变电站直流系统运行维护及故障处理

Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ・电力电子　

谈变电站直流系统运行故障分析处理　

∈键词】变电站直流系统故障处理措施　

作为变电站的重要组成部分，直流电源　

Ｅ的正常运行对于整个变电站而言，都有着　｝重要的意义，直流电源系统一直为继电保　

￡置和通讯装置提供着电源支持，如果直流　

的运行出现故障，那么会对整个变电站的　

产生巨大影响。笔者从事相关工作，对此　

较为深入的认识，就从变电站直流系统故　

型作为切人点，谈谈变电站直流系统出现　

的原因及处理对策，以期能够推动变电站　

电力行业的良好发展。　

ｊ前我国变电站直流系统故障的几大类　文／管仁成林冰　

作为变电站直流系统中最为常见，也是　发生次数最多的一种故障，直流接地故障是很　

多变电站难以解决的一个困难。如果直流系统　

出现接地故障，虽然不会对直流系统的正常运　行产生巨大影响，但是一点接地是不允许长期　

工作的，时间一长很容易扩大成两点接地，而　

两点接地故障是直流系统中威胁很大的一个故　

障，很容易造成接地短路现象，使直流保险熔　

断，自动装置和控制回路失去电源，除此之外，　

还能把某些继电器短接，出现越级跳闸现象，　使整个电力系统发生严重的故障。　

１．３变电站直流系统混接故障　

１．３．１两段直流之间存在并列点　

由于变电站自身发展的需要，在变电站　

进行扩建或者技术改革时，施工是在所难免的，　

这样就非常容易发生直流回路并列，如果存在　

这一现象，其中的一段直流接地，那么两段直　

流都会发接地信号，使直流接地查找工作的难　度增大，而发生同极两点接地的可能性也会有　

所提高。　

１－３．２交、直流的混接　

如果交、直流出现混接所造成的直流接　

地，会使一些装置出现误动作。还会使直流回　

路中进入交流电压，产生瞬间干扰，使装置遭　

到损害。　

２变电站直流系统故障原因探析　

变电站直流系统电源失压故障　２．１由于设计和施工阶段所产生的隐患　

作为相当于人体中枢神经系统的重要系　变电站直流系统的用电负荷是非常重要的，　

一起雷击引起的 110kV变电站直流系统故障分析及处理

摘要：变电站直流系统是独立于主网架之外的电源系统，直流系统运行方式不受一次设备运行方式的影响。直流系统在变电站中承担着重要角色，一般为保护装置、隔离开关等设备的控制回路提供电源，也常用于变电站站内事故照明逆变电源部分提供直流电源。直流系统电压是否正常、两极绝缘是否良好关系到保护装置能否正确动作，严重时甚至会导致保护出现闭锁、控制回路失去作用、断路器操作电源失效等。

关键字：雷击；110kV变电站；直流系统；故障分；处理

1、直流系统概述

直流系统的作用就是为上述电力元件的正常运行提供必要的保障与维护。变电站直流系统可以为其内部的每一个电力元件提供平稳、长久的直流电源，避免突发事故对于系统的危害。一旦外界的正常供电出现问题，直流系统内部的蓄电池就会发生供电效用，维持整个系统的正常运行。

1.1直流系统的特性

1.1.1免受外界影响：变电站直流系统在通常情况下不会受到外界系统运行状态的影响，无论外界系统运行情况的好与坏，直流系统都能在突发事故发生的瞬间给与电力设备必要的保护，提供直流电源的稳定供应。

1.1.2可独立操作：简单来说，变电站直流系统是其他一切电力设备运行维护的保障性基础。这一工作特性也就表明了其可以独立操作于检修，在实际工作原理上，直流系统与其他设备并不存在十分密切的联系，只是必要的保护。变电站直流系统是正常运行的基础，是其他电力设备正常运行的必要保障性工具。

1.2直流系统组成 变电站直流系统主要由蓄电池组、绝缘检测装置和高频开关电流模块组成。

在实际的工作调研中我们发现，变电站蓄电池经常采用阀控铅酸蓄电池，并且都安装着高灵敏的智能充电式电流模块。但我们也在大量的数据中发现，极少一部分直流系统的蓄电池采用的是相控式充电电流模块。除此之外，绝大部分的变电站直流系统内部线路连接方式都是采用单母线分段式的双充电连接方式，这种连接方式可控性高、实用性强、便捷性大。

