站用电源系统(蓄电池)典型案例分析及预防措施

深圳市泰昂能源科技股份向参加培训的各位专家领导问好！站用电源系统〔蓄电池〕典型案例分析及预防措施深圳市泰昂能源科技股份深圳市泰达效劳电源技术杨朋静2023/7/6一、某500kV变电站站用电源事件二、某220kV变电站站用电源事件三、某110kV变电站站用电源事件四、蓄电池质量问题五、存在问题及防范措施六、防止站用交流电源失电七、防止站用直流电源失电八、交流电源系统常见故障处理九、直流电源系统常见故障处理目录某500kV变电站站用电源事件一、事故概况：2021年08月，某500kV变电站发生站用交流电源全失事件，由于380VIM母线相间短路故障引起。故障发生后：#1站用401断路器首先过流跳闸，380VIM母线失压；随后#1备自投动作，合上400甲断路器；故障电流未消除，400甲断路器未动作，#0站用变保护跳#0站用变变高717断路器，造成0M母线失压；然后#2备自投动作，合上400乙断路器，故障电流仍未消除，400乙断路器未动作，#2站用变保护跳#2站用变变高349和变低402开关，最终导致全站380V交流失压。某500kV变电站站用电源事件一、交流电源系统接线图如下图某500kV变电站站用电源事件一、直接原因经检查，#1母线分支母线末端的绝缘支撑件绝缘降低为事故的直接原因。变电站所处位置刚刚下雨，交流电源屏的运行环境与外部直接相通，环境绝缘降低，最终发生短路故障。某500kV变电站站用电源事件一、扩大原因事故开展的顺序来看，扩大原因为：1、开关定值设置错误：380V低压开关保护定值设置比站用变保护的定值大，导致站用变保护先于380V低压401开关保护动作，站用变保护跳站用变两侧开关，造成了#1站用变高压侧开关跳闸。2、401开关保护动作后未闭锁备自投：造成#1备自投装置误将400甲开关合闸致故障母线，同样由于1原因，#0站用变高压侧开关跳闸，#0母线失电。3、备自投动作逻辑不合理:#0母线失电后，400乙开关合上，还是由于1原因，最终造成了#2站用变高压侧开关跳闸，最终全站失压。某500kV变电站站用电源事件一、事故开展的时间图如下：某500kV变电站站用电源事件一、暴露问题：对站用电源的定值整定和维护存在缺乏，现场断路器定值整定未设置备自投逻辑不合理故障后未闭锁备自投某220kV变电站站用电源事件二、事故概况：2021年10月台风登陆期间，某220kV变电站110kVⅠM、ⅡM母线，及4座110kV变电站发生失压事件，事件后果到达二级电力平安事件标准。事故原因：电池组失效、保护装置控制电源和操作电源不在同一母线某220kV变电站站用电源事件二、暴露问题：1、变电站直流系统维护不到位2021年12月，#2蓄电池组#38、#42电池因外壳轻微裂纹退出运行。2021年6月3日，继保班组在专业巡视中发现#2蓄电池组#31、#45、#48等3只蓄电池外壳有裂纹，未做进一步测试，仅报一般缺陷〔蓄电池外壳破损缺陷应为重大缺陷〕。因无备用蓄电池，未进一步开展消缺工作，#2蓄电池组仍带缺陷运行。2021年6月，变电运行人员测量#1蓄电池组3只蓄电池〔#7、#29、#48〕电压为0V，未按紧急缺陷立即上报〔11月6日#1蓄电池组核容结果正常，退出的蓄电池核容结果也正常，说明变电运行人员测量方法不正确〕。2021年10月5日，运行人员发现#2蓄电池组#18、#27等2只蓄电池组外壳爆裂，仅按一般缺陷上报〔实际属重大缺陷〕，延误了缺陷处理。某220kV变电站站用电源事件二、2、反措执行不到位——未取消低压脱扣西安事故之前，要求对全部变电站开展站用变低压侧380V开关隐患排查，对具有低压脱扣功能的380V开关要采取可靠措施，取消低压脱扣功能，但此变电站仍未按时限要求完成整改，导致站用交流380VⅡ段母线失压。3、保护电源与操作电源仍接在不同直流母线上，落实反措不到位。4、缺陷填报存在关键信息错误2021年10月运行人员发现#2蓄电池组#18、#27等2只蓄电池组外壳爆裂，缺陷填报时将该缺陷错误地填报为220kV**站的缺陷，检修人员赴**站未见相关缺陷，致缺陷处理延误。某220kV变电站站用电源事件二、5、缺陷定级错误2021年6月3日与10月5日，检修人员与运行人员相继发现#2蓄电池组多只蓄电池外壳有裂纹或爆裂，仅报一般缺陷〔实属重大缺陷〕。6、缺陷管理未能有效闭环、未给予追查问题形成闭环。7、缺陷处理不及时。某110kV变电站站用电源事件三、事故概况：2021年某110kV变电站一条10kV线路三相短路，引起10kVIM电压降低，造成#1站用变380V输出电压降低，#2直流系统充电机模块欠电压保护动作全部退出运行，同时#2蓄电池组故障无输出，造成#2直流母线失压，影响由#2直流母线供电的110kV备自投装置、#1及#2主变差动及两侧后备保护装置及所有保护测控一体化装置失电无法动作，造成全站失压。事故原因：事故原因为#2段直流系统失电，#2直流系统的交流输入为#1站用变，事故发生时#1站用变失电且交流切换装置不能正常切换至#2站用变，造成#2直流系统交流输入失电，同时蓄电池组已经彻底损坏，进而造成重要负荷装置等设备停电，直至变电站失电。