变电站直流系统运行维护及故障处理

变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理

变电站直流系统接地故障是指直流系统在工作过程中出现故障，导致直流系统与地之间出现电接触而致使电流通过接地电阻流向地面的现象。变电站直流系统接地故障对变电站的正常运行和电网的安全稳定产生巨大的危害，因此必须及时分析和处理。

一、环网危害分析

1.直流系统失效

当变电站直流系统接地故障发生时，直流系统可能会失去其正常的工作状态，造成变电站的整个运行失效，污染电网的电质量。

2.危害机器及设备

变电站直流系统接地故障会通过接地线导致机器和设备的绝缘和电气性能发生变化，严重时会导致设备的过载、损坏或是爆炸性故障。

3.人身伤害

由于变电站直流系统故障而产生的电流通过人体，会对人产生较大的伤害，甚至导致死亡，因此对变电站的人员安全构成很大的威胁。

二、处理方法

1.检修故障设备

当变电站发生直流系统接地故障时，首先应该进行检查和维修故障设备。确保设备可靠运行，同时尽可能地缩短停电时间，以减少影响。

2.防止污染电网

在处理变电站直流系统接地故障时，应该采取有效的措施来防止故障对电网造成更严重的影响。例如，利用隔离开关和升压变压器来控制电压的升高，避免更大范围的停电。

3.预防故障的发生

在日常的变电站运行中，应该采取措施预防变电站直流系统接地故障的发生。例如，加强变电站设备的定期检修和维护，定期清理直流系统及其周边设备的电极和绝缘体等。同时要确保设备运行稳定，从根本上预防故障的发生。

Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　变电站直流系统的问题及处理方法　马东东　（韶关市大江南输变电工程有限公司）　【摘要】在电力系统中，随着规划、设计、制造、和管理水　平的不断提高，设备的可靠性亦逐渐提高，很多变电站都变成无人　管理的了，直流这一块就成了变电站中很重要的二级设备，其性能　和质量的好坏直接关系到整个电网的稳定运行和设备的安全。本文　是对工作中所遇到的直流系统问题作一小结，希望能与大家共同解　决更多的实际问题。　【关键词】直流回路；直流系统故障；故障处理方法　直流电源作为电力系统的重要组成部分，直流系统的用电负荷　极为重要，供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交　流不间断电源等，对供电的可靠性要求很高。直流系统发现一点接　地，不会产生短路电流，则可继续运行，但是，必须尽快查找接地　故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保　护装置及自动切换装置、断路器的拒动或误动作，甚至会造成采用　直流控制的设备误动、拒动，以至损坏设备，造成大面积停电、系　统瓦解的严重后果。　图１标准一体柜系统工作原理图　目前的直流系统的供电方式是将硅整流器和蓄电池并联共同工　作的浮充供电方式。在正常情况下，由交流电通过硅整流器转化为直　流电向负载供电并对蓄电池进行浮充，当电力系统发生事故时，直　流系统就会自动转为蓄电池供电，保证控制信号、继电保护等二次　侧设备正常工作。通常变电站的二次设备均采用±１　ＩＯＶ（或±５５Ｖ）　直流电源供电，直流供电设备连接到主控室直流馈电屏的直流母线　上，由直流母线分别引出保护电源、操作电源、储能电源、事故照　明电源等。　直流系统中有一重要部件叫降压硅链，合闸母线通过降压硅链　与控制母线相连接，为控制母线供电。降压硅链是由多个大功率硅　整流二极管串接而成，利用ＰＮ结基本恒定的正向压降来产生调整电　压，通过改变串入ＰＮ结数量来获得一定的压降，达到电压调节的目　的　如图２所示，硅链为７组硅二极管串联而成，在每组两端并联　调压执行继电器触点，若继电器触点闭合，使得该组硅链被短接，　降压硅链的压降减小，输出电压增大，反之触点断开，串联的ＰＮ结　数量增加，降压链的压降增加，输出电压减小。降压硅链内部的自　动控制电路通过检测控制母线的电压与设定的基准电压相比较，据　此来驱动适当数量的继电器闭合，以保证控制母线的电压在正常范　围内。也正因为如此，当发生直流故障时，正极或负极的电压有所　偏差，偏差极因为故障的原因系统没办法使其达到正常值，为了保　证两级之间压差不变，保证保护正确动作，系统就会对没故障的另　一极进行调节。若没有采取措施的情况下，就有可能造成误动作，　电网系统故障。以下是这么多年里遇到的直流故障和处理方法：　２８６　Ｉ华东科技　。＝｛　叶　：净　：　Ｅ骂：！卫王！卫塑■　ｌ　ｎ础辫　挣嘲啦持槭　【…　Ｌ—＝＝＝＝＝［＝＝＝＝＝！＝＝＝＝＝Ｉ＝＝—一　Ｉ　｝　”＊　ｌ　一　圈２降压硅链工作示意图　１直流系统接地　直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。直流负极接　地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。　２２０ｋＶ墨江变电站内ｌｌＯｋＶ母联开关正常运行情况下突然跳闸，　起初经保护人员检查系统无故障，也没有相关的保护装置动作使之　跳闸，又经检修一次人员检查开关一次机构未发现异常现象，协商后　决定暂时先投运母联开关，但是经过三天后再次发生突然跳闸情况。　查阅相关资料并对开关的实际有关跳合闸参数进行测定，如表１，发　现此母联开关机构跳闸线圈动作电压偏低（≤５０％额定电压），具体　原因是由于ＳＦ６开关机构中跳闸线圈启动功率较小，当发生直流接　地或直流系统波动较大时引起母联开关正常运行时跳闸图３中ｃ１、　ｃ２为直流系统对地分布电容；ｃ３为该母联控制电缆对地分布电容。　当Ａ点发生直流正极接地时，Ａ点电位上升为＋２２０Ｖ，由于电容两端　的电压不能突变，Ｃ３电容的负端电位亦上升，此时加于ＴＱ两端的　最高点压为５０％额定电压即ｌＩＯＶ，如果开关的跳闸线圈电压低于５０　％额定电压则在发生直流正极接地时有可能会发生误动，另外ｃ３的　电容值越大更易引起ＴＱ动作，又因为母联因为所接的跳闸回路最多　所以相应的Ｃ３值最大，所以这就是该２２０ｋＶ变电站多次跳母联的原　因。　表ｌ跳合闸ＴＱ两端电压　图３直流接地等效简图　防范措施：在易于误动的重要出口继电器线圈的两端并联分流　电阻，如图４，由于线圈ＴＧ是感性线圈，其阻抗Ｚ比较大，原大与　并联电阻的阻值，当发生类似的接地故障时。分部电容Ｃ３上的电流　Ｉｃ，由于Ｒ比ＴＧ的阻值小，就会使流过线圈ＴＧ的电流大大减小，　低于动作值，从技术上解决了直流接地造成的开关误动问题。所以　规程规定：跳闸出口继电器的启动电压不宣低于５Ｏ％直流额定电压，　以防止继电器线圈正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起　的误动作；但也不应过高，以保证直流电源降低时的可靠动作和正　常情况下的快速动作。　砷　，　一　一　一　一　着　一　～　毽　一　壤　上　蓬，Ｌ

