任磊
国网山西省电力公司检修分公司 山西太原 030000
摘要：低压直流系统是特高压换流站重要组成部分之一，为站内换流阀、换流变压器、水冷系统等设备的信号、测量、控制保护等二次系统提供稳定可靠电压，其运行可靠性关系到换流站正常工作，出现严重故障将直接威胁到整个换流站的功率输送。低压直流系统外接负荷种类多样、回路复杂，因此其工作稳定性极易受外界因素影响，如二次接线老化松动、元件受潮引起绝缘降低、小动物破坏等，都会引发直流系统故障。直流接地故障是最常见的一种直流系统故障，易造成直流操作电源短路，引起保护设备误动作。因此，深入分析低压直流系统故障原因并提出针对性措施降低故障率，对保证特高压换流站安全稳定运行具有重要意义。
关键词：特高压；换流站；接地故障
本文以某换流站一起低压直流系统接地故障为例，介绍该直流接地故障产生原因及处理过程，有针对性地提出改进建议，为换流站运维检修人员快速处理故障、降低直流接地事故率提供参考。
1 故障概述
2019年6月6日7点38分，某换流站后台报“极1高端阀组直流充电机EA112屏II段绝缘故障”“II段直流系统故障”。现场检查充电机屏发现就地报“B段母线正接地故障”，事件列表见表1。
表1 故障事件列表
故障发生时，极1高端阀组处于停电检修状态，极1高端保护小室无工作；故障发生前，该站连续暴雨约12小时。
2 故障排查及分析
现场查看后台及EA112屏告警信息，屏柜显示正母绝缘约为7.7kΩ，正母对地电压为43.3V，负母对地电压为191.1V。根据现场天气情况初步怀疑故障原因为暴雨导致电缆受潮，进而造成绝缘下降。
使用直流接地故障测试仪，对EA112屏的各支路进行检测，发现直流接地故障来自极1高端YY换流变接口屏B支路。在换流变接口屏上进一步排查定位，最终定位到故障来自该屏柜到极1高端YYC换流变汇控柜的信号回路的公共端回路。
在接口屏内断开该公共端的端子到汇控柜电缆后，正母绝缘故障信号消失，EA112屏报负母绝缘故障，此时正母接地电阻为31.2kΩ，负母接地电阻为40.0kΩ。
对该屏柜的所有信号回路进行排查，排查导致负母接地的故障点位置，方案为在接口屏的端子排上逐一断开所有信号线，如图1所示。当X161:15对应的所有信号线全部断开后，故障仍未复归；继续断开X161:15对应的A203-D7板卡的所有信号线后，故障未复归；继续断开X161:15对应的A203-D6/D7/D8板卡所有信号线后，故障复归。随后逐根恢复信号线，最终发现有8根信号线会导致报警，且该8根线无明显规律。
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根据当前收集到的信息进行理论分析，由于故障是暴雨后忽然发生的，未见发展也未复归，因此最大的可能性是单一元件故障而非多重故障，故障亦为永久性故障。根据故障现象判断可能为正母公共端在汇控柜到本体之间存在较严重的对地绝缘故障，同时由于部分元件常开接点内部绝缘电阻较小，因此断开公共断后，系统会判断出负母故障。如图2所示，正电断开前报出的正母接地电阻为R3，正电断开后报出的负母接地电阻为R1+R2+R3，由于采样板卡的负电均来自机箱，因此对地绝缘下降也会影响到不使用X50:3作为公共端的信号线上，但均限制在YY换流变接口屏B的A203机箱范围内。
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根据上述分析，从X50:3接点向下采用制造断点（断开接线）的方式寻找故障来源。首先断开X50:3，正母故障复归，报负母故障，判断汇控柜到接口屏的电缆绝缘正常。随后从X50:3往下排查所有并接的回路，根据图纸找到所有接点（34处），并在汇控柜中找到元件的公共端制造断点（打开拨片），逐一进行排查。在打开网侧首端套管轻瓦斯告警对应的公共端X54:13拨片时，EA112屏正母故障复归，随后打开信号线X54:14拨片，所有故障均复归，判断故障来自此回路，如图3所示。
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打开极1高端YYC换流变网侧首端（高压）套管瓦斯继电器接线盒（如图4所示），发现盒内严重进水，最终判断故障原因为接线盒进水导致套管轻瓦斯接点接线柱对地绝缘故障。
3 故障处理及防范措施
发现故障原因后，根据设备厂家建议，不使用热风枪，而采用自然风干的方式，对瓦斯接线盒进行干燥处理。处理后，故障回路绝缘恢复正常，现场未再发生绝缘低报警，直流接地故障消除。根据现场故障处理情况，提出以下防范措施。
(1）当出现直流接地故障时，应结合天气因素进行故障处理，在阴雨天建议从户外端子箱、接线盒等开展排查。
(2）对户外端子箱、接线盒等易进水设备开展开箱、开盖检查，确保防潮性能、密封性能正常，若存在渗水隐患则应加装防雨罩。
4 结语
本文介绍一起换流站内因暴雨引起瓦斯接线盒进水而导致直流系统接地故障的案例，阐述了故障处理过程并总结了防范措施，有利于保障低压直流系统安全稳定性，对换流站内运检人员故障排查处理具有一定的指导意义。
参考文献
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