淺析高港泵站直流系統的運行維護及故障處理

蔡亞琴++錢華清++陳擎環

摘 要：直流系統是大型泵站重要的電源系統，為工程設備提供穩定可靠的工作電源，用于控制、保護、信號、事故照明和應急消防等。直流系統是浮空制的不接地系統，如果發生母線絕緣不良等接地故障，可能引起保護裝置誤動、拒動，從而造成重大事故。該文了闡述了高港泵站直流系統的情況介紹、日常維護以及故障案列處理方法，為泵站現場運行和檢修人員迅速有效地應對直流系統故障提供參考。

關鍵詞：泵站 直流系統 維護 故障處理

中圖分類號：TV675 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系統介紹

直流電源系統是高港泵站二次系統的重要組成部分，由程控高頻開關整流模塊、可編程控制器（PLC）、蓄電池組、絕緣監視裝置、蓄電池自動監測裝置、母線電壓自動調節裝置、觸摸屏、預告信號裝置等組成，電氣原理框圖見圖1。鉛酸蓄電池采用德國陽光膠體dryfit A412/180AH免維護蓄電池，電池組電壓243 V左右。高港泵站直流電源系統主要用于主變、站變、主機的控制和保護，斷路器手車的儲能，主機快速閘門的控制，閘門抱閘電磁鐵的吸合，主機勵磁可控硅、電磁閉鎖、逆變器、控制樓的事故照明和應急消防等，它的可靠性直接影響整個大型泵站工程的安全運行和工程效益的充分發揮。實際運行過程中，直流系統故障引起保護的誤動或拒動，嚴重威脅到設備的安全運行，甚至出現特別嚴重的安全事故。因此加強直流系統的運行維護，快速進行直流系統故障處理，及時消除故障隱患，從而保證大型泵站的安全運行至關重要。

2 直流系統運行維護

直流系統運行維護的內容如下：

（1）對充電整流器進行電壓測量，檢查輸入輸出端子連接是否緊固、模塊與底座連接處有無發熱氧化現象、散熱風扇工作是否正常及模塊與PLC通訊情況，及時清除模塊內部粉塵。

（2）檢查PLC、觸摸屏運行狀態，以及與擴展模塊的通訊和連接情況，及時更新PLC程序。

（3）檢查系統各功能控制器、采樣傳感器、繼電器、主接觸器外形、溫度及運行情況是否正常。

（4）檢查系統充放電功能，每年做一次電池的充放電試驗，記錄單體電池電壓、總電壓、充放電電流并存檔。發現電池性能不符合要求應及時處理。

（5）檢查進線電源雙回路自動切換功能、保護報警功能是否正常。

（6）在巡視中應檢查蓄電池的單體電壓值，連接片有無松動和腐蝕現象，殼體有無滲漏和變形，極柱和安全閥周圍是否有酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池溫度是否過高等。

（7）根據現場實際情況，應定期一個月對蓄電池組做外殼清潔工作，記錄單個電池端電壓，以及電池組總電壓、充電電壓、充電電流、母線電壓。

3 直流系統故障處理

直流系統常見的故障有系統失電、絕緣不良報警等接地故障、熔斷器熔斷等，具體故障案列及處理方法如下：

（1）直流系統失電的原因是多方面的，比如無交流電輸入、元器件損壞、接觸不良等，造成的后果是所有電氣設備必須停止運行。2007年11月15日我站在進行所變、站變倒電切換操作中發現直流系統全部失電（當時交流電輸入已被切斷），無法進行高壓斷路器的儲能、控制和倒閘操作。處理方法是：首先用萬用表測量蓄電池組兩端的電壓，電壓顯示240 V左右，說明蓄電池組聯接正常，單體電池性能良好。然后沿著蓄電池組放電回路依次檢查輸出電壓，發現電池輸出總開關QF31進線端、出線端皆有電壓顯示，而負載總開關1和負載總開關2進線端均無電壓顯示，說明問題出在QF31空氣開關至負載總開關這一段電纜上。最后通過拆線檢查，發現QF31空氣開關出線端端子壓在電纜皮上造成接觸不良，對電纜進行處理后進行了重新聯接，直流系統工作正常，故障排除。