７．Ｋ￣Ｊ电力技术　Ｓｈｕｉ　ＬＩＤｉａｎ　Ｌｌ　Ｊｉ　Ｓｈｕ　建筑与发展　ＪｉａｎＺｈｕＹｕ　ＦａＺｈａｎ　・Ｉ９Ｉ・　变电站直流系统的运行和维护研究　罗俊杰宫望重　内蒙古华电辉腾锡勒风力发电有限公司　内蒙古　呼和浩特０１００５０　内蒙古呼和浩特供电局　内蒙古　呼和浩特０１００５０　【摘要】直流系统是否正常运行，直接关系到整个变电站的运行效率及安全。本文从直流系统运行原理出发，深入分析了其重要组成部分之　一的蓄电池的常见故障，同时对其他的设备维护工作也进行了探讨和分析。　【关键词】直流系统蓄电池运行维护　引言　直流系统是变电站的重要组成部分，它主要是为各种设备及操作　系统供应直流电源，例如为各种信号装置、开关控制、自动装置、　事故照明以及系统监控等供应直流电源。变电站的直流系统不受系统　运行方式的影响，它作为独立操作的电源，即使中断外部交流电源供　应，也能够在其后备电源蓄电池的供应下，继续持续地向各类设备及　系统稳定供电。　直流系统对于保障整个电力系统的稳定、安全运行，发挥着不可　替代的作用。简言之，直流系统是否可靠安全对整个电力系统的稳定　影响巨大。因此，本文研究和探讨直流系统的运行和维护，有重要　的实际作用。　１蓄电池常见故障及维护　１．１蓄电池常见的故障　笔者在多年的工作经历中，遇到过多种变电站直流系统蓄电池故　障的案例，根据蓄电池表现出的故障，成功地完成了故障的检修。下　面给出三种常见的故障案例以作分析：　（１）单体电池欠压。某变电站直流电源系统在显示“单体电池　欠压”报警后，后台机立刻没有了电源供应。经过对问题的详细调　查分析，认为该变电站的直流电源蓄电池组总容量达不到标准，直流　电源蓄电池组中有几组电池出现欠压状态，进而引起直流控制母线电　压小于２００　Ｖ，这使得逆变电源失电，也同时引起微机保护装置遥信　开入瞬时失电。通过对问题的分析，该变电站需加强对电池定期进行　均充以及保证电池容量稳定的日常管理工作。　（２）超温保护动作。某变电站直流电源系统运行时，高频开关　突然显示“超温保护”报警，此后，变电站某高频开关自动终止运　行。笔者通过分析发现，出现这种故障的直接原因源自于该站内的事　故照明接入。该变电站直流系统正常时的负荷在４．７Ａ左右，但是在　接入事故照明负荷之后，该站的直流负荷迅速地从正常运行时的４．７　Ａ　突增到２８　Ａ。而该站直流电源系统仅配备了３台高频开关，每台高　频开关最大安全工作电流为１　０Ａ，开关之间为并联结构。由于事故照　明的接入，直流负荷陡增，加上高频开关本身散热功能出现故障，从　而引起超温保护动作。　（３）电池外壳爆炸。某站在对高频开关进行检修维护时，把高　频开关电源断开之后，大约十几秒钟后蓄电池组中的８＃电池外壳突　然出现爆炸变形。笔者在该故障进行了认真分析，分析过程中发现免　维护蓄电池在正常的充放电程序后，其内部会积聚一定量数量的可燃　气体氢，及辅助其燃烧的气体氧。若排气阀一旦出现失灵或者失效，　蓄电池则会出现内压过大，从而引起蓄电池外壳出现破裂，严重时还　会导致爆炸。这种情况在免维护蓄电池的日常运行中时常发生，因　此，为解决这种故障，站内工作人员应对电池外壳的灰尘及时清除，　使排气阀顺畅，从而有效防止蓄电池内部压力积累，导致蓄电池外壳　爆炸变形。　除上述三种常见故障之外，还有其他多种故障类型：　（１）交流过欠压。出现这种故障时，应该对交流输入、空气　开关、交流接触器等是否正常进行详细排查，除此之外，还需对压　敏电阻以及采样变压器等进行检查；　（２）熔断器熔断故障。该类故障出现时，需重点检查蓄电池组　正负极熔断器以及熔断信号继电器是否正常；　（３）母线过欠压。检修这种故障，需对母线电压、充电参数、　降压装置控制开关以及告警参数设置等进行检查，判断其是否正确：　（４）母线接地。对母线接地排场之前，需首先对控母对地电压　以及微机控制器负对地电压进行检查，若在检查的过程中，发现负对　地电压数值接近于０，则可以断定为负母线接地。另外，还可以直接　采用高阻抗万用表对母线对地电压进行实际测量，以快速辨别出有无　接地。对于母线接地故障的判断，目前有些变电站配备有独立的绝缘　检测装置，从这些装置上可直接判断母线有无接地，非常方便。　１　２蓄电池的维护　现阶段，大多数变电站均采用阀控式铅酸蓄电池。使用镉镍蓄电　池的变电站仅占少部分，大多用于容量较小的变电站。阀控式铅酸蓄　电池采用的是全密封技术，这种技术使得蓄电池在维护时无需频繁加　入酸液，不存在漏液，也不会出现酸雾，且自身的内阻、放电电流　较小，使用寿命周期长，安装简便，无需过多的维护。正由于阀控　式铅酸蓄电池所具备的这些优点，使得它被广泛地接收并采用。笔者　根据多年的相关领域工作经验，认为要增加阀控式铅酸蓄电池的使用　寿命，合理、科学地对其进行使用及维护显得尤为重要，因此，对　于蓄电池的日常维护工作，应该主要从如下三个方面进行：　（１）对电池的运行参数进行正确设置。蓄电池运行参数不仅包　括蓄电池的均充电流值、均充电压值，还包括蓄电池运行时的浮充电　压值、转换电流值等。合理、正确地设置铅酸蓄电池运行过程中的　各种参数，对于蓄电池的安全、稳定的运行以及延长使用的时间均有　重要影响，所以，日常维护过程中，设置铅酸蓄电池运行参数时，　应该根据《变电站直流系统运行规程》的相关规定，并结合自身变　电站的特殊情况，以完成对铅酸蓄电池运行参数的正确设置。　（２）周期性核对性充、放电。根据《变电站直流系统运行规　程》的规定，阀控式铅酸蓄电池在大修或安装后需启动全核对性放电　试验，试验的频率应保证至少２到３年进行１次。若阀控式蓄电池使　用寿命超过６　年，则在此后的每年均需进行一次核对性充、放电。　核对性充、放电对于蓄电池组有重要的作用，它的目的有两个：一　是对蓄电池组进行检验，并根据检验的各种指标差异排除不达标的蓄　电池；二是活化极板，防止由于浮充电导致的极板软化。　２直流系统中其他设备的维护　２．１充电装置的维护　当变电站直流系统处于正常工作状态时，蓄电池处于浮充状态，　而主要由充电机提供直流电源，仅只有在交流电源出现故障时，才会　启动蓄电池供电。所以，充电机的优劣对于蓄电池正常运行有重要影　响。在实际直流系统维护工作中，笔者发现，有很一部分的直流维　护人员由于对充电模块部分没有过多关注，导致直流系统不正常运行　的情况频繁发生。　充电装置对蓄电池的危害主要包括三种：一是由于充电装置监控　

