预防直流电源系统事故措施.doc

附件6：预防直流电源系统事故措施（附编制说明）国家电网公司8目 录第一章 总则.1第二章 管理规定.1第三章 运行维护.2第四章 技术措施.2预防直流电源系统事故措施编制说明. 4预防直流电源系统事故措施第一章 总则第一条 为了提高直流电源系统的运行可靠性和运行管理水平，防止由其引发或扩大电网事故，特制定本预防措施。第二条 本措施是依据国家有关标准、规程和规范并结合近年来国家电网公司输变电设备评估分析、生产运行情况分析以及设备运行经验而制定的。第三条 本措施针对直流电源系统设备在运行中容易导致典型、频繁出现的事故（障碍）等环节提出了具体的预防措施。第四条本措施适用于国家电网公司系统所辖发电厂、变电站、换流站、串补站直流电源装置的管理。通信、自动化等专业所使用的专用直流电源装置的管理可参照执行。第五条各网省公司可根据本措施，结合本地区实际情况制定相应的实施细则。第二章 引用标准以下为设备设计、制造及试验所应遵循的国家、行业和企业的标准及规范，但不仅限于此：DL/T 459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T 637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T 720-2000 电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/T 724-2000 电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护规程DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块DL/T 5044-2004 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定 DL/T 5120-2000 小型电力工程直流系统设计规程国家电网公司变电站管理规范（试行）（国家电网生2003387号） 国家电网公司电力生产设备评估管理办法（生产输电200395号）国家电网公司关于加强电力生产技术监督工作意见（生产输电200329号）国家电网公司直流电源系统技术规范（国家电网生2004634号）第三章 管理规定第六条 组织管理（一）各网省电力公司生产技术职能管理部门应设专职或兼职工程师,负责所辖发电厂、变电站、换流站、串补站等直流电源装置的运行监督和归口管理工作。组织贯彻国家行业及上级有关直流电源装置的技术标准、规程、规定和预防事故措施，定期组织对本区域直流电源系统进行技术分析和评估，并不断完善本地区直流电源装置的技术规范。（二）各发、供电企业，应建立以总工程师负责的三级直流电源装置技术监督网，即公司（局）、基层单位、专业班站。（三）各发、供电企业的生产技术职能管理部门应设专职或兼职工程师，负责本单位变电站直流电源装置运行管理监督工作。贯彻执行有关直流电源装置的技术标准、规程、规定和预防事故措施。定期组织本单位直流电源系统的运行分析、设备评估；经常开展有关直流电源系统的技术分析和研究。参加本单位有关事故调查，不断完善和修订本单位直流电源系统预防事故措施和技术规范，并监督贯彻与实施。第七条 技术管理（一）直流电源装置出厂应提供产品安装使用说明书、图纸、试验报告、产品合格证等资料；蓄电池组还应提供充放电曲线和内阻值。（二）运行单位必须建立直流电源装置的技术档案，从设计选型、方案审查、设备监造、安装试验、交接验收、运行维护、技术资料等各个环节抓起，作好设备全过程管理。（三）运行部门和专业班组应严格按照国家、行业、企业及上级有关直流电源系统的技术规范、反事故措施要求，认真做好直流电源系统的交接验收、运行维护、技术分析、设备评估、资料挡案等各项维护和管理工作，努力提高直流电源系统的运行水平和可靠性。第四章 运行维护第八条（一）发电厂、220kV及以上变电站应满足两组蓄电池、两台高频开关电源或三台相控充电装置的配置要求。（二）110kV变电站应满足一组蓄电池、一台高频开关电源或两台相控充电装置的配置要求。部分重要110kV变电站可配置两组蓄电池、两台高频开关电源或三台相控充电装置。（三）35kV及以下电压等级的变电站原则上应采用蓄电池组供电；对原有运行采用“电容储能”、硅整流器、48V电池简易直流电源装置或无直流电源的变电站，应安排更换和改造。（四）采用阀控式密封铅酸蓄电池配套的充电装置的稳压精度和稳流精度均应不大于1%，输出电压的纹波系数应不大于1%。