大唐陕西发电有限公司旬阳水力发电厂 陕西省安康市 725700
摘要：在社会经济高速发展过程中，水力发电厂发挥着重要作用。水力发电厂直流系统具有一定的复杂性、综合性，很容易在运行中因为操作不当、设备老化、天气等因素发生熔断、跳闸等问题，严重时还会直接影响发电厂的安全隐定性，带来一定的安全隐患，为此，在实际工作中，加强对直流系统故障原因的分析效率显得尤为重要。下面就将对水力发电厂直流系统故障分析和处理的相关内容进行详细阐述。
关键词：水力发电厂；直流系统；故障分析与处理
引言
水力发电厂直流系统主要为保护、控制、调速器、测量、励磁、事故照明等提供操作电源。直流系统的可靠与否，对发电厂的安全稳定运行起着至关重要的作用，是发电厂正常运行的重要保证。当发生直流一点接地时，并不会对直流系统带来重要影响，其危害主要在于此时再有一点接地，除会造成保护装置、安稳装置、控制系统、操作机构等误动、拒动外，还可能造成直流回路保险的熔断，使保护及自动装置等的控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些电器设备短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大，所以直流系统接地故障检测作为系统正常运行的保证正在日益受到关注。
1水力发电厂直流系统作用
对于直流电源来说，其不仅是场内微机保护、调速及自动控制系统主要电源，同时也是机组起励、信号装置、事故照明、开关分和闸操作和计算机监控系统主要电源。因此，直流系统在不接地的情况下，其运行时间不能超过两个小时，一旦发生接地就应该及时找出相应原因，避免两点接地发生接地，同时在运行过程中应该尽量避免直流系统回路装设与生产无关负载。这样在电厂中使用直流系统，可以保证其稳定、可靠、连续供电，也能更好的对事故进行处理和命令执行。因直流系统自身安全可靠及安全性直接影响整个系统安全，尤其是对回路进行控制和保护过程中，直流系统故障引发的故障隐患更大。在这种情况下，直流系统必须保证自身稳定和可靠，才能更好的发挥作用。
2水力发电厂直流系统故障分析
由于直流系统具有复杂性，通过对直流系统实际应用的观察，可以将故障问题概括为系统故障、接地损坏故障这两方面。
造成系统故障的原因主要有：回路瞬间或者长期处在接地状态下导致的系统故障；回路材料质量和性能不合格，在使用过程中会出现严重磨损导致的系统故障；回路或者设备受到环境的影响或污染，导致绝缘盒出现不同程度的损坏，如潮气侵袭等，或者降低绝缘性能造成的故障；人为作用下，金属元件出现脱落导致的直流二次故障；在线路设置时，元件连接方式不正确也会引起系统故障。
造成接地损坏故障的原因有：一是由于变压器瓦斯继电器位置出现接触不严、防水性能减弱，使得接地绝缘损坏；二是端子可能会出现受潮情况，造成接地损坏；三是由于电缆芯线质量不佳、机械力度小，在外力作用下出现接地损坏现象；四是由于施工中操作失误造成的接地损坏；五是电磁阀在应用过程中存在的渗水问题导致接地故障；六是直流线与裸露直流母线存在的短路现象造成的故障。
3水力发电厂直流系统故障处理措施
在查找水电直流系统故障的时候，应该对其直流故障进行排除，毕竟其是引起接地故障中主要原因。正常情况下接地为止并不是一个点很可能是两个点或是多个点。因检查过程中可能会受气候、电缆损坏、设备绝缘或不知名因素的影响，而使环境变化较大。在这种情况下，可以采用拉回路方法或是直流节点选线监察装置检测法进行相应在线监测。拉回路作为简单的方法，其在实际应用过程中就是将回路直流电源关闭大约三分钟作用，一般按照信号电路、照明电路、再操作回路或保护回路等进行操作。