浅谈变电站直流系统的运行和维护　

蔡燕光　。　

（广东电网深圳供电局，广东深圳５１８０００）　

摘要：直流系统是变电站的重要组成部分，关系到变电站的安全性和可靠性。文章主要对直流系统进行了概　述，并对直流系统中蓄电池的故障维护，以及其他设备的维护进行了介绍和分析。　关键词：直流系统；蓄电池；充电装置；微机监控装置　

１２０　Ｏ中圈高新ｊ岐：＃企业２０１　１　ｏ７　文章编号：１００９—２３７４（２０１　１）１９—０１２０—０３　

模块、５Ａ模块、１Ｏｈ模块、２０Ａ模块等），按设计理念　

的不同也可以分为：独立风道模块、风冷模块、自能　

风冷模块、自冷模块和白能自冷模块。　

监控系统是对整个直流系统进行控制和管理的核　

心。主要功能是：长期自动对系统中各功能模块及蓄电　

池的状态和参数进行监测，获取系统中的各种运行参数　和状态，根据测量得到的数据及运行状态及时进行处　

理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全　

自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。　

直流系统绝缘监测单元是一种监视直流系统绝缘情　

况的装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根　据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，　

系统就会发出告警信号。目前直流系统绝缘监测单元　

有母线绝缘监测、支路绝缘监测两种。　

降压单元就是一个降压稳压设备，是合母电压输　

入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压　在设定范围内（１１０Ｖ或２２０Ｖ）。当合母电压发生变化　

时，降压单元就会自动调节，以保证输出电压稳定。　

二、蓄电池的故障及维护　

一般２２０ｋＶ变电站基本配置了２ＯＯ～３００Ａｈ两组蓄电　

池。但目前大部分的单位缺少一些必要的专业仪器对　

蓄电池的状态和参数进行全面细致的检测。特别是对　

与蓄电池容量的测试，目前多数的单位仍然沿用传统　的人工记录的测试方式，这种人工的方式工作量大、　

操作繁琐而且准确度和效率都不好。在测试中常会由　

于电池组数量的增多以及工作人员对电池组维护的重　视度不够，造成大部分蓄电池组都未能按照要求进行