第九条 220kV及以上变电站直流电源装置除由本站电源的站用变供电外，还应具有可靠的外来独立电源站用变供电。同时应满足两台及以上站用变的配置要求。220kV及以上变电站直流母线应采用分段运行的方式，并在两段直流母线之间设置联络断路器或隔离开关，正常运行时断路器或隔离开关处于断开位置。每段母线应分别采用独立的蓄电池组供电，每组蓄电池和充电装置应分别接于一段母线上。当装有第三台充电装置时，其可在两段母线之间切换，任何一台充电装置退出运行时，投入第三台充电装置。第十条 为使蓄电池始终处于满容量备用状态，各组蓄电池均应采用全浮充电方式运行，各类蓄电池的充电电压应严格按照制造厂规定进行。第十一条 直流系统熔断器应分级配置，上下级熔体应满足选择性配合要求。一个站的直流熔断器或自动空气断路器，原则上应选用同一制造厂系列产品。使用前宜进行安秒特性和动作电流抽检，同一条支路上的空气开关和熔断器不宜混合使用。直流回路中采用空气自动空气断路器时，必须选用合格的直流空气断路器，严禁采用交流空气断路器。对已经采用的，必须安排更换。第十二条 铅酸蓄电池长期处于浮充电方式运行，会使单体蓄电池端电压、密度、容量等产生不均衡现象，甚至出现“硫化”，为防止此类现象发生，运行中蓄电池必须严格按照有关规程规定进行均衡充电和核对性充放电。第十三条 为防止蓄电池极板开路造成事故，应作好蓄电池巡检、定期测量单体电池电压或采取其它技术手段。第十四条 阀控式密封铅酸蓄电池除不测量密度，不添加蒸馏水之外，其它维护工作和一般蓄电池同等对待。第四章 技术措施第十五条 为保证新建、扩建工程质量、蓄电池应处于完好满容量充电状态，投产前应对蓄电池进行全容量核对性充放电，并应与制造厂提供的放电曲线、内阻值（阀控式）相吻合。必要时由蓄电池制造企业现场指导安装或进行充放电工作。第十六条 充电装置交流供电输入端应采取防止电网浪涌冲击电压侵入充电模块的技术措施。第十七条 当装置或系统在动力母线与控制母线设有降压装置的系统，必须采取防止降压装置开路造成控制母线失压的措施。第十八条 采用高频开关模块整流的充电装置，整流模块最低应满足“N+1”的配置，并采用并列方式运行，任意充电模块发生故障，不影响直流系统运行。第十九条 为确保变电站直流系统安全可靠运行，运行单位应从设计选型、方案审查、设备监造、安装试验、交接验收、运行维护、技术资料等各个环节抓起，作好设备全过程管理。预防直流电源系统事故措施编制说明第一章 总则本章主要说明制订本措施的目的和依据以及本措施的主要内容和适用范围。本措施从直流系统配置、方案设计、设备选型、交流供电、蓄电池组、充电装置、监控装置、设备监造、安装试验、交接验收、运行维护、监督管理等关键环节提出了预防事故措施要求。在编制过程中，走访和调研了大量设备制造厂家、运行单位、专业归口管理单位、听取了有关专家的建议和意见，并参考了一些电力企业的现行直流电源系统预防事故措施规定。本措施只提出了预防直流电源系统事故的一般原则性要求，各地应根据本地区设备种类和管理方式制订符合实际的具体措施。第二章 引用标准本章列出本措施所引用的部分国家标准、电力行业标准和国家电网公司相关规定，但并不仅限于此。第三章 管理规定第六条 组织管理直流电源系统的技术管理相对比较薄弱，加强直流专业的管理，首先应健全机构，明确职责，规范管理程序，实行直流电源专业的全过程管理。第七条 技术管理本条从预防直流电源系统事故的技术管理角度，提出了直流专业管理应具备的技术档案、资料，以及运行单位应开展的主要技术活动。第三章 运行维护第八条 本条从直流电源系统的配置方面，提出了预防事故的措施要求。发电厂、220kV及以上变电站应满足两组蓄电池、两台高频开关电源或三台相控充电装置的配置要求。在直流电源系统技术标准中已规定了高频开关电源在模块设计上应满足N+1配置，因此，采用两台高频开关电源供电的直流电源系统可满足运行要求。110kV变电站应满足一组蓄电池、一台高频开关电源或两台相控充电装置的配置要求。部分重要110kV变电站可配置两组蓄电池、两台高频开关电源或三台相控充电装置。这里提出的是最基本的配置要求，在实施中，根据各地不同情况，可以高于但不能低于该最低配置要求。根据调研结果，各地在直流电源的配置上存在较大的差距，有些地区仍有部分变电站采用“电容储能”、硅整流器、48V电池简易直流电源装置，该类电源运行可靠性差，应尽快进行更换和改造。采用阀控式密封铅酸蓄电池配套的充电装置的稳压精度和稳流精度均应不大于1%，输出电压的纹波系数应不大于1%。主要是由于阀控式密封铅酸蓄电池由于结构上的特点，承受过充电能力较差，因此对该类蓄电池的充电装置技术要求较高。