郭帅 李涛 林益茂 吴建波 丁文婷

【摘要】直流分压器在运行过程中发生故障或异常将导致高压直流输电系统极闭锁，严重时会导致大面积电网停电事故。针对这一问题，本文结合直流分压器在以往的运行过程中出现的故障、产生的后果及采取的措施，指出了目前传输回路采用电缆接线方式的直流分压器存在的隐患并提出了整改建议。

【关键词】直流分压器;隐患;极闭锁

一、直流分压器典型异常及措施

（一）问题一

1.问题表现

直流分压器外绝缘闪络放电，曾造成两座换流站各单极闭锁1次。原因为外表面积污严重，表面憎水性劣化，在大雾等恶劣天气下闪络放电。

2.采取的措施

要坚持逢停必扫的原则，并密切关注直流分压器的积污程度，在恶劣天气下发生放电时应及时申请降压运行;要定期进行污秽程度和憎水性检测，发现憎水件劣化后，要及时采取喷涂PRTV和外绝缘加装伞裙等措施。同时，在工程设计阶段要充分考虑污秽情况和运行条件，适当增加绝缘裕度。

（二）问题二

1.问题表现

直流分压器二次回路绝缘降低故障发生1次，造成某换流站单极闭锁。原因为二次接线盒密封不严，产生凝露，致使二次回路绝缘电阻降低，二次测量值变化，欠压保护误动作发生单极闭锁。

2.果取的措施

要加强对直流电压分压器二次接线盒的防雨防潮管理，采取加装防雨罩、加热器、十燥剂等措施，并定期进行回路绝缘电阻测量，确保二次回路十燥、绝缘良好。

（三）问题三

1问题表现

直流分压器发生本体漏气故障1次，2010年9月某换流站发现极I极母线分压器SF6压力值逐步下降，随后进行了补气，使用SF6泄漏成像仪检查发现直流分压器一I，上部有渗漏点。初步分析原因为硅橡胶护套老化，导致储气筒和硅橡胶护套上出现裂纹，产生SF6气体泄漏。该换流站在利用年度检修停电时间对漏气直流分压器进行了更换。

2.采取的措施

直流分压器投运前要进行泄露检测，对于运行超过10年的直流分压器应利用停电时间进行储气筒和硅橡胶护套等部位老化情况进行检查，必要时进行更换。运行过程中要加强直流分压器SF6压力监视，定期进行SF6压力参数抄录并进行对比分析，在环境温度变化较大时也应进行SF6压力对比分析，分析过程中发现直流分压器SF6压力降低应结合带电检测手段进行检测。

（四）问题四

1.问题表现

2015年9月，某换流站近区遭受雷击，雷电流通过主接地网泄流，导致站内极母线直流分压器与接地网连接处电压升高，电压波形类似雷电过电压，同时造成极I、极Ⅱ直流分压器二次分压板避雷器击穿、未能熄弧，测量电压快速跌落，进而引起直流线路欠压保护动作导致双极同时停运。

2.采取的措施

第一，在二次分压板避雷器回路中串联压敏电阻，可使换流站近区在遭受与直流线路同极性雷击时，极母线直流分压器二次电压残值保持在直流线路欠压保护动作定值之上，保护不会动作。

第二，在二次信号电缆屏蔽层应外屏蔽两端接地、内屏蔽在直流场单端接地，且两端屏蔽层均需可靠接入等电位地网。将电缆内屏蔽层进行单端接地，可有效降低电磁感应电压，将电缆外屏蔽层进行双端接地可以起到对于雷电感应过电压带来的变化电场造成电磁十扰防护，且屏蔽层LS/RS越大，地网接地电阻越小，屏蔽效果越好。

二、直流分壓器目前运行中存在的隐患

以江陵换流站直流分压器运行情况为例，江陵换流站的直流分压器分为极母线直流分压器（测量直流极母线电压UDL）和中性母线直流分压器（测量中性母线电压UDN）。它们的测量通道配置情况见图1。

江陵站极I和极Ⅱ极母线直流分压器分别安装于极I极母线区域和极Ⅱ极母线区域;中性母线直流分压器分别安装于极I阀厅和极Ⅱ阀厅。两台极母线直流分压器分别采集极I和极Ⅱ直流极母线电压，两台中性母线直流分压器分别采集极I和极Ⅱ直流中性母线电压。以极I为例，极I极母线直流分压器本体和中性母线直流分压器是单一设备，从分压板（PS844Y）开始采用冗余配置，两个分压板分别送往直流控制保护系统A、直流控制保护系统B。直流控制保护A、B系统同时运行，任一套故障退出运行都不会影响直流系统正常运行。只有A、B两套系统均故障退出运行，控制系统才会发命令闭锁直流系统。从分压板到直流控制保护的测量回路中任一元件故障都不会导致直流系统强迫停运。直流分压器至B系统的测量回路由极I直流场接口屏A内的端子排并接引出，并接处采用了专用封片，可靠性高。直流分压器本体及其二次端子故障概率较小。若直流分压器二次端子至极I直流场接口屏A之间的测量回路故障，则可能导致极I直流系统强迫停运。

ABB公司在直流分压器信号传输回路采用电缆接线方式的龙政、江城、宜华、复奉、灵宝单元I等直流工程中，当直流系统在运行时，禁止在A、B任一系统的PS844板卡及其与直流分压器之间的回路上进行任何工作。因为直流分压器二次侧采用电阻分压的方式，两套系统的相关回路都为其二次负载，即使处于检修状态的相应回路开路或短路，也会导致另一系统直流电压测量值产生变化，影响直流系统安全稳定运行甚至造成直流极闭锁。该现象也违反了《国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施》第5.1.10条“直流分压器对应各冗余控保系统的二次测量板卡宜独立设计且相互隔离，单一模块或单一回路故障不应导致保护误出口。”，建议利用停电机会进行技改，提高高压直流系统运行可靠性。