路和設(shè)備嚴重污垢和潮濕，端子箱進水，可能導(dǎo)致室外直流系統(tǒng)絕緣降低，導(dǎo)致直流接地或直流接地。

3.3小動物爬入或小金屬部件落在部件上，導(dǎo)致直流接地故障。老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電電路，導(dǎo)致接地；一些部件有線頭、未使用的螺釘、墊圈等部件落在帶電電路上，導(dǎo)致接地。

3.4電池本體漏液或接地。

3.5整流柜內(nèi)部電容、電路板等原件故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)絕緣降低。

3.6直流系統(tǒng)負載電源變換器故障。

瞬時接地故障的原因與可靠接地故障的原因大致相同，均由絕緣下降引起。但由于瞬時接地的瞬時性、隨機性等不確定因素，監(jiān)測和發(fā)現(xiàn)瞬時接地故障變得困難，對瞬時接地監(jiān)測的技術(shù)要求相對較高。

4.不同類型接地事故的危害。

由于接地類別分為正極接地、負極接地、單點接地和兩極接地。接地事故的類別不同，事故的危害也不同，上述接地事故會產(chǎn)生不同的后果。

4.1正極接地事故造成的最嚴重危害是保護設(shè)備和自動設(shè)備的異常運行和誤動。由于跳閘和繼電器接口一般與同一電源負極連接，如果正極接地故障，自動設(shè)備裝置運行異常。

4.2負極接地事故會導(dǎo)致電力保護設(shè)備和自動設(shè)備的功能完全喪失，導(dǎo)致保護設(shè)備拒絕移動。由于負極接地會導(dǎo)致繼電器短路，繼電器會停止短路，其次，由于電路短路，整個系統(tǒng)承受超額電流，損壞繼電器，保護設(shè)備會失去保護功能，可能導(dǎo)致直流電源開關(guān)跳閘。此外，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時，斷路器可能會被拒絕，導(dǎo)致跳閘事故。

4.3在某些特定情況下，單點接地也會導(dǎo)致繼電器保護裝置故障，從而影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。大量的例子表明，電力系統(tǒng)中的直流母線對電力系統(tǒng)中的電容器有很大的影響。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，變電站的功能越來越全面，結(jié)果也越來越復(fù)雜。繼電器保護裝置中的微機控制、自動化設(shè)備、監(jiān)控管理設(shè)備均由直流供電。但當(dāng)微機操作設(shè)備接入電力系統(tǒng)時，電力系統(tǒng)中的直流負荷會減少，微機設(shè)備需要使用DC和DC電源模塊來確保電源的穩(wěn)定性。DC電源模塊通常采用5V、12V和24V輔助工作電源，需要EMI抗干擾措施，以最大限度地減少開關(guān)電源對相關(guān)設(shè)備的影響。在電路中添加EMI時，正對地和負對地之間會有電容。由于電力設(shè)備中有大量的電源設(shè)備，電容器收集到直流系統(tǒng)后，地面電容器會迅速上升。如果此時出現(xiàn)單點接地問題，電容器會產(chǎn)生較大的充放電流，導(dǎo)致繼電保護裝置誤動。

4.4兩級接地事故是最嚴重的接地故障，必須嚴格預(yù)防。如果直流系統(tǒng)處于兩極接地狀態(tài)，則會導(dǎo)致直流電流開關(guān)跳閘、電池損壞和爆炸。

4.5瞬時接地的危害。

4.5.1導(dǎo)致電壓波動。

當(dāng)瞬時接地發(fā)生時，直流母線偏離地面電壓，導(dǎo)致電壓波動。較大的電壓波動嚴重影響直流系統(tǒng)運行的可靠性。國家電力行業(yè)標準DL/478-2011《靜態(tài)繼電器保護與安全自動裝置通用技術(shù)條件》規(guī)定，繼電器的動作電壓應(yīng)控制在額定電壓的55%~70%。當(dāng)瞬時接地導(dǎo)致電壓波動超過55%時，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)另一個接地故障點時，保護裝置會拒絕動作，導(dǎo)致電力事故。

4.5.2可能導(dǎo)致兩點接地。

阻值較低的兩點接地會直接導(dǎo)致保護裝置的誤操作，危害極大。由于其不確定性，瞬時接地難以消除，消除周期長。另一個接地故障點會導(dǎo)致兩個接地故障。因此，需要及時消除瞬時接地，消除隱患。

5.直流系統(tǒng)接地處理。

5.1測量接地電壓，確定接地極和接地性質(zhì)。

5.2檢查是否有維修人員在直流電路上工作或啟動直流負荷。

5.3有備用高頻充電器時，可暫時退出高頻充電器，判斷故障點是否在高頻充電器內(nèi)。如果是這樣，退出高頻充電器并投入備用高頻充電器。

5.4用直流系統(tǒng)接地探測器帶電或瞬時斷電。正常情況下，機組控制直流系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)繼電器室直流系統(tǒng)和110kV網(wǎng)絡(luò)控制直流系統(tǒng)不允許瞬時斷電。

5.5天氣不好時，先拉室外設(shè)備，再拉室內(nèi)設(shè)備。強風(fēng)雷雨時，不得切斷開關(guān)控制，以保護電源。

5.6此外，做好直流電源管理工作。

首先，應(yīng)保證直流電源的設(shè)計、安裝和調(diào)試的質(zhì)量。①根據(jù)電力裝置的實際情況，繼電器安全裝配器的電源應(yīng)符合先進的概念，特別是相關(guān)規(guī)范和制度的要求，直流的容量應(yīng)滿足問題發(fā)生后能夠承受最嚴重傷害的負荷要求。②在安裝和調(diào)試過程中，不僅要按照相關(guān)規(guī)定的要求進行，還要對相關(guān)細節(jié)進行具體分析，特別注意可能出現(xiàn)的直流接地部分，并采取有效的預(yù)防措施，防止接地問題再次出現(xiàn)。其次，應(yīng)注意直流裝置的日常維護需求。技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)相關(guān)工作程序和步驟進行維護，并根據(jù)具體情況和需要對電池進行充放電，以確保電池容量能夠滿足工作需要。此外，應(yīng)更換不能正常供電的電池，特別是不同時間的電路。對于不同的直流裝置，應(yīng)定期監(jiān)控不同的電路。特別是要增加室外裝置直流裝置不導(dǎo)體問題的監(jiān)測頻率，以斷電環(huán)路為監(jiān)測重點。

結(jié)語

直流電源在電力系統(tǒng)中的作用非常重要，本文重點分析了直流對保護裝置的影響，在什么情況下可能導(dǎo)致保護誤移和拒絕，從而更好地為運行維護人員提供參考，有利于更好地保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。