（2）直流系統常見接地故障有絕緣不良、一點接地、多點接地等，產生的原因有設備損壞、天氣原因引起設備及端子受潮、電纜表皮由于振動和碰撞產生絕緣破損、裸露金屬積有灰塵、控制電纜的接頭遇到滲漏油的侵蝕、小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信號、照明部分后操作部分、先室外后室內、先負荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的辦法。具體處理方法有拉回路法和儀器定位法。使用拉回路法切斷各直流回路時，切斷時間不得超過3 s，不論故障報警信號是否消除均應合上。當發現接地在某一回路，有環路的應先解環，再采用取熔絲（保險）及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除為止。我站2012年4月某日凌晨4點多，值班人員聽到報警聲，現場發現是直流系統燈光音響信號報警，檢查觸摸屏報警信息為正母線絕緣不良故障。通過對合閘母線和控制母線上的分路負載進行拉路檢查，確定了絕緣故障在10 kV控母這一路負載開關，10 kV控母下有9臺主機、站變、所變及10 kV進線開關柜控制電源12路負載，再采取拔熔絲的方法對每一路負載進行檢查判斷，最終鎖定故障在7#主機高壓控制柜。通過拆除高壓柜內正母線（線號201）端子上的所有控制線，逐根排查發現：安裝在7#主機外殼上緊急停機按鈕控制線電纜接頭由于透平油的侵蝕與零電位的電機外殼接觸導致正母線絕緣不良故障。處理措施：拆開絕緣不良的正母線控制電纜兩頭，對其重新進行連接和絕緣處理，防止控制電纜再與接地機殼直接接觸，故障消除。

4 結語

直流系統作為十分重要的電源系統，在泵站日常運行中要加強巡查，及時發現系統的安全隱患。發現故障要及時排查、處理，對于一時無法處理的系統故障，要做好匯報和記錄工作，以確保直流系統的安全運行。

參考文獻

[1] 毛偉昕.直流系統接地故障檢測方法比較[C]//第十屆全國煤礦自動化學術年會論文集，2000.

[2] 榮曉松，陳磊.變電站直流系統的優化[J].硅谷，2011（15）.endprint

摘 要：直流系統是大型泵站重要的電源系統，為工程設備提供穩定可靠的工作電源，用于控制、保護、信號、事故照明和應急消防等。直流系統是浮空制的不接地系統，如果發生母線絕緣不良等接地故障，可能引起保護裝置誤動、拒動，從而造成重大事故。該文了闡述了高港泵站直流系統的情況介紹、日常維護以及故障案列處理方法，為泵站現場運行和檢修人員迅速有效地應對直流系統故障提供參考。

關鍵詞：泵站 直流系統 維護 故障處理

中圖分類號：TV675 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系統介紹

直流電源系統是高港泵站二次系統的重要組成部分，由程控高頻開關整流模塊、可編程控制器（PLC）、蓄電池組、絕緣監視裝置、蓄電池自動監測裝置、母線電壓自動調節裝置、觸摸屏、預告信號裝置等組成，電氣原理框圖見圖1。鉛酸蓄電池采用德國陽光膠體dryfit A412/180AH免維護蓄電池，電池組電壓243 V左右。高港泵站直流電源系統主要用于主變、站變、主機的控制和保護，斷路器手車的儲能，主機快速閘門的控制，閘門抱閘電磁鐵的吸合，主機勵磁可控硅、電磁閉鎖、逆變器、控制樓的事故照明和應急消防等，它的可靠性直接影響整個大型泵站工程的安全運行和工程效益的充分發揮。實際運行過程中，直流系統故障引起保護的誤動或拒動，嚴重威脅到設備的安全運行，甚至出現特別嚴重的安全事故。因此加強直流系統的運行維護，快速進行直流系統故障處理，及時消除故障隱患，從而保證大型泵站的安全運行至關重要。

2 直流系統運行維護

直流系統運行維護的內容如下：

（1）對充電整流器進行電壓測量，檢查輸入輸出端子連接是否緊固、模塊與底座連接處有無發熱氧化現象、散熱風扇工作是否正常及模塊與PLC通訊情況，及時清除模塊內部粉塵。

（2）檢查PLC、觸摸屏運行狀態，以及與擴展模塊的通訊和連接情況，及時更新PLC程序。

（3）檢查系統各功能控制器、采樣傳感器、繼電器、主接觸器外形、溫度及運行情況是否正常。

（4）檢查系統充放電功能，每年做一次電池的充放電試驗，記錄單體電池電壓、總電壓、充放電電流并存檔。發現電池性能不符合要求應及時處理。

（5）檢查進線電源雙回路自動切換功能、保護報警功能是否正常。

（6）在巡視中應檢查蓄電池的單體電壓值，連接片有無松動和腐蝕現象，殼體有無滲漏和變形，極柱和安全閥周圍是否有酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池溫度是否過高等。

