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摘要：变电站是输电系统的重要组成部分，其运行的稳定和安全性将直接影响输电的效率。只有对直流系统的故障快速准确地做出诊断并消除，才能确保电力系统安全的运行，因此，做好变电站直流系统故障检测和防范具有重要的现实意义。
关键词：变电站；直流系统；接地故障；快速定位；防范措施
1直流系统的构成
众所周知，变电站直流系统由母线、电源与馈线等元件所构建。直流电源涵盖充电装置与（可充电）电池（Rechargeable）Battery，而馈线由主干线和支馈线所组建。（可充电）电池一般经大量蓄电池（StorageBattery）串联，直流系统电压越大，那么所需的蓄电池就越多；直流系统输出的电流越高，那么所需并联的蓄电池支路就越多。蓄电池并接在充电装置的直流输出端，以恒压充电方式工作。正常状态下，充电装置充电时，（可充电）电池满容量地处于备用状态，也就是浮充状态。充电装置不仅可以为（可充电）电池补偿功率损耗，同时还可以确保恒定输出电压与恒定输出电流的调节。（可充电）电池与充电装置的输出都并接至直流母线，直流母线汇集直流电源输出的电能，同时经相关直流馈线传输至下属直流回路。
2变电站直流系统故障分析
2.1直流系统组成元件故障
充电模块是直流系统运行中较为重要的部分，主要会发生通讯中断、保护动作、不均流和充电模块故障等。一般充电模块在正常的工作状态下，都是均流的，但是，在发生故障时充电模块就会出现不均流的工作状态，从而使得直流系统出现故障。
直流系统监控器是充电机装置发展到高频开关电源阶段后出现的一个新型装置，主要以计算机为核心，加强了充电机的控制和保护功能，以及直流系统的管理和监测功能，及时将直流系统的运行状态、运行数据上传至变电站的后台监控系统中。如果监控装置出现问题，当直流系统出现故障时，就难以被及时发现，问题的恶化可能会对直流系统造成更为严重的影响。监控装置的问题主要体现在设备故障和信息数据的传输方面，出现问题时需要进行故障设备的更换。
变电站的直流系统采用不接地系统，当其发生两点接地时很可能会导致继电保护误动、拒动或是直流电源短路。因此，对直流系统绝缘的监测和直流接地的处理是直流电源运行的一项重要内容。直流系统的电缆线路走线遍布变电站内的各个地理位置，在运行的过程中很容易受到环境和人为因数的影响，绝缘受损甚至发生直接接地的机会较多。所以，目前变电站中，一般都配备了直流绝缘监测装置，以保证发生直流接地时能够发出报警，并及时处理接地故障，防止故障扩大并引起后果。绝缘监察装置故障的出现与监控装置相类似，一般是设备故障，而处理起来也比较便利，找到问题所在设备并进行更换，就能保证直流系统运行的稳定。
2.2直流系统二次回路故障
近年来，我国对变电站内部结构和系统进行了一定的更新，但在改造和扩建的过程中容易出现变电站直流接地、装置故障等问题，若对这些故障没有进行及时的排除，将进一步引发线路过载，导致严重的事故。二次线路之间也会由于交流回路走线，导致直流系统出现负载故障，从而影响保护装置的正常运行。在直流系统二次回路中，线路之间也会由于绝缘层老化严重而出现问题，轻则出现漏电、绝缘降低等现象，重则会造成较为严重的火灾，影响电网的安全运行。
直流系统二次接线，受外界环境、人为操作和设备等因素的影响比较大，对于直流系统的运行有着很大的安全威胁。在较为恶劣的天气环境下，复杂的线路会出现较严重的漏电现象。人为操作的不规范也会影响直流系统，一些线路接线的不准确与安装都是工作中需要重点关注的问题。设备对于直流系统的运行有着直接的影响，设备运行出现问题不仅会降低直流系统运行的效率，还会带来很大运行风险。
2.3直流系统的接地故障
