张运强
国网山西省电力公司检修分公司 山西省太原市 030032
摘要：随着城市化进程的加快，人们生活水平的提高，对于电力系统提出了更高的要求，已经广泛开始使用高压直流输电系统。因此，本文主要分析某电网公司管辖范围内的换流站，依据换流站为实际案例来分析高压直流系统一次设备出现故障的特点，归纳、总结重复性典型缺陷、紧急中的缺陷、跳闸情况等，制定合理的解决措施。
关键词：高压直流；换流站；一次设备；运行故障
换流站中的一次设备包括断路器、绝缘子、避雷器、电容器等。为了保证换流站的正常运行，需要安排工作人员定期做好设备维护。但是由于作业环境、维修技术等因素的影响，维护工作中常常存在一些潜在的危险。近年来在维修作业中发生触电等安全事故的情况也时有发生。为此，我公司在分析这些维修危险事故成因的基础上，采用闭环管理理念，分别从维修前做好安全技术交底、维修时加强安全控制、维修后及时做好验收工作等方面，确保维护工作的安全。
一、换流站基本概述
高压直流输电系统基本上都是由高压线路、逆变站、整流站以及相关附属设备 （滤波设备、变压器、无功补偿设备） 等构成。在送端可以把交流电变为直流电，被叫做整流，然后在通过直流输电系统输送到受端，从而把直流变为交流电，叫做逆变，输送到交流受端中给用户提供使用。整流变换的送端叫做整流站，逆变变换的受端叫做逆变站。换流站包括逆变站和整流站。转流站设备主要包括交流场设备、阀厅设备以及直流场设备。
二、分析换流站一次设备运行故障的原因
（一） 分析开关类设备跳闸故障的原因
1. 开关闪络导致出现跳闸
出现故障:线路出现单相接地故障，形成主动保护，线路不能重合，跳开相关开关，致使开关出现失灵保护，会启动母差保护，出现母线跳闸现象。在系统出现故障的时候，相关人员会发现在故障开关的位置存在放电火光。相关人员可以发现，开关C相中的电容外绝缘中会存在一定的闪络问题，会击穿压环。出现上述事故的主要原因就是，开关处于不完整串上，安装避雷器的时候不能充分符合规范。导致雷击开关，形成外绝缘闪络，避雷器没有达到实际作用。
2. 开关绝缘拉杆松脱
故障现象:在给变压器进行充电的时候，开关合闸过程中，变压器B相会存在一定电压。测试的时候需要在检修情况下进行，分闸、合闸的时候，开关B相会出现50μΩ的回路电阻，可以表明不能实际分开开关，主回路还是能够导通。出现上述事故主要就是因为，解体检查开关，主要就是由于开关绝缘出现拉杆松脱导致的。从以下两方面分析:一是，设计绝缘拉杆的时候，没有合理的螺旋连接形式，工作缸会给绝缘拉杆带来一定的旋转力矩，但是不能确定实际方向，长时间运行以后，十分容易导致脱落绝缘拉杆接头和铝接头。二是，利用环氧树脂粘接剂连接铝接头和绝缘拉杆接头，这种材料质量不是十分良好，使得不能符合实际粘结强度，不能具备一定的固化强度，长时间运行以后，会出现老化，从而导致脱落绝缘拉杆。
（二） 分析平抗类设备跳闸故障的原因
故障状况:换流器I级直流母线出现差动保护，直流I级跳闸。进行现场检查的时候，平波电抗器套管螺帽被冲开，出现局部烧伤的问题。出现上述问题的主要原因是检查烧坏或者脱落平波电抗器末屏引线以后通过末屏连接孔会把SF6全部漏光。是由于不能连接好套管内部末屏和电容表面芯子接地铜带，导致绝缘套管内部会悬浮一定的接地铜带，促使十分容易击穿电容表面末屏。
三、防范措施
（一） 开关类设备
第一，在设计不完整串开关的时候，需要合理分析绝缘配合以及计算入侵波的过电压，充分分析处于热备用情况下两个开关的雷击入侵波过电压。