（7）根據現場實際情況，應定期一個月對蓄電池組做外殼清潔工作，記錄單個電池端電壓，以及電池組總電壓、充電電壓、充電電流、母線電壓。

3 直流系統故障處理

直流系統常見的故障有系統失電、絕緣不良報警等接地故障、熔斷器熔斷等，具體故障案列及處理方法如下：

（1）直流系統失電的原因是多方面的，比如無交流電輸入、元器件損壞、接觸不良等，造成的后果是所有電氣設備必須停止運行。2007年11月15日我站在進行所變、站變倒電切換操作中發現直流系統全部失電（當時交流電輸入已被切斷），無法進行高壓斷路器的儲能、控制和倒閘操作。處理方法是：首先用萬用表測量蓄電池組兩端的電壓，電壓顯示240 V左右，說明蓄電池組聯接正常，單體電池性能良好。然后沿著蓄電池組放電回路依次檢查輸出電壓，發現電池輸出總開關QF31進線端、出線端皆有電壓顯示，而負載總開關1和負載總開關2進線端均無電壓顯示，說明問題出在QF31空氣開關至負載總開關這一段電纜上。最后通過拆線檢查，發現QF31空氣開關出線端端子壓在電纜皮上造成接觸不良，對電纜進行處理后進行了重新聯接，直流系統工作正常，故障排除。

（2）直流系統常見接地故障有絕緣不良、一點接地、多點接地等，產生的原因有設備損壞、天氣原因引起設備及端子受潮、電纜表皮由于振動和碰撞產生絕緣破損、裸露金屬積有灰塵、控制電纜的接頭遇到滲漏油的侵蝕、小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信號、照明部分后操作部分、先室外后室內、先負荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的辦法。具體處理方法有拉回路法和儀器定位法。使用拉回路法切斷各直流回路時，切斷時間不得超過3 s，不論故障報警信號是否消除均應合上。當發現接地在某一回路，有環路的應先解環，再采用取熔絲（保險）及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除為止。我站2012年4月某日凌晨4點多，值班人員聽到報警聲，現場發現是直流系統燈光音響信號報警，檢查觸摸屏報警信息為正母線絕緣不良故障。通過對合閘母線和控制母線上的分路負載進行拉路檢查，確定了絕緣故障在10 kV控母這一路負載開關，10 kV控母下有9臺主機、站變、所變及10 kV進線開關柜控制電源12路負載，再采取拔熔絲的方法對每一路負載進行檢查判斷，最終鎖定故障在7#主機高壓控制柜。通過拆除高壓柜內正母線（線號201）端子上的所有控制線，逐根排查發現：安裝在7#主機外殼上緊急停機按鈕控制線電纜接頭由于透平油的侵蝕與零電位的電機外殼接觸導致正母線絕緣不良故障。處理措施：拆開絕緣不良的正母線控制電纜兩頭，對其重新進行連接和絕緣處理，防止控制電纜再與接地機殼直接接觸，故障消除。

4 結語

直流系統作為十分重要的電源系統，在泵站日常運行中要加強巡查，及時發現系統的安全隱患。發現故障要及時排查、處理，對于一時無法處理的系統故障，要做好匯報和記錄工作，以確保直流系統的安全運行。

參考文獻

[1] 毛偉昕.直流系統接地故障檢測方法比較[C]//第十屆全國煤礦自動化學術年會論文集，2000.

[2] 榮曉松，陳磊.變電站直流系統的優化[J].硅谷，2011（15）.endprint

摘 要：直流系統是大型泵站重要的電源系統，為工程設備提供穩定可靠的工作電源，用于控制、保護、信號、事故照明和應急消防等。直流系統是浮空制的不接地系統，如果發生母線絕緣不良等接地故障，可能引起保護裝置誤動、拒動，從而造成重大事故。該文了闡述了高港泵站直流系統的情況介紹、日常維護以及故障案列處理方法，為泵站現場運行和檢修人員迅速有效地應對直流系統故障提供參考。

關鍵詞：泵站 直流系統 維護 故障處理

中圖分類號：TV675 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系統介紹

直流電源系統是高港泵站二次系統的重要組成部分，由程控高頻開關整流模塊、可編程控制器（PLC）、蓄電池組、絕緣監視裝置、蓄電池自動監測裝置、母線電壓自動調節裝置、觸摸屏、預告信號裝置等組成，電氣原理框圖見圖1。鉛酸蓄電池采用德國陽光膠體dryfit A412/180AH免維護蓄電池，電池組電壓243 V左右。高港泵站直流電源系統主要用于主變、站變、主機的控制和保護，斷路器手車的儲能，主機快速閘門的控制，閘門抱閘電磁鐵的吸合，主機勵磁可控硅、電磁閉鎖、逆變器、控制樓的事故照明和應急消防等，它的可靠性直接影響整個大型泵站工程的安全運行和工程效益的充分發揮。實際運行過程中，直流系統故障引起保護的誤動或拒動，嚴重威脅到設備的安全運行，甚至出現特別嚴重的安全事故。因此加強直流系統的運行維護，快速進行直流系統故障處理，及時消除故障隱患，從而保證大型泵站的安全運行至關重要。

