张军变电站直流系统故障几起实例分析与处理.doc

变电站直流系统故障几起实例分析与处理张 军（宿迁市泗阳县供电公司，江苏 泗阳 223700）摘要 直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源，它还为开关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。本文对220KV泗阳变电所发生的几起直流系统故障实例，结合当时的分析处理情况，进行了较为详细的总结，为今后可能发生的类似情况提供了分析处理的参考方法。关键词 直流系统 故障 分析 处理引言 直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为开关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，是变电站的重要组成部分，必须高度重视直流系统，必须把对直流系统的日常检查、测试以及维护工作放在重要位置，并在发生各类事故的时候优先考虑恢复直流系统的供电。 以笔者工作的220KV泗阳变电所为例，自2007年11月至2008年9月，短短的十个多月的时间，就发生了6次直流系统故障，其中有3次较为严重，直接危胁到对直流负载的可靠供电以及系统设备的安全运行，在变电站二次设备故障中占据相当大的比例，必须引起我们的高度重视和警觉。2008年9月，220KV泗阳变电所1充溃电屏直流系统绝缘降低，最后经查为220KV泗电线4977开关端子箱至开关汇控柜的直流电缆外绝缘破坏，导致电缆对地放电烧毁。2008年8月，1充电屏1充电模块故障，导致1充电屏跳闸。2008年9月，1充电屏整流器故障，连接的蓄电池组对直流负载供电，导致蓄电池电压快速降低等等。导致这几次故障产生的原因各不相同，在直流系统故障中具有典型性，本文根据现场值班员以及继电保护工作人员当时的分析处理情况进行总结，并对照直流系统的相关管理规定和处理原则，进行初步分析和探讨，希望起到抛砖引玉的作用，和同行进行交流提高。1泗阳变电所直流系统概述 220KV泗阳变电所直流系统采用烟台东方电子生产的DF0210A型装置系统，包括充馈电屏、电池屏，对全所直流负荷供电以及对电池组进行充电。正常时从所用电屏分别供交流电源至两组充馈电屏，两组充馈电屏同时运行，各自带部分直流负载，2直流屏上的直流联络闸刀（1、2组联络闸刀）断开。一组充馈电屏供35KV控制、中央信号、事故照明、220KV控制用，二组充馈电屏供直流电压表、故障录波器、遥控屏电压监视以及1、2主变控制用。当其中一组充馈电屏停用或由于其它原因，导致本屏不能代供直流负载以及对本屏蓄电池组进行充电时，应将2直流屏上的1、2组联络闸刀合上，转由另一充馈电屏代供。为保证停役的充电装置检修工作的安全，必须分开相应的充馈电屏在所用电屏上的交流电源空气开关以及整流输出空气开关。直流充馈电屏上还装设了微机接地巡检仪，可供及时发现直流系统绝缘降低、直流接地等故障。以上为本所直流系统原理图2直流系统故障情况处理及分析2.1 1充馈电屏直流系统绝缘降低 当日恰逢本文笔者当班，微机接地巡检仪报警，绝缘降低指示红灯闪烁，装置显示：1充馈电屏直流正对地电阻为0，负对地电阻为-999.9K；正对地电压0V，负对地电压-108.5V。微机接地巡检仪内监测的各分支对地电阻均在正常范围。故障发生时间为上午9：30左右，天气晴朗干燥，变电所直流系统及二次回路均无人工作。笔者立即汇报继电保护专职人员，然后会同班内其他人员对变电所内的直流系统部分进行了初步排查：1、考虑到充馈电屏经常发生充电模块故障，有无可能是其导致的故障发生？而实际1充馈电屏上的充电模块均正常运行，无故障现象，又对屏内的直流小母线进行了检查，在可视的范围内没有明显的放电及接地现象，故这种可能被排除。2、对220KV及110KV室外端子箱、机构箱进行重点排查，虽有部分端子箱内水气较重，导致接线端子排有水珠较潮湿，但并没有放电及接地痕迹，端子箱及机构箱内也无小动物及其它异物可能造成接地。（为排除潮湿原因造成绝缘降低，把水气较重的端子箱门打开，进行通风晾干。）35KV室内端子箱也通过检查而被排除。3、对继电器室的保护、自动装置以及控制电源等进行检查，无异常及接地现象。4、到蓄电池室对第组蓄电池组进行检查，没有发现放电及接地现象，电池屏上的电池检测仪显示每节电池电压正常。继电保护工作人员到达现场后，笔者向其汇报了故障及检查排除情况。继电保护工作人员然后重新进行类似的检查，亦没有发现故障点。为了更进一步查明故障原因，继保人员和值班员商量后，决定先停用第组蓄电池。在分开第组蓄电池空气开关，将第组蓄电池退出运行后，经微机接地巡检仪重新巡检，故障没有消失，说明第组蓄电池组不存在故障。