动力与电气工程　ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　论变电站直流系统运行维护　钟伟强　（广东电网公司惠州供电局　广东惠州　５１　６００３）　摘要：直流系统在变电站的运行管理中日益受到重视，投入不断加大，设备状况得到很大的改善，但对直流系统的运行维护却鲜有介绍。　文章针对变电站的直流系统设备的实际情况，对直流系统的运行方式分类、运行方式间切换原则　定值整定、蓄电池维护，设备检查与　事故处理等方面，介绍其经验和做法，以供参考。　关键词：变电直流系统　运行方式　运行维护　措施　中图分类号：ＴＭ３３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　６　７２—３　７９１（２０１　Ｏ）Ｏ２（ｅ）一０ｌ　２７－０１　直流系统是变电站的一个重要组成部　分，直流系统建设的主要目的是为了保持　电力系统运行的稳定和安全。随着科技力　量的不断强大，许多新型的技术和设备都　普遍的使用在了直流系统中，因此，探讨直　流系统运行维护，并深入研究当中存在的　问题，对今后的系统运行有着重要的意义。　文章从变电站直流系统维护的主要问　题出发，对直流系统的运行方式确定、定值　整定、蓄电池维护、设备检查等几个方面做　了一些讨论。现代直流系统设备的状况基　本都是使用双电双充、单母线分段的方式　开始运行的，所有电池都是使用阀控铅酸　蓄电池，充电装置大部分为智能高频开关　电源充电装置，少数为相控整流充电装置，　负荷开关均为直流空气开关。直流负荷均　采用环形供电网络，每个环的电源分别接　在两段母线上。　１运行方式的确定　直流负荷屏输出的电源一般分成：　ｌ１０ｋＶ线路控制保护电源、主变控制保护电　源、ｌ０ｋＶ设备控制保护电源、公用信号电　源、１１０ｋＶ设备操作电源、１０ｋＶ设备操作电　源、远动电源等。为了在最大范围内保证直　流系统的运行可靠，通常实现两段母线分　列运行，直流负荷断环运行。两套充电电源　分别带动一部分的直流负荷，并让两段母　线的直流负荷保持平衡运行，主要是为了　禁止两套电源长时间运行。　直流系统在运行中各种方式的转换如　下。　（１）运行方式一：该种方式就是通常使　用的正常运行。＃１充电装置运行在Ｉ段母　线，＃２充电装置运行在ＩＩ段母线，母线的分　段开关则安放在分闸的位置上；＃ｌ蓄电池　组运行在Ｉ段母线，＃２蓄电池组运行在ＩＩ段　母线。直流负荷就能平衡的分布在母线上。　（２）运行方式二：该种运行方式主要是　在蓄电池或母线出现故障时使用的。＃２充　电装置或＃２蓄电池组因故障无法运行，　＃１充电装置和＃ｌ蓄电池组就代替其运行　在Ｉ段母线，母线分段开关在合闸位置，直　流负荷也同样分布在两端的母线上。　２定值的确定　充电装置主要由集中控制单元、交流　配电单元、充电模块、降压单元、绝缘监测　单元等设备构成，当中的充电模块主要是　使用ｎ＋１的冗余模式。根据设计要求，２２０Ｖ　的直流母线电压的合格条件范围必须在土　１０％内，因为装有硅堆降压装置，为了实现　更加精确的报警系统，可以将高频开关电　源的充电装置精度高和装有硅堆降压，因　此，当直流母线电压超过±５％时，系统就会　自动报警。　３系统蓄电池的维护　事实上，生产蓄电池的厂家各不相同、　其维护方法和条件也有所差异、蓄电池结构　不同、个体差异、或者维护人员维护业务不　精等原因，蓄电池很容易发生提前失效的问　题，严重时会导致整个蓄电池和电池组的损　坏，会给电网的运行带来严重的威胁。　杂质也会影响蓄电池的使用，致使端　电压偏低的蓄电池电力不足，在运行中进　行了大量放电之后机会使电力更加不足，　从而导致蓄电池端电压下降，加剧了极板　硫酸盐化，负极易产生硫酸铅的累积，蓄电　池也会因此而提前失效。　生产过程中的粗制滥造也会导致蓄电　池使用问题，在生产过程中，由于制造过程　的离散性导致各蓄电池出现不同的容量。　在运行中，蓄电池的电池内阻会不断升高，　当蓄电池重新充电时，电压就会持续上升，　也会引发充电不足，当再次使用时，回充时　该电池充电更加不足，如此恶性循环，只会　让蓄电池提前结束使用功能，ｔＪ＝整个系统　无法正常运行。　