分析直流电源的故障及其对策

金红波

(安阳中联水泥有限公司，河南 安阳 455133)

一 引言

直流电源，即DC power，它是一种能量转换装置，通过把其他形式的能量转换为可以给电路供电的电能，并且该电流是稳定流动的。直流电源是电力系统当中十分重要的组成部分，并且，系统能否正常、稳定、安全的运行，都与直流电源有关。直流电源广泛的应用于各行各业，比如大型的发电厂、变电站、水电厂等等，除此之外，还有在一些二次回路的仪表当中、某些装置当中的用电装置都是需要直流电源来作为供电电源。但是，众多的运用或多或少的都会出现问题，而检修人员对此问题又没有十分重视，这样，直流电源在日常的维护和管理当中就会出现故障，甚至给日常的生产生活都带来了巨大影响。因此，如何处理直流电源当中出现的故障以及如何去维护直流电源，提高其使用寿命，就显得格外重要。

二 直流电源发展现状

20世纪50年代末开始，我国就开始自主生产直流电源产品，但是，直流高频开关的研究直到20世纪70年代才进行，到了80年代，才跟上世界的发展进度，与世界的发展水平保持同步状态，到了90年代后期时，我国的产品已经在国际当中享有很高的声誉，不次于其他国家的产品，其应用的领域也从原先的变电站、水电站、发电厂中扩充到了通信领域、家用电器、军工项目等当中，一些院校也开始了这方面的研究，并且培养出了大量的技术人才。

虽然我国的技术水平与世界上其他国家不相上下，但是我国的产品质量，却与国际上的存在很大差距，尤其是大功率的直流电源，仍然采用可控硅作为相控电源，而大专院校虽然已经开始这方面的研究，并且也取得了很不错的结果，但是其研究成果并没有转化成批量生产。目前，在国内市场当中，政府已经做出了一些调控措施，通过引进、改进、吸收等方式来促进直流电源的发展，大力开发具有知识产权的直流电源技术和产品。

三 直流电源系统原理与作用

1.直流电源系统工作原理

在直流电源系统当中，主要包含以下几个部分:充电模块、控制单元、蓄电池、降压单元、直流馈电单元以及绝缘监测等。它主要是将两路的交流电源，通过进行切换操作后，将其变为一路交流电源，然后在给各个充电模块进行供电。而这里的充电模块的主要是将交流电变为直流电，然后给蓄电池进行充电和给负责供电，在供电的过程当中，就需要用到降压单元，在整个过程当中，还有监控单元监督整个过程，利用通讯线将不同地方的信息采集后传输给一个固定的监控单元中进行处理，如绝缘监测，电池巡检等单元。

2.直流电源系统的作用

由于直流电源系统具有如下几个特点:①.直流电源的输出电压比较稳定;②.具有三个电源供电——蓄电池以及单个直流屏中含有二路交流输入(可以进行自动切换);③.系统出现故障而产生短路时，如果使用交流电，那么其电压必然会降低，这样就导致了二次控制电压也随着减小，如果这个电压十分低，那么就有可能出现断路器断不开的现象。因此，在信号设备中、自动装置、事故照明以及应急电源等地方，都普遍采用直流系统，并且，直流系统是一个独立的电源，它的工作方式不会受到发电机、系统运行情况等方面的影响，并且，当外部交流电出现中断时，蓄电池可以作为后备电源来为设备提供直流电源。比如在变电站中，直流系统的用电负荷是十分重要的，因此，对供电设备的要求也是比较苛刻，只有保证直流系统的稳定、可靠性才能保证变电站的正常运行。

四 直流电源系统常见故障

直流电源系统运行的如何会直接影响到设备能否稳定、正常、安全的工作。比如在变电站当中，直流电源系统是一个变电站的核心系统，因此，它的用电是十分关键的，在变电站中，自动装置、开关合闸回路以及继电保护都是以直流电作为供电电源的，因此，如果直流电源出现了问题，那么这些保护或者开关就会失去他们的功能，无法保护变电站，进而造成重大事故，甚至是威胁到整个电网的安全运行。而如果控制或者是检测系统出现直流电源失压时，那么维护人员就无法及时了解到整个变电站的工作情况以及设备的运行状态，当有意外发生时，也就不能及时的做出相应的措施来确保整个变电站的安全，因此，一旦发现直流电源系统出现失压问题时，必须马上采取相应措施来发现并解决故障，在最短的时间内恢复系统的直流电压，保证变电站的正常工作。

除了失压问题，还有接地问题，由于发电厂、变电站当中的设备比较繁多，线路复杂，潮气、灰尘等因素造成线路老化，腐蚀等，这样问题都会导致绝缘部分出现老化现象，进而使得直流电源系统出现接地问题，一旦发生接地故障，那么就极有可能出现断路器跳闸问题，但是如果出现多处接地问题时，就会形成一个通路，此时就有可能导致继电器短接，断路器不会跳开，出现拒动现象，这就是平常所说的越级事故。

