變電站直流系統(tǒng)常見故障分析及查找處理

摘要：直流系統(tǒng)是變電站一個重要的組成部分，其運行維護工作不當，會造成故障和事故，將給電力系統(tǒng)帶來災(zāi)難性的后果，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對直流系統(tǒng)運行過程中的質(zhì)量可靠性要求越來越高。本文主要介紹了在變電站直流系統(tǒng)運行維護過程中經(jīng)常出現(xiàn)的幾類故障情況進行了分析和處理，希望能為運行和維護人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：變電站 直流系統(tǒng) 故障分析 查找處理

0 引言

直流系統(tǒng)是變電站一個重要的組成部分，主要是由蓄電池、充電機、直流饋線柜等組成。它的主要作用是：①在正常狀態(tài)下為繼電保護及自動裝置、斷路器跳合閘、通信等提供電源；②在交流電故障狀態(tài)下，由蓄電池組對繼電保護及自動裝置、斷路器跳合閘、通信、事故照明等提供電源。變電站一經(jīng)投運，直流系統(tǒng)將不會進行停電檢修，當直流系統(tǒng)發(fā)生故障時，將在帶電的情況下進行查找和處理，加大了難度和風險，因此準確的分析故障和正確的查找方法將會大大提高安全系數(shù)。

1 常見故障之一：高頻開關(guān)電源故障

1.1 故障現(xiàn)象：所有充電模塊屏幕無顯示，指示燈都不亮

原因分析：此現(xiàn)象說明高頻開關(guān)電源的交流輸入不正常或無交流電源輸入。

查找故障點及處理：使用萬用表在直流屏后的交流輸入端子處進行測量，測量結(jié)果應(yīng)為線電壓Uab、Ubc、Uca和相電壓Ua、Ub、Uc均在模塊要求的正常工作電壓范圍內(nèi)，此時判斷站用變輸出正常，然后根據(jù)圖紙找到兩路交流切換后進入模塊前的交流電壓母線處，使用萬用表進行測量，測量電壓不正確，則說明切換回路故障，需更換切換回路元件；如在直流屏交流輸入端子處測量結(jié)果不在模塊要求的正常工作電壓范圍內(nèi)，則在交流屏后充電機交流輸出處進行測量并與相鄰輸出空開的測量結(jié)果比較，如電壓都不正常說明站用變工作異常，需通知相關(guān)人員處理，如只有充電機交流輸出電源不正常說明交流輸出空開損壞，更換空開即可。3處測量點如下圖所示：

1.2 故障現(xiàn)象：充電模塊其中之一故障指示燈亮

原因分析：這種情況一般是內(nèi)部故障造成無電壓輸出，由于模塊按照N+1冗余設(shè)計，一個模塊退出，不影響系統(tǒng)正常運行。

處理方法：使用直流卡流表在該模塊的直流輸出線纜處進行測量，確認模塊無電流輸出，然后切斷模塊的交流輸入電源，在集中監(jiān)控器中進行設(shè)置，將該損壞的模塊屏蔽，這樣告警將消失。更換模塊后，再將集中監(jiān)控器中的設(shè)置改回，使模塊通信正常，并對模塊輸出的直流電壓進行調(diào)整，調(diào)整值要與其它模塊輸出一致，并查看所有模塊的輸出電流，達到均流度良好。

1.3 故障現(xiàn)象：充電模塊長期處于均充狀態(tài)

原因分析：模塊一直處于均充狀態(tài)的原因是集中監(jiān)控器不能控制模塊的運行狀態(tài)或集中監(jiān)控器設(shè)置不當、死機情況造成。

查找故障點及處理：首先檢查模塊上的按鈕，是否打在強制均充位置，正常運行時應(yīng)在浮充位置，均充時由集中監(jiān)控器進行控制執(zhí)行；其次查看集中監(jiān)控器有無告警信號，若無告警，則檢查其設(shè)置中浮充電壓值是否正確，正常為單體電池浮充電壓乘以蓄電池總個數(shù)；然后檢查設(shè)置中充電機運行狀態(tài)是否處于均充，若是均充狀態(tài)，將其改為浮充，并查看均充設(shè)置時間，一般為3個月自動均充一次，確認設(shè)置后，觀察模塊是否轉(zhuǎn)為了浮充狀態(tài)；還有一種可能是集中監(jiān)控器死機造成模塊長期處于均充狀態(tài)，將其重新起動后，再將設(shè)置檢查一遍，看是否能夠運行正常，如還不能正常工作就判斷集中監(jiān)控器或通信線可能損害，需進行更換。

1.4 故障現(xiàn)象：充電模塊中只有一個模塊有電流輸出

原因分析：有電流輸出的模塊電壓輸出較高，造成均流度嚴重不均，或其它模塊損害但無告警顯示。

查找故障點及處理：因為無電流輸出的模塊無告警信息，所以我們可以將有電流輸出的模塊退出運行，此時將無電流輸出的模塊一個一個單獨投入，查看是否有電流輸出，無電流輸出的模塊，即可判斷模塊已經(jīng)損害，需及時進行更換，若都有電流輸出，則判斷有電流輸出的模塊電壓偏高，需將其電壓與其它模塊的設(shè)置一致。