继保人员又决定将1充电装置从整流输出空气开关处进行隔离，检查充电模块及直流小母线有无故障。按照要求，值班员合上2充馈电屏上1、2组直流联络闸刀，将1充电屏所供直流负载及第组蓄电池充电都由2充电屏承担，然后分开1充电屏上整流输出空气开关，但微机接地巡检仪的故障信号并没有消失。为了经快查出故障，在汇报相关领导后，决定拉路查找。为了慎重起见，继保人员又分析了可能产生这种故障的原因：为什么微机接地巡检仪显示正对地电阻为0，各分支检测的对地电阻却正常？有没有无法巡检到的地方有故障存在？和微机接地巡检仪厂家联系，证实了这种可能性的存在。继电保护工作人员突然想起新上间隔220KV泗电4977、4978当初投运时，有关直流部分没有接入微机接地巡检仪。在厂家的指导下，在将泗电4977、4978直流部分接入接地巡检仪后，装置果然显示泗电4977间隔直流电阻较低。经继保人员排查，确定是开关端子箱到开关汇控柜的电缆存在问题。经过开挖，果然发现其中一段有放电烧焦痕迹。分析认为：当初新建施工时，电缆绝缘皮遭到损坏，恰好此处为两节钢管的接头处，绝缘降低引起电缆对地放电烧焦，导致故障发生。经值班员和省调联系将泗电4977开关进行旁代停电后，对端子箱到汇控柜的这段电缆进行更换。恢复泗电4977开关正常供电后，直流系统绝缘降低故障现象消失，直流系统恢复正常。2.2 1充电模块故障致充电装置跳闸运行中的直流系统报警，经现场检查为1充电装置跳闸，所用电屏上供充馈电屏的交流电源空气开关没有跳闸，直流负载各空气小开关及蓄电池空气开关均在正常合位。为保证对1#充电屏上直流负载的可靠供电及第蓄电池组的正常充电，在分开1充电装置的整流输出空气开关后，合上2充电屏上的1、2组直流联络闸刀。根据相关现象，值班员首先将1充馈电屏后门打开检查，发现第组交流电源输入空气开关跳闸，在确信不会危及直流系统正常运行的情况下，将此交流输入电源空气开关试合闸。该空气开关立即跳开，同时1充馈电屏上的1整流模块后部有放电声音及冒烟现象，初步判定为1整流模块故障导致1#充电装置跳闸。汇报继电保护工作人员，在继保人员到达现场并取下1整流模块后，重新合上1#充馈电屏后交流电源输入空气开关，1#充电装置恢复正常。2.3运行中1#充电屏整流器故障 运行中1#充馈电屏有语音提示“整流器故障”，值班员到现场检查后发现：1#充馈电屏上六组整流模块故障灯同时亮，交流电压及其他指示仪表显示均无异常。但从浮充电监测单元显示屏却发现对蓄电池的浮充电流为-3A，1#蓄电池组整组电压降低为220V左右，低于蓄电池组正常浮充电时的合格电压值，其中9#电池单节电压降为12.06V，电池检测仪巡检到此节电池时就出现报警。根据出现的各种信号，以及浮充电流不正反而为负值，蓄电池的电压较正常浮充时有明显降低，值班员判定1#充电装置整流器出现故障，充电装置对蓄电池不再进行浮充电，1#充馈电屏上直流负载由本屏蓄电池组进行供电，可能故障时间较长致蓄电池组的电压降低超过限值报警。为了保证对1#充馈电屏上直流负载的可靠供电，防止蓄电池组因长时间放电电压过低而损坏，决定将1#充馈电屏上的直流负载改由2#充电装置代供，组蓄电池改由2#充电装置进行充电。在分开1#充电装置整流输出空气开关后，合上2#充馈电屏上1、2组直流联络闸刀，实现以上功能。继电保护专职人员根据故障现象试着将1#充馈电屏上的六组整流模块一一取出，故障现象没有消失。后联系东方电子厂家，其工作人员到现场将装置系统的数据部分进行更改后，1#充电装置恢复正常运行。以上是对笔者所工作的变电所最近一段时间发生的直流系统故障中的部分实例进行的分析，现场发生的远不止这些，故障的原因、现象也各不相同，但是都对直流系统的稳定运行产生不利的影响，必须引起我们的足够重视。3对策及建议3.1严把直流系统的施工验收对新建、扩建以及改造工程，凡涉及到直流系统的部分，须制定详细的验收计划，严格验收，不留隐患死角。对某些细节也应考虑周祥，如各种直流电缆的外绝缘也必须在填埋、放线时做全面外观检查，防止人为损坏。增加和改造的直流系统分支在微机接地检测仪中及时添加、调整，做到和现场对应。3.2加强直流系统的巡视检测值班员要加强对直流充电装置及整个直流系统的巡视检查力度，并定期检查测试，及时发现直流系统存在的安全隐患和故障，及早进行排查和恢复，保证直流系统的健康稳定运行。3.3制定详细的直流系统故障处理预案根据变电所直流系统具体情况，结合已经发生的各类直流系统故障实例，以及调度规程、现场规程对直流系统故障处理的要求，制定详细的直流系统故障处理预案，使之成为变电所直流系统故障处理的指导文书。3.4开展直流系统相关培训鉴于直流系统在变电站中的重要作用，要通过技术培训、事故预想、反事故演习等形式，积极开展直流系统原理、故障原因分析及处理等培