直流電源在電力系統中的作用

來源:投稿網 時間:2024-03-14 10:00:03

簡介：直流系統由于應急電源、信號設備、斷路器開關操作、自動控制設備，提供電流電源服務，使系統電源處于安全狀態，因此，直流系統不僅用于變電站，廣泛應用于水電廠、火電廠。但隨著電網規模的復雜性，直流系統在運行過程中不可避免地會出現故障，不能保證電網的安全。為避免這一問題，應加強直流系統的日常維護，并采取有效的接地處理方法。

1.直流系統接地的概念。

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，二次電路和設備嚴重污垢和潮濕，端子箱進水，可能導致室外直流系統絕緣降低，導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，導致直流接地故障。老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電電路，導致接地；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，導致接地。

3.4電池本體漏液或接地。

3.5整流柜內部電容、電路板等原件故障導致直流系統絕緣降低。

3.6直流系統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，監測和發現瞬時接地故障變得困難，對瞬時接地監測的技術要求相對較高。

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備和自動設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，自動設備裝置運行異常。

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

4.3在某些特定情況下，單點接地也會導致繼電器保護裝置故障，從而影響電力系統運行的穩定性。大量的例子表明，電力系統中的直流母線對電力系統中的電容器有很大的影響。隨著我國科學技術的發展，變電站的功能越來越全面，結果也越來越復雜。繼電器保護裝置中的微機控制、自動化設備、監控管理設備均由直流供電。但當微機操作設備接入電力系統時，電力系統中的直流負荷會減少，微機設備需要使用DC和DC電源模塊來確保電源的穩定性。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電源對相關設備的影響。在電路中添加EMI時，正對地和負對地之間會有電容。由于電力設備中有大量的電源設備，電容器收集到直流系統后，地面電容器會迅速上升。如果此時出現單點接地問題，電容器會產生較大的充放電流，導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，必須嚴格預防。如果直流系統處于兩極接地狀態，則會導致直流電流開關跳閘、電池損壞和爆炸。

4.5瞬時接地的危害。

4.5.1導致電壓波動。

當瞬時接地發生時，直流母線偏離地面電壓，導致電壓波動。較大的電壓波動嚴重影響直流系統運行的可靠性。國家電力行業標準DL/478-2011《靜態繼電器保護與安全自動裝置通用技術條件》規定，繼電器的動作電壓應控制在額定電壓的55%~70%。當瞬時接地導致電壓波動超過55%時，當系統出現另一個接地故障點時，保護裝置會拒絕動作，導致電力事故。

4.5.2可能導致兩點接地。

阻值較低的兩點接地會直接導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.直流系統接地處理。

5.1測量接地電壓，確定接地極和接地性質。

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。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、網絡繼電器室直流系統和110kV網絡控制直流系統不允許瞬時斷電。

5.5天氣不好時，先拉室外設備，再拉室內設備。強風雷雨時，不得切斷開關控制，以保護電源。

5.6此外，做好直流電源管理工作。

首先，應保證直流電源的設計、安裝和調試的質量。①根據電力裝置的實際情況，繼電器安全裝配器的電源應符合先進的概念，特別是相關規范和制度的要求，直流的容量應滿足問題發生后能夠承受最嚴重傷害的負荷要求。②在安裝和調試過程中，不僅要按照相關規定的要求進行，還要對相關細節進行具體分析，特別注意可能出現的直流接地部分，并采取有效的預防措施，防止接地問題再次出現。其次，應注意直流裝置的日常維護需求。技術人員應根據相關工作程序和步驟進行維護，并根據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，應定期監控不同的電路。特別是要增加室外裝置直流裝置不導體問題的監測頻率，以斷電環路為監測重點。

結語

直流電源在電力系統中的作用非常重要，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的穩定性，確保電網的安全穩定運行。