３．１初始充放电　蓄电池中存在的化学因子，会使电池　自动放电，电池在安装运行时，应立刻进行　充电。以电压２．３５Ｖ／只充电，充电电流要　控制在ｌ０Ａ／ｌ００Ａｈ额定容量内。充电时间　为一般是４８小时。经过４８ｄ，时的充电，就可　以对整个蓄电池组进行电力测试，即以电　池的额定容量的１Ｏｈ率电流恒流放电，以额　定电压的９０％及ｌＯｈ时间为终止条件。如果　在三次检验后，电池的容量还是无法达到　９０％以上，就可以证明该电池是不合格的，　应当更换。　３．２浮充和均充　阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电　方式运行，浮充电压值应控制在２．２５Ｖ／单　体，电池的充电不均匀很影响电池的工作　能力，要尽量避免该类问题的发生。阀控蓄　电池在一般使用的条件下是不需要充电　的，在下列情况下应进行与初始充电方式　相同的均充充电。　当其中一个电池的浮充电压低于２．１８Ｖ／　单体；整个电池组中，单体之间的浮充电压差　值大于０．１Ｖ；当突发事件之后要对电池进　行再次充电时；未进行均充满３个月。均充　时电池组应退出运行，均充时间为１Ｏｈ。　３．３使用后电池容量测试和维护　为了保证电池的有效使用，应当每个　月对电池的端电压及外壳温度进行检查。　并且每年进行一次放电测试，以检查电池　组的容量和活化电池极板。对运行三年以　内的电池每年进行放电，放电容量占电池　总电量的４０％；运行时间在三年以上的电　池，则要进行全部电量放电测试。　放电前要将电池的电充满，均充后让　电池组静止８小时才能进行放电容量测试。　如果在全部放电之后，蓄电池的电量还是　无法达到８Ｏ％以上的话，说明该电池已经无　法在使用，应进行更换。如果一个电池组中　有个别的电池无法使用，可以进行个别更　换，但更换前必须活化新电池；当一组电池　中有很多电池的电量都小于８０％额定容量　时，则要进行全部更换。充电过程中如电池　温度超过４５℃，必须停止充电或转换为浮　充状态，以免损坏电池。　４注意设备的故障检查及问题处理　当变电站因不明原因停电时，充电装　置则在运行之外，此时应立刻停止电流运　行，减轻负荷，同时应密切监视蓄电池组的　端电压，此时的电压不得低于放电终止电　压。在接近放电终止电压前，要将电池转移　或停用；蓄电池的具体情况要随时检查，并　做好记录，对一些不合格的，如电压超标　等，要进行及时更换。　电压超标的标准：超过平均电压的±　１０％。在检查时，不能将充电机退出运行，此　时应降低充电机的输出电压，使得蓄电池　组正好保持在放电状态。　５结语　直流系统是变电站运行的核心，理应　保持直流系统运行的最大电压，并根据实　际情况实施维护，确保直流系统安全可靠　运行。　参考文献　【１］李均甫，张健能，任雪涛．浅谈变电站直　流系统运行维护的几个问题【Ｊ】．继电　器，２００４．　［２】李伟梁．变电站直流系统改造的讨论　［Ｊ】．大众科技，２００４．　【３】宫贵朝．白水峪电站直流系统改造［Ｊ］．　湖北水力发电，２００５．　［４］刘俊华．直流系统绝缘判断和查找接地　方法［Ｊ］．西北电力技术，２００４．　［５］宫贵朝．白水峪电站直流系统更新改造　【Ｊ】．水电自动化与大坝监测，２００５．　科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩ

作者： 黄思磊 王印月

作者机构： 国网青海省电力公司海东供电公司,青海海东810600

出版物刊名： 科技创新与应用

页码： 190-190页

年卷期： 2014年 第36期

主题词： 变电站 直流系统 接地故障 处理方法

摘要：作为变电站的重要组成部分，直流系统在变电站中的应用非常广泛，具有为相关系统

或结构提供电源的作用。变电站运行的环境各不相同，有些地方环境较为恶劣，这就给变电站

的安全运行带来了不利因素，直流系统接地故障时有发生。文章对变电站直流系统接地故障的

产生原因进行了深入的分析，并针对其故障处理原则及处理方法进行了详细的探讨，为减少故

障的发生、促进变电站稳定运行提供理论参考。