2 直流系統運行維護

直流系統運行維護的內容如下：

（1）對充電整流器進行電壓測量，檢查輸入輸出端子連接是否緊固、模塊與底座連接處有無發熱氧化現象、散熱風扇工作是否正常及模塊與PLC通訊情況，及時清除模塊內部粉塵。

（2）檢查PLC、觸摸屏運行狀態，以及與擴展模塊的通訊和連接情況，及時更新PLC程序。

（3）檢查系統各功能控制器、采樣傳感器、繼電器、主接觸器外形、溫度及運行情況是否正常。

（4）檢查系統充放電功能，每年做一次電池的充放電試驗，記錄單體電池電壓、總電壓、充放電電流并存檔。發現電池性能不符合要求應及時處理。

（5）檢查進線電源雙回路自動切換功能、保護報警功能是否正常。

（6）在巡視中應檢查蓄電池的單體電壓值，連接片有無松動和腐蝕現象，殼體有無滲漏和變形，極柱和安全閥周圍是否有酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池溫度是否過高等。

（7）根據現場實際情況，應定期一個月對蓄電池組做外殼清潔工作，記錄單個電池端電壓，以及電池組總電壓、充電電壓、充電電流、母線電壓。

3 直流系統故障處理

直流系統常見的故障有系統失電、絕緣不良報警等接地故障、熔斷器熔斷等，具體故障案列及處理方法如下：

（1）直流系統失電的原因是多方面的，比如無交流電輸入、元器件損壞、接觸不良等，造成的后果是所有電氣設備必須停止運行。2007年11月15日我站在進行所變、站變倒電切換操作中發現直流系統全部失電（當時交流電輸入已被切斷），無法進行高壓斷路器的儲能、控制和倒閘操作。處理方法是：首先用萬用表測量蓄電池組兩端的電壓，電壓顯示240 V左右，說明蓄電池組聯接正常，單體電池性能良好。然后沿著蓄電池組放電回路依次檢查輸出電壓，發現電池輸出總開關QF31進線端、出線端皆有電壓顯示，而負載總開關1和負載總開關2進線端均無電壓顯示，說明問題出在QF31空氣開關至負載總開關這一段電纜上。最后通過拆線檢查，發現QF31空氣開關出線端端子壓在電纜皮上造成接觸不良，對電纜進行處理后進行了重新聯接，直流系統工作正常，故障排除。

（2）直流系統常見接地故障有絕緣不良、一點接地、多點接地等，產生的原因有設備損壞、天氣原因引起設備及端子受潮、電纜表皮由于振動和碰撞產生絕緣破損、裸露金屬積有灰塵、控制電纜的接頭遇到滲漏油的侵蝕、小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信號、照明部分后操作部分、先室外后室內、先負荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的辦法。具體處理方法有拉回路法和儀器定位法。使用拉回路法切斷各直流回路時，切斷時間不得超過3 s，不論故障報警信號是否消除均應合上。當發現接地在某一回路，有環路的應先解環，再采用取熔絲（保險）及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除為止。我站2012年4月某日凌晨4點多，值班人員聽到報警聲，現場發現是直流系統燈光音響信號報警，檢查觸摸屏報警信息為正母線絕緣不良故障。通過對合閘母線和控制母線上的分路負載進行拉路檢查，確定了絕緣故障在10 kV控母這一路負載開關，10 kV控母下有9臺主機、站變、所變及10 kV進線開關柜控制電源12路負載，再采取拔熔絲的方法對每一路負載進行檢查判斷，最終鎖定故障在7#主機高壓控制柜。通過拆除高壓柜內正母線（線號201）端子上的所有控制線，逐根排查發現：安裝在7#主機外殼上緊急停機按鈕控制線電纜接頭由于透平油的侵蝕與零電位的電機外殼接觸導致正母線絕緣不良故障。處理措施：拆開絕緣不良的正母線控制電纜兩頭，對其重新進行連接和絕緣處理，防止控制電纜再與接地機殼直接接觸，故障消除。

4 結語

直流系統作為十分重要的電源系統，在泵站日常運行中要加強巡查，及時發現系統的安全隱患。發現故障要及時排查、處理，對于一時無法處理的系統故障，要做好匯報和記錄工作，以確保直流系統的安全運行。

參考文獻

[1] 毛偉昕.直流系統接地故障檢測方法比較[C]//第十屆全國煤礦自動化學術年會論文集，2000.

[2] 榮曉松，陳磊.變電站直流系統的優化[J].硅谷，2011（15）.endprint