变电站系统中的直流网络在结构和线路上都较为复杂，因此也是变电站系统中最容易出现故障的环节。直流系统中最常见的故障包括以下几种类型：按照线路的接地点分，直流接地分为单点接地和多点接地；按照线路的极性分为正、负接地，按接地性质直流接地将分为直接接地和间接接地。在这些接地故障中，容易造成严重危害的接地类型为双点接地，而最常见的接地类型是单点接地。
当直流电路中发生单点接地时，线路无法再形成完整的回路，虽然对继电保护设备没有直接的影响，但直流系统的监控系统还是会发出一定的警告。若此时，系统中又有一处发生接地故障，这时就会导致电路中出现两点接地的情况，这将导致电路短路，进而引起熔断器熔断或重要电源开关断开，如开关或刀闸失去操作电源，自动化及保护装置二次控制回路没有电源，这时需要立即采取措施，快速查找故障，否则电网安全将受到威胁。
3直流系统接地故障快速定位技术
对绝缘监测设备可以选出接地支路的故障，运行工作者在第一时间可利用拉合馈线空开检查接地信号有无消失，进而分析选线结果的合理性，同时第一时间隔离故障支路，避免故障进一步发展，在二次检修工作者到现场后经电位测量举措检查定位故障点，在此基础上处理故障。如果选出的支路无法客观地体现故障点，那么就要第一时间告知二次检修工作者尽快到现场予以检查。二次检修工作者要利用检查绝缘监测设备去检查故障支路，在此基础上对故障予以处理。
在绝缘监测设备显示结果为母线对地绝缘下降，处于负失地状态，即可断定为母线接地故障。母线接地故障具有查找难度大的特点，要经拉路法（PullRoadMethod）和分段隔离法等明确检查定位接地区域。
拉路法：在一定的时间范围内渐渐地拉开各馈线低压断路器，进而明确接地故障所在支路。在使用拉路法的过程中，要事先上报运维与调度系统，遵循“先户外后户内、先信号回路后操作回路”的基本原则进行。断开支路低压断路器的时间要控制在3s之内，不论有无接地，都要第一时间予以恢复。
在采用拉路法依然不能明确接地支路的情况下，要采取直流系统构成使用分段隔离的措施对故障点予以全面的排查，要检查直流母线外观有无异物造成直流母线绝缘降低，在此基础上，经轮流退出充电装置、（可充电）电池等方式分析故障点有无出现在充电装置及蓄电池上。同时要检查直流母线运行模式，明确是否存在环供问题。如果以上方法均不能明确故障点，那么就要检查直流系统有无互串及寄生回路等问题。如果断开充电装置，此段直流系统电压无显著变化，那么就能够明确存在两段直流系统互串的问题，经测量支路电流就能够定位互串支路。
4变电站直流系统接地故障的防范措施
加强变电运维工作者关于直流系统的培训，让相关工作者掌握直流系统的构成，了解不同厂家装置的操作形式，对于绝缘监测设备可以选出具体支路的接地故障，可经拉路法准确定位，在检修工作者未到达现场时有效做好隔离，避免故障进一步发展。
变电检修工作者在变电站建设的过程中，要予以有针对性的验收把控，依附于指标化验收作业卡验收，侧重于充电装置工作状态检查、蓄电池充放电试验、直流馈线接入前绝缘测试以及绝缘检测设备选线功能等测试。同时要进行直流馈线低压断路器标识检查，保障蓄电池与充电装置的稳定运行。绝缘监测设备参数要依附于指标进行设置，直流馈线绝缘水平匹配于相关标准，在出现直流接地故障时，绝缘监测设备可以精准地选出故障支路；验收过程中，一定要控制直流馈线的接入，针对状态指示器及带电显示器等容易出现故障的装置，可通过交流电源替代，尽可能避免使用直流电源，进而缩小直流系统供电范围，控制故障发生率。
结论
直流系统故障会对电力生产造成很大的影响。其防范措施涉及到运维工作的方方面面，运行人员在实际操作、日常维护中，要严防直流接地的情况，正确使用万用表测量出口压板等，避免出现误碰情况。在系统运行中，不仅要保证直流系统安全稳定的运行，还需要对系统各方面的功能进行合理的优化，减少系统在运行过程中问题的出现，促进电力生产更好的发展。
参考文献
[1]张金亮,曾彩凤.变电站直流系统运行与维护的探讨[J].硅谷.2013(21).
[2]杨莉敏.浅谈变电站直流系统的运行维护[J].科技创新与应用.2014(35).