第二，为了可以不断增加设计不完整串开关实际的耐雷情况，需要把避雷针合理的放置在开关附近护着可以把避雷针安装在线路杆塔上。
第三，把PRTV涂料喷涂在不完整串开关上，以便于能够增加防雨闪和污闪的能力。
（二） 油浸式平抗类设备
第一，提高记录和巡查套管的压力，定期对SF6进行微水测试。
第二，定情清扫套管，保证一定的清洁，避免形成积垢闪络。例如如果具有低于实际标准的套管伞裙间距，此时需要及时实施橡胶伞裙套等方式，避免大雨闪络和污秽闪络。
（三） 避雷器类设备
核对变电站中避雷器线路进线防雷实际水平，相关线路检查完以后需要一定的校核报告，并且对于不合理的要重新计算，对于那些改进和新建的输电线路，在进行验收的时候，需要及时检查变电站内部防雷计算报告以及避雷器设计情况，合理的选择型号以及安装位置，如果问题严重，需要及时更换。
（四） 交流滤波器类设备
第一，在低温雨雪天气情况下，需要密切关注覆冰实际情况，如果发现异常需要及时做出停电处理。
第二，在设计高压端电容器端管母线的时候，需要合理分析母线和电容连接的实际走向，避免由于损坏电缆导致击穿输电系统，出现短路故障。
第三，提高检查和维修电容器电缆连接的力度，及时更换开裂和破损等绝缘电缆，并且对于一些始终存在于危险区域电缆应该及时安装热缩套管，提高绝缘防护力度，并且保持足够的金属构架、电缆、电外壳的距离。
（五）维护作业中严格加强安全控制
第一，人员安全控制。参与一次设备维护的所有工作人员，都必须严格遵守本公司的设备维护制度和本小组制定的维护方案，强化危机意识，坚决杜绝不规范操作行为，既要保护自身安全，又要顺利完成维护任务。进行高压带电设备的检修维护时，除了维护人员外，现场还应当安排监护员。其作用有二：一来是可以作为现场指导，杜绝误操作行为，二来即便是发生安全事故，监护人员也可以采取应急措施，将危险后果降到最低。维护人员自身也要基于工作经验，形成良好的作业习惯，将人为因素导致的安全事故降到最低。
第二，设备安全控制。如上文所说，换流站中一次设备的种类繁杂，且不同设备的检修与维护策略存在较大差异，这对维护人员的专业技能是一种考验。为了防止一次设备突发故障对维护人员的安全造成威胁，应当加强一次设备的安全控制。例如，对于高压带电设备，维护前必须要进行断电、放电，使用仪器检测确定无电后方可进行操作。对于普通设备，出于安全考虑，也必须穿戴好绝缘工具，才能进行维护作业。在维护作业前、维护完成后，都要记录一次设备的相关参数，可以动态掌握设备运行工况。
第三，检修器具安全控制。近年来，换流站维护工作中各类辅助工具、仪器的使用越来越频繁。这些检修器具的应用，在为工作人员开展维护作业提供便利的同时，也带来了一定的安全隐患。为此，加强检修器具安全管理也成为进行危险因素控制的一项重要工作内容。例如，每次检修作业开始之前，工作人员必须对本次维护所用的各类器具，进行一次全面的检查，确保这些器具都能够正常使用。另外，现场开展维修时，应当注意设置警示标志，无关人员不得靠近维护现场，彻底排除危险因素。
结束语
总而言之，换流站具有很多一次设备，并且种类比较复杂，设备运行维护的能力、设备工艺水平、检修设备的能力都会在一定程度上影响直流高压输电系统的整体稳定安全运行。在充分研究和分析一次设备故障的重复性故障、具体型号等，从而提出合理的维护和防范方法，保证可以提高系统整体运行的安全性。
参考文献
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