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工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald54DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.26.054变电站直流系统介绍及常见故障处理赵青(国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 湖北宜昌 443000)摘 要：直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置、UPS （交流不间断电源）、断路器、隔刀及事故照明等提供操作控制回路线圈动作电源。
如果电力系统直流电流消失，最直接影响是变电站内继电保护系统将失去系统保护机会。
各种由直流电源提供操作控制回路的断路器无法自动跳闸，给变电站带来巨大的危害，直流系统如同变电站的中枢神经，它运行可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。
本文就变电站内常见直流接地问题及查找故障方法作全面概述，对实践工作有一定指导意义。
关键词：直流系统 接地 拉合法中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)09(b)-0054-021 直流系统介绍变电站直流系统主要由三部分组成：充电装置、蓄电池、直流负荷。
直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统，直流屏内含交流配电模块、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压、微机中央信号等功能。
主机配置液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以数字和汉字显示，方便简洁。
主要相关模块有以下几个单元：交流配电单元、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压模块、微机监控等等。
（1）交流配电单元，它主要有两个作用，其一是引入交流电源并实现充电；其二是实现互相切换交直流电源。
（2）充电模块，将三相交流电380V转变为220V直流电压，一方面对蓄电池进行充电和提供合闸输出，另一方面经过直流馈电屏为各直流负荷供电。
（3）绝缘监察核心目标是对绝缘数值大小进行监测，当发现直流屏各直流母线、各直流支路的对地绝缘数值在规定的整定数值条件下，就发生告警显示，通知运行值班人员；另一方面在直流电压过、欠或直流系统绝缘强度降低等情况也会发出报警信号。
直流母线电压监视装置原理图-------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------1 不同点接地危害图----------------------------------------------------------2 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------5 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)-------- -----------6 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)-----------------------------8 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)-----------------------------------9 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图-------------------------9 预告信号装置原理图------------------------------------------------------11 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------12 线路方向过电流保护原理图---------------------------------------------13 线路三段式电流保护原理图---------------------------------------------14 线路三段式零序电流保护原理图---------------------------------------15 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------16 双回线电流平衡保护原理图---------------------------------------------18 变压器瓦斯保护原理图---------------------------------------------------19 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------20 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------21 变压器复合电压启动的过电流保护原理图---------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图------------------------------23 变压器过零序电流保护原理图------------------------------------------24 