否则，将容易造成阀控式密封铅酸蓄电池损坏或影响其使用寿命。第九条 220KV及以上变电站直流电源装置除由本站电源的站用变供电外，还必须具有可靠的外来独立电源站用变供电。同时应满足两台及以上站用变的配置要求。本条规定主要是为了预防全站失去交流站用电源。由于220KV及以上变电站的重要性，在本站提供的交流电源失压的情况下，也不应失去站用电源。220kV及以上变电站直流母线应采用分段运行的方式，并在两段直流母线之间设置联络断路器或隔离开关，正常运行时断路器或隔离开关处于断开位置。每段母线应分别采用独立的蓄电池组供电，每组蓄电池和充电装置应分别接于一段母线上。当装有第三台充电装置时，其可在两段母线之间切换，任何一台充电装置退出运行时，投入第三台充电装置。该项预防直流系统事故措施已提出数年，多数变电站已达到了该要求。未达到要求的变电站，应尽快改造完善。有所不同的是有些地区使用联络断路器，也有些地区使用联络隔离开关。二者均能起到分段隔离的目的，但使用直流断路器操作比较灵活，若使用隔离开关，操作时，则应受到条件限制。第十一条 据调查，部分制造厂和用户还存在直流回路使用交流空气断路器的情况，给运行带来了较大的安全隐患。由于交流电弧与直流电弧具有不同的灭弧机理，决定了交流和直流真空断路器的灭弧室具有根本的差异，交流空气断路器不具备熄灭直流短路电弧的能力。因此，直流回路中严禁使用交流空气断路器。 由于不同制造厂或不同系列产品存在性能差异，混合使用有可能会失去动作选择性配合，因此，一个站的直流熔断器或自动空气开关，原则上应选用同一厂家的系列产品。断路器与熔断器混合保护的级差配合比较困难，由于无时限的断路器的脱扣速度基本不变，而熔断器的动作具有反时限特性。无论断路器安装在熔断器之前或之后，总在某些短路电流值范围内会出现失去动作选择性。因此，应避免这种组合保护方式。对空气开关和熔断器进行安秒特性和动作电流抽检工作比较困难，应由网、省直流职能管理部门组织进行，用户在使用时可以直接查阅和结果既可。第十二条 因为铅酸蓄电池长期自放电运行，正极板由深褐色的二氧化铅逐渐变为硫酸铅，负极由灰色的绒状铅逐渐变为硫酸铅，这一硫酸化的过程长期存在是有害的，其体积和电阻将增大很多，一克分子的铅、二氧化铅和硫酸铅体积比为18：26：49，所以长期自放电即过量放电，硫酸铅因过分膨胀，轻者极板脱离，重者造成极板弯曲短路损坏，因而要求对端电池采取防硫化措施。第十三条 为防止蓄电池极板开路造成事故，应作好蓄电池巡检、定期测量单体电池电压或采取其它技术手段。虽然蓄电池极板开路故障虽几率较低，但危害较大，已有此类故障造成不良后果的案例。测量单体蓄电池，一般可以发现该类故障，因此这里强调的是，应定期测量的是单体电压，而不是整组电压。第十四条 阀控式密封铅酸蓄电池曾被俗称为“免维护”蓄电池，给运行维护人员造成一种不正确的误解，以为该类蓄电池运行过程中不需要进行维护，实际上，这种一种误导。阀控式密封铅酸蓄电池除不测量密度，不添加蒸馏水之外，其它维护工作和一般蓄电池同等对待。第四章 技术措施第十五条 蓄电池组出厂时，一般处于安全充电状态，未被完全活化，投产前需由工程建设和生产运行单位的直流专业人员参与对蓄电池组进行检查、检测。投产前应对蓄电池进行全容量核对性充放电，并应与厂家提供的放电曲线、内阻值（阀控式）相吻合。如果在技术方面必要时，由蓄电池制造企业现场指导安装或进行充放电工作。初充电记录是蓄电池的重要档案资料。蓄电池组的初充放电曲线要与厂家提供的曲线进行对比，若二者有较大出入时，应查明原因，并采取相应措施后，方可投产。第十六条 充电装置交流供电输入端应采取防止电网浪涌冲击电压侵入充电模块的技术措施。交流系统产生浪涌冲击电压时，往往造成充电模块或其它电子元件损坏，该类故障在运行设备上时有发生，有些制造厂已经采取了相应的措施。凡还未采取措施的制造厂，必须针对该类问题采取有效措施。第十七条 当装置或系统在动力母线与控制母线设有降压装置的系统，必须采取防止降压装置开路造成控制母线失压的措施。新设计的直流电源系统一般都采取了防止降压装置开路造成控制母线失压的措施，但对于早期投产的采用单硅链进行降压的直流电源系统应采取相应措施予以完善。第十八条采用高频开关模块整流的充电装置，整流模块最低应满足“N+1”的配置，并采用并列方式运行，任意充电模块发生故障，不影响直流系统运行。高频开关模块整流的充电装置，其模块采用“N+1”的配置，是为了防止任一充电模块故障，都不影响充电装置的额定输出容量。第十九条 为确保变电站直流系统安全可靠运行，运行单位应从设计选型、方案审查、设备监