此外，还有直流系统混接问题，这当中包含两种类型:①.直流回路并列点，即在进行不断扩建或者是设备升级的过程当中，由于施工问题，而产生了直流回路的并列点问题，因此，只要有一段直流系统出现接点问题，那么与其并列的另一端线路也就出现接地现象，这是不利于查找接地故障的，而且，这两段线路也就相当于是一个没有分段的母线，同极两点出现接地的概率大大提升;②.交直流混接，当出现这类情况时，很容易让一些设备出现错误动作，而且，交流电会串进直流回路当中，由于会产生瞬时扰动，进而影响到设备或是装置，更严重的还会烧毁装置。

五 直流电源系统故障处理与维护

直流电源系统当中，其蓄电池是铅酸电池，虽然说是免维护，但是这里所谓的“免维护”只是说不用去加酸和水，而不是真正意义上的免维护，从上面的这些问题中可以发现，直流电源系统为设备的正常运作提供了必要条件，但是如果对直流电源系统运用的不是很合理或者是保养的不到位，就很有可能出现设备故障或是出现安全问题。因此，针对蓄电池而言，需要做到定期检查各组蓄电池浮充电流值以及端电压、环境湿度、外观等方面。

除了蓄电池需要定期维护外，还要对一些故障要有应急预案。比如出现交流过欠压问题时，首先就是要看其交流输入是否正常、空气开关或者是交流接触器工作是否正常以及交流采样板上的采样变压器与其他相关器件是否出现损坏问题等。针对欠压问题，一般采取的保护措施是利用电源监视IC电路来完成的，如果发现其电压值低于了限定值，那么电路就报警，并复位，防止一些不正确的操作而带来严重事故;针对过压问题，一般发生过压事故的概率比较小，但是一旦发生过压，其带来的后果将是十分严重的，因此，在电路中加入瞬时电压抑制器，这样不但可以吸收掉因自然原因，如雷电等因素带来的电压尖峰脉冲，而且对整个电路系统以及电源出现电压故障等问题起到了一定的保护作用。

再者，就是接地故障，由于造成接地的原因比较多，无法直接断定接地是怎么造成的，发生在哪，因此就需要根据现场的实际情况来进行搜索、查找，逐步缩小查找范围，最终决定故障点。在对故障进行排查时，要注意设备的运行情况，时刻关注相关装置当中的报警信号，一旦出现报警，应立即采取应急措施，此外，还可以通过瞬时停电的方法来寻找接地的地方。在寻找接地地点时，一般遵循以下几个原则:①.防止事故扩大，出现故障后，就立即停止相关作业，防止出现第二处接地事故;②.查找范围不断减小，在对回路进行查找时，要充分考虑室内室外因素，在对线路检查时，首先要检查对安全影响不大的地方，然后再逐渐扩大到危险的地方。

对于直流系统混接问题，在进行厂区扩建、改建时，一定要严格根据图纸进行施工，防止因为设计失误或者是由于施工人员的疏忽而出现两段直流线路混接或者是交直流线路混接;而且，施工质量的好坏也是造成该现象的主要原因，不合格的工艺、质量造成直流回路出现裸线，进而产生混接问题。因此，针对这方面，应该采取一些必要的措施来避免该问题的发生。比如严把质量关，加强运行维护管理，选用有较高水平的施工单位进行施工等。

除了上述几点外，还应该注意及时更换元器件和线缆，对于出现老化的线路，要及时进行更换;而对于一些室外设备，也应该注意它们的防潮问题;定期巡查排水设施，房主出现浸泡、排水不畅等问题。

六 结论

如今，随着科技的进步，电子技术以及自动化控制的不断发展，带动了直流电源系统技术的更新，促使电能的转换效率不断提升。而直流电源系统技术的革新，也带来了诸多安全问题，因此，一定要加强直流电源系统的故障防范，保证系统安全、稳定的运行，此外，工作人员也要严于巡检，对于出现的故障要准确、快速的做出判断，并及时做出补救措施，如果自己无法独立完成时，一定要立即汇报，不能盲目处理。

[1]张晓毅，王志强.变电站直流接地故障的分析与查找[J].中国电力教育，2008，(S1).

[2]林俊杰，靳瑜红.变电站直流供电分析及接地查找方法[J].中州煤炭，2008，(02).

[3]沈从树.浅谈变电站直流接地故障点的查找[J].河南电力，2008，(01).

[4]宁焕生、徐群玉，全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J].电子学报，2010年11期.

[5]苏君华，信息化与工业化融合的科学发展之路[J].现代情报，2010年04期.