2 常見故障之二：蓄電池告警

2.1 故障現(xiàn)象：蓄電池熔斷器故障

原因分析：造成蓄電池熔斷器告警的原因有兩種情況，一種是蓄電池熔斷器熔斷；另一種是熔斷器的撞擊器彈出或撞擊器接點的線頭斷開、虛焊。

查找故障點及處理：首先檢查蓄電池熔斷器的撞擊器是否彈出，如果彈出則引起告警，應(yīng)使用萬用表測量蓄電池保險的兩端看電壓是否一致，不一致則說明保險熔斷，檢查蓄電池組和電池至保險的電纜有無短路情況，未發(fā)現(xiàn)異常，可以更換同型號的保險試送一次，在運行過程中若按照規(guī)程要求執(zhí)行熔斷器定期更換制度，這種情況一般不會出現(xiàn)。撞擊器未彈出時，需檢查撞擊器的接點焊線是否斷開或虛焊，因為正負極距離很近，在焊接的過程中要注意使用絕緣物體將正負極保險隔離，防止短路，由于直流屏帶電，焊接時一人焊接，一人監(jiān)護，謹防焊接人員頭部觸電。

2.2 故障現(xiàn)象：蓄電池單體電壓告警

原因分析：單體電池電壓告警有三方面的原因，第一種是蓄電池巡檢儀采集數(shù)據(jù)不準確或該采集通道損害；第二種是采集單體電壓的線纜或小熔絲接觸不良；第三種是電池本身電壓值不在正常運行值范圍。

查找故障點及處理：使用萬用表測量報警電池電壓是否與告警電壓一致，如果電池在正常運行值范圍，則檢查蓄電池巡檢儀處的輸入電壓是否正常，測量電壓正常說明巡檢儀通道損害，需更換采集通道或整體更換巡檢儀；測量電壓不正常時，檢查采集線纜的電池連接處是否松動或小保險接觸不良，緊固松動處，擰緊小保險；情況如下圖所示：

單體電池電壓不在正常運行值范圍時，檢查電池外觀是否有鼓肚、滲液現(xiàn)象，用手背碰觸電池外殼，檢測電池是否發(fā)熱，來判斷電池內(nèi)部是否存在短路和電解液短缺，如果漏液和發(fā)熱嚴重，應(yīng)及時對該電池進行更換，沒有備用電池時，應(yīng)先將該電池退出運行；當不存在這種情況時，我們應(yīng)對電池組進行核對性充放電試驗，對于220kV變電站來說只需將所有負荷倒至另一套系統(tǒng)，即可進行試驗，針對110kV變電站，我們最好使用備用蓄電池組替換正在運行的蓄電池組，使其完全退出運行，進行深層放電，設(shè)置單體電池達到1.81V放電結(jié)束，如果整體電池在放電過程中達到了規(guī)程要求的放電時間，則電池組在充電完成后投入使用，若問題電池不滿足放電要求，在充電時需監(jiān)測其電壓是否過高，電壓過高說明其內(nèi)組大，容量不足，應(yīng)及時更換，如果充電時電壓不高，可單獨對該電池進行活化，在放電結(jié)束時，要測量電池開路電壓，檢查單體電池有無開路現(xiàn)象，開路電池必須取出。電池組在運行過程中更換單個電池時的示意圖：

2.3 故障現(xiàn)象：蓄電池組欠壓

原因分析：蓄電池整組欠壓主要是充電機不工作或輸出電壓降低造成蓄電池組較長時間放電，導致電池組欠壓。

查找故障點及處理：充電機不工作，說明模塊全部停止運行，所有模塊全部損壞的可能性較小，因此我們只需按照常見故障之一：高頻開關(guān)電源故障中第一種故障的介紹進行處理即可。

3 結(jié)束語

直流系統(tǒng)的故障處理都是在帶電的情況下進行的，在查找故障點的過程中一定要做好監(jiān)護工作，不發(fā)生人身觸電和短路，不造成站內(nèi)直流電源設(shè)備失電。在維護過程中一定要盡心盡責，盡量減少直流設(shè)備故障的發(fā)生，為二次設(shè)備的正常運行提供可靠保障。

參考文獻：

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[3]容曉松，陳磊.變電站直流系統(tǒng)的優(yōu)化[J].硅谷，2011（15）.

作者簡介：崔秀梅（1972-），女，山西高平人，高級工程師，主要從事變電站二次設(shè)備維護；李超（1986-），男，山西永濟人，助理工程師，主要從事變電站二次設(shè)備維護；馬安（1975-），男，山西晉城人，高級工程師，主要從事二次設(shè)備管理。