变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保------24线路三相一次重合闸装置原理图---------------------------------------26自动按频率减负荷装置(LALF)原理图--------------------------------29储能电容器组接线图------------------------------------------------------29小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图---------------------------29变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------30变电站事故照明原理接线图---------------------------------------------31开关事故跳闸音响回路原理接线图------------------------------------31二次回路展开图说明(10KV线路保护原理图)-----------------------32直流回路展开图说明------------------------------------------------------331、图E-103为直流母线电压监视装置电路图，请说明其作用。
变电站交流回路直流回路1. 背景介绍变电站作为电力系统中一种重要的关键设备，具有将高压电能逐级降压成适用于工商业和居民的低压电能的功能。
在电能传输中，因为交流电和直流电有着不同的特点，变电站必须同时设计交流回路和直流回路来满足各自的电能传输需求。
具体而言，在电能传输过程中，高压输电线路传输的是高压交流电，当这些电能到达变电站后，其需要被降压，而这个过程发生在高压交流回路中。
此时交流电压降为中压或低压，然后再通过中、低压配电变压器降为最终用户所需的工业、商业和家庭用电电压等级。
因此，变电站的交流回路在电力系统中具有非常重要的作用。
而在电能传输过程中，有些设备需要直流电作为其电源，这时就需要设计直流回路。
具体而言，直流回路一般用于送电到静止设备，如直流电动机、电焊机、逆变器等。
这些设备一般是通过直流电源提供稳定的直流电能以供其正常工作。
因此，直流回路的设计对于这些设备的正常运行来说，也是非常重要的。
2. 交流回路设计在变电站中，交流回路是非常重要的设备。
它是将高压交流电能逐级降压成适用于工商业和居民的低压电能的关键设备。
交流回路组成包括变压器、开关设备、保护设备等。
下面就分别进行介绍：2.1 变压器在交流回路中，变压器的作用是降低电能的电压并保证电能的安全传输。
变压器的基本结构是由铁心、线圈、绝缘层等部分组成。
线圈分为低压线圈和高压线圈，利用线圈中的电磁感应原理从高电压线圈中吸收高压电能，经由铁心共同作用达到降压目的。
2.2 开关设备在交流回路中，开关设备的功能是控制电流通断的，如开关、熔断器、接触器等。
开关设备的使用可靠、易操作、经济，其主要作用是在继电保护措施失效时，能够及时切断故障电路。
2.3 保护设备保护设备主要包括过电流保护、短路保护、跳闸保护等。
它们可以对故障电路进行及时检测和切断，以避免系统断电或其他影响。
3. 直流回路设计直流回路用来供电直流设备，如直流电动机、电焊机、逆变器等。
根据设备要求，直流回路可以采用单向整流，或是半控整流，还可以采用全控整流等。
直流回路的问题查找及直流回路接地的查找方法直流电源车的使用及其维护一、直流系统简介直流标称电压：220v、110v、48v。
我局博爱变直流是110v，其余各站均是220v直流系统。
48v多用于通讯。
变电站直流系统的主要任务就是给保护、信号、监控、自动装置和事故照明提供可靠的直流操作电源，它在变电站是一个独立的电源，不受交流影响，当发生交流电源消失事故情况下（全站失压），仍能保证控制、信号、保护、自动装置等电源及事故处理工作。
直流系统可靠与否对变电站的安全运行起着至关重要的作用。
提醒一点在交直流回路不能共用一根电缆。
变电站交直流回路都是独立系统，直流回路是绝缘系统，而交流回路是接地系统，若共用一根电缆，两者之间发生短路或接错线，就可能造成直流系统接地，发生互相干扰，直流系统的重要数据系统整定值：系统整定值：可以看到，直流母线的波动范围是标称电压的±10%；电压过高时，对长期带电的继电器、指示灯容易过热或损坏，电压过低，可能造成开关、保护动作不可靠。
额定输入交流电压（380±10%）v、（220±10%）v、（50±2%）Hz。
直流母线绝缘电阻应不小于10M（我理解是不接负载回路时的）充电机电压稳定范围90%~125%直流标称电压；输出231.75±0.5v，充电机充电电流调整范围20%~100% ，限流值整定范围为直流输出额定值的50%~105%；短路值为额定值115%。
直流电源系统定期检查项目：1、高频开关电源组成及作用高频开关电源通常由四个部分组成：交流配电模块、整流模块、集中监控器和直流配电模块（屏）。
交流配电模块对交流电源进行处理、保护、监测并与整流器模块接口。
整流模块将交流电变为直流电。
直流配电模块负责向直流负载供电。
集中监控模块用于对交流输入电源、整流模块、输出电源及蓄电池组进行智能管理。
并实现数据监测、定值设定、越线报警。
还设有RS-232-CT、RS-485串行通讯接口，以实现遥信、遥测、遥控、遥调四遥功能。
直流系统基础知识详解一、直流系统的作用1. 直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。
它还为操作提供可靠的操作电源。
直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。
2. 在生产设备发生故障的关键时刻，直流系统故障，特别是全站控制直流消失，必将造成主设备严重损坏或火灾、爆炸、电力系统大面积停电等极其严重的后果和巨大经济损失。
二、直流系统构成的主要部件1. 蓄电池、充电机、直流母线、绝缘监察装置、馈出负荷。
2. 直流系统示意图：3. 组成一个不可分割的整体。
若把蓄电池比喻成身体的心脏，直流回路就是身体中的血管，直流负载是身体的肌肉，而充电装置就是身体的脾脏，它担负这生血和造血的功能4. 直流系统的相关技术措施i. 变电站的交流、直流回路不能公用一条电缆：原因交直流系统是互相独立的直流系统绝缘系统而交流是接地系统，两者公用一条电缆，若两者一旦发生短路会造成直流接地，同时影响两个系统。
交流传入直流后果不堪设想，华北电网就发生类似事故。
造成大面积停电事故。