但是在操作过程中常会因二次系统施工或回见过程中出现的问题，而使回路形成不正常闭环回路问题，一旦出现这些问题就会加大接地故障查找难度。再加上微机使用过程中不能突然断电，在使用这种方法过程中不能更好的对回路进行控制和保护，甚至产生重大事故；在使用直流选线监察装置进行检测的过程中，其最大的优势就是能实现在线监测，一旦直流系统中出现故障，其就会在微机屏幕上现实接地回路编号，以便更好的解决故障问题。但是其在实际应用过程中即便能对回路和支路进行监测，但是也不能更好的判断接地为止。因此，这种方法检验精度仍有待于提高。也可以用逐段排除法来排除故障。直流系统在实际运行过程中，先让直流负荷测流进行联络运行，之后再对回路环路开关进行选择，当确定支路之后再用拉路法对其进行处理，以便更好的排除故障。在对短路进行排查的时候，最好以跳闸开关及保险器熔断情况进行分析并对其进行隔离供电。但是当故障点尚未排除的时候，最好停止对其进行送电。当设备不能进行自动运转的情况下，应该进行手动操作。
4故障案例分析
值班期间监控系统报警：直流系统故障、X#机组直流系统Ⅰ段直流系统接地、X#机组直流系统Ⅱ段直流系统接地，随即复归。现场检查X#机组直流绝缘监测仪显示：Ⅰ段正母线对地电压40V，负母线对地电压−190V，正母线对地绝缘17kΩ，负母线对地绝缘999kΩ；Ⅱ段正母线对地电压180V，负母线对地电压−50V，正母线对地绝缘999kΩ，负母线对地绝缘18kΩ，且上述示值均呈不规律变化。Ⅰ、Ⅱ段正负母线对地绝缘值交替显示绝缘有降低，但所有支路绝缘均未报警（初步判读为非金属性接地，故监测仪未判断到具体接地支路）。检查该直流系统所带相关机组单控室绝缘监测仪情况与上述一致（正常时绝缘监测仪状态：正负控母线绝缘999K，正、负母线电压110V。母线有接地时，绝缘及电压数值均降低）。
现场处理故障，遵照处理原则选择接地线时有个反复验证的过程，比如断开某开关后，接地消失了，再合上、断开该开关一次后，仍会显示接地存在，这很可能是监测仪自身的缺陷导致的，此时将绝缘监测仪重启，接地就会消失。发生直流系统接地后，出现接地信号在接地点断开后还不能复归的现象，系因直流系统盘柜上的绝缘监测装置自身缺陷导致进入报警死循环，可将绝缘监测仪断电重启，即可恢复正常。因此，要通过绝缘监测仪判断是否有接地，要及时进行重启，以免造成误判断。
检查接地故障时所做的安全措施：①监控系统相应机组保护画面机械事故及电气事故软连片退出；②发电机出口开关失灵保护退出；③两路总直流开关可以同时断开。运行中的机组，断开关时必须要保证有一路变压器保护和冷却器直流电源合闸，同时要考虑机组中其他重点供电负荷是否存在失电风险。
综合考虑上述因素，现场最先检查出X#机组单控室直流母线绝缘较低，其他相关机组正常，由于绝缘降低需要个过程，故初步判断故障点很可能就在最开始机组直流绝缘有降低的那台机组，即X#机组。当时因为两段直流母线的正负母线交替且不规则的均报接地，给判断造成了一定干扰，怀疑是绝缘监测仪本身的问题。后来经过重启观察，大部分时间是X#机组Ⅱ段负控母线绝缘降低。将绝缘监测仪接线甩开后单独测量母线电压，负控母线的电压确有降低，约为−48V左右（正常的母线电压应是正、负110V）。通过单独测量母线电压的方法更准确地验证接地点。
结语
伴随着我国电力行业的快速发展，电力系统开始向着超高压、大容量的方向迈进，这在一定程度上也提高了对电厂直流系统的维护要求。相关部门或企业有必要加大对直流系统维护的关注力度，结合实际情况，运用合理的检测维护方式，减少故障的产生，进而增强直流系统运行的安全稳定性，维护电厂运行的可靠性。
参考文献
[1]董德,魏林邦,江雨等.水力发电厂直流系统故障分析与处理[J].电气技术,2017,18(06).
[2]邓朝君.大源渡发电厂直流系统的运行与维护探讨[J].发电厂机电技术,2011