同时公用电缆会干扰。
ii. 变电站直流系统应使用专用的直流熔断器。
用交流熔断器的直流灭弧性能差iii. 高压开关柜、开关机构箱内的照明和加热器不能使用直流电源iv. 事故照明使用蓄电池时应限制事故照明的容量和使用时间。
三、蓄电池1. 阀控密封铅酸蓄电池的特点（本讲义主要讲解该种蓄电池，以下简称蓄电池）1) 常采贫液式设计（也有胶体式，但使用不多），在正负极板之间预留有气体通道，电池充电过程中，正极上产生的氧气通过隔板顺利到达负极，与负极活性物质反应并还原成水，从而实现了气体再化合；同时板栅的设计，抑制了氢气的析出，达到基本不失水的目的。
在电池的整个使用寿命期间，不用加酸加水2) 电池气密和液密好，使用过程中无酸雾溢出，不腐蚀设备3) 正常浮充使用寿命10年4) 自放电小5) 结构紧凑6) 安全阀：内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部2. 蓄电池的作用充电装置与与蓄电池并联工作，蓄电池的外特性较平坦，蓄电池的内阻比充电装置小，再通过大电流时，大部分电流由蓄电池承担，充电装置在由平时很小的输出电流突然需要输出几十乃至几百安的大电流时，相当于是个短路过程，一般充电装置都设有限流保护装置。
变电站概述电力系统由发电厂，变电站，线路和用户组成，变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，变电站根据他在电力系统中的地位，可分为下列四类：1、枢纽变电站：位于电力系统的枢纽店连接电力系统的高压和中亚的几个部分，汇集多个电源点，电压为330~500kV及以上的变电站，称为枢纽变电站。
全站停电后，将引起系统解列，甚至出现瘫痪。
2、中间变电站：高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使长距离输电线路分段，一般汇集2~3个电源点，电压为220~500kV，同时又降压供给当地用电，这样的变电站主要起中间环节的作用，所以叫中间变电站。
全站停电后将引起区域网解列。
3、地区变电站：高压侧一般为110~220kV，对地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的变电站，全站停电后，仅使该区域中断供电。
4、终端变电站：在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧多为110kV，经降压后直接向用户供电即为终端变电站，全站停电后只是用户受到损失。
变电站的构成变电站主要由一次设备和二次设备构成，一次设备主要包括变压器，母线，高压开关设备，互感器，防雷设备，补偿设备等，二次设备主要包括交直流、UPS一体化智能站内电源系统，通信网络组建及全站同步时钟系统，保护测控、计量系统，合并单元、智能终端系统，智能辅助控制系统等。
一次设备一、变压器：变压器是变电站的中心设备，连接几个电压等级，起着变换电压和传输能量的作用。
变压器一般为三相三绕组结构，也有部分变压器采用自耦变压器，其中第三绕组为三角形接线。
1、铁芯绕组：是变压器的主要部件，称为器身，分别构成了磁路和电路，按照电磁感应原理实现变换电压和传输能量的功能。
2、油箱、储油柜：变压器的器身装在充满变压器油的油箱内，变压器油有绝缘和散热作用，而储油柜骑着储油和补油的作用，确保邮箱内充满油，并减小了油与空气的接触面，减缓油的老化速度。
3、绝缘套管：变压器绕组的引出线从油箱内部引导箱外时必须经过绝缘套管，使引线与邮箱绝缘，绝缘套管主要由中心导电杆和瓷套组成，其结构主要取决于电压等级，10~35kV一般用空心充气套管，60kV采用瓷质冲油套管，110kV及以上采用电容式冲油套管，绝缘套管不但起着绝缘作用，二期负担着固定引线的作用。
变电站直流系统运行维护及故障处理摘要：变电站直流系统是变电站的重要组成部分，为变电站内的断路器分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等提供电源。
同时作为独立电源，直流系统在站用电失电的情况下，仍能保证在一定时间内提供可靠的直流电源及事故照明电源。
直流系统的安全性、可靠性将直接影响到变电站甚至电网的安全稳定运行。
近年来，由于直流系统的故障缺陷导致变电站内开关拒动、保护误动等事故时有发生，造成了电力系统越级跳闸，扩大了事故影响范围。
因此，对直流系统运行维护进行分析研究，有很重要的实际意义。
关键词：变电站，直流系统，维护，故障1 变电站直流系统的概述1.1变电站中的直流系统的含义变电站是一种能向各种设备提供直流电源的、可独立操作的电源设备，可为开关控制、事故照明、信号设备以及系统监控等提供一定保障，其通常不会受到系统运行方式的影响。
如果系统的外部交流电出现忽然中断现象，可通过蓄电池向直流系统供电，从而使系统得以正常运行。
通过监控系统，可对蓄电池中各功能模块的状态与参数进行监测，从而可对直流系统进行有效的控制与管理，并可对电源系统进行有效的安全与自动化处理，进而可保证变电站的连续性与可靠性运行。
1.2变电站直流系统的组成一个典型的直流电源系统由交流输入、充电装置、馈电屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、绝缘监测（含接地选线）、硅降压回路（可选）、蓄电池电压巡检装置、电压电流测量表计等组成。
1.3变电站直流系统主要作用在正常状态下为继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信等提供电源；在交流电故障状态下，由蓄电池组对继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信、事故照明等提供电源。
变电站一经投运，直流系统将不会进行停电检修，当直流系统发生故障时，将在带电的情况下进行查找和处理，加大了难度和风险，因此准确的分析故障和正确的查找方法将会大大提高安全系数。
1.4直流系统的运行方式直流系统先由变电站交流屏接入380V交流电，经过充电机（实质上是整流装置）转为220V或者110V直流电接入直流母线，蓄电池组与充电机输出并列接入直流母线，这样一方面充电机可以经直流母线给直流负荷供电，另一方面也可以对蓄电池组进行浮充。