某110kV变电站站用电源事件三、暴露问题：1、直流系统交流切换装置不能正常切换2、蓄电池组损坏不能带载导致保护装置失电3、系统维护不到位4、核容工器具存在问题，为假恒流方式。某110kV变电站站用电源事件三、蓄电池质量问题四、蓄电池质量问题四、蓄电池内部开路故障故障蓄电池进行解剖图：现场解剖负极汇流排与负极极耳连接处腐蚀严重，直接导致大局部负极极耳与负极汇流排脱离。从拆后的痕迹大致可以判断，4片尚存局部连接，其余8片均已自然腐蚀断开。内阻测试严重偏大，证明蓄电池未到使用年限提前失效蓄电池质量-人为原因四、蓄电池质量问题四、导致事故两台主变及开关室设备烧毁蓄电池室起火烧毁蓄电池质量问题四、暴露问题：蓄电池质量问题突出实际发现现场蓄电池房间的环境温度堪忧，有些区域温差大也是造成蓄电池故障的一大原因。蓄电池室的窗户，阳光照射蓄电池，造成蓄电池室内温度高，未安装空调新安装的蓄电池在投运前，应进行蓄电池核容测试蓄电池螺丝未打紧，交流断电时蓄电池向负载供电，导致螺丝未打紧部位打火、冒烟乃至烧毁蓄电池日常维护欠缺、消缺不及时蓄电池质量问题四、预防措施：改善蓄电池室环境温度蓄电池室防止阳光直射蓄电池安装时必须落实所有脊柱螺丝的紧固性检查必须对其进行定期充放电和日常的维护工作。存在问题及防范措施五、1、站用电源系统管理措施有待完善相关的标准或标准未对断路器保护、断路器保护和变压器保护的配合以及备自投投切原那么等方面进行明确的规定。2、个别站用电源系统配置不满足要求蓄电池缺乏有效的监测手段，局部变电站没有蓄电池监测装置。3、蓄电池质量问题突出近年来蓄电池质量下降明显，漏胶、容量缺乏、外壳变形、内部开路的缺陷频发。4、存在运维工作不到位的情况站用交直流电源系统的应按照方案时间和方案的试验工程开展维护检修工作，有些因人力配置等原因未按照定检周期进行相关的直流系统维护、蓄电池核容放电试验。存在问题及防范措施五、5、运维力量有待加强绝大局部单位由继保或检修班人员兼职运行维护，同时，直流系统专业为小专业，培训有待加强，技能水平有待提高。同时，蓄电池核容占用大量的人力资源；6、站用电源系统长时间未有维护；7、站用交流电源系统低压保护定值无专业部门管理，导致定值失配；8、备自投动作逻辑未予验证；9、备投装置备投逻辑设计不合理，低压侧故障后，未闭锁备自投装置；10、蓄电池运行环境温差大。11、加强站用交、直流电源系统维护防止站用交流电源失电六、2021年110kV***变电站发生馈线支路ABC相间短路,馈线开关不跳闸,站用交流进线开关不跳闸,站变过流保护越级动作,不闭锁380V备自投动作切换，造成全站站用交流电源失电。事故原因：1、开关在ABC相间短路故障后热磁保护动作曲线与站变保护没有配合，无法及时隔离故障；2、站变过流保护越级动作跳闸后，380V备自投切换扩大了事故范围。

事故分析过程：负荷短路站用变先于馈线开关动作，I段母线失电，但故障点未排除，ATS切换#2站用变保护动作，II段母线失电防止站用交流电源失电六、解决问题的核心解决开关隔离各种故障的能力问题。如解决好开关隔离各种故障的选择性问题，那么站变过流保护、零序过流保护等就应反响站用变压器内部故障，站变保护动作应闭锁380V备自投。那么380V备自投的闭锁、全站交流失电等问题就迎刃而解。防止站用交流电源失电六、广东某局的解决方法1：加装保护CT，在控制算法中参加过流保护和零序保护，先于变压器保护跳开交流电源的进线开关或闭锁ATS防止站用交流电源失电六、解决方法2：参加站用变保护闭锁ATS信号当站用变保护，闭锁ATS。防止站用直流电源失电七、现状：前述变电站失压发现后备电源的蓄电池都没有有效的保障蓄电池后备带载。解决问题的核心解决交流故障时站用电源系统、蓄电池延续向母线供电的能力。如解决好蓄电池满足设计容量，使运行中的蓄电池通过日常维护、核容等措施来保障蓄电池的容量，全站直流失电等问题就迎刃而解。解决方法有：1、按规程、标准要求对交、直流系统进行维护、蓄电池进行核对性放电测试。2、或者通过专业维护团队对交、直流系统进行维护、蓄电池进行核对性放电测试。以保障系统以最优的状态运行下一步工作管理手段：开展站用交、直流电源系统设备问题排查及整治；完善技术标准，提高标准；把好移交验收关，实现零缺陷移交；加强站用电源班组建设，提高检修能力通过引入专业电源厂家配合维护、检修技术手段：按规程、标准落实蓄电池核对性放电工作问题，提高蓄电池组的运行可靠性；用技术手段解决蓄电池组在线监测、在线核容的平安便捷性问题；采用新技术、方法，解决现有直流系统中数据采集分析工作量大的问题；交流电源系统常见的故障处理八、序号故障现象常见原因解决方法1交流监控通信中断通讯线接、电源线触不良、监控损坏、通讯地址不对、装置未上电检查通讯线有无松动，判断监控器是否损坏，检查通讯地址、波特率等，装置有无上电。2交流过负荷负载电流超过设定值、系统短路、保护定值过低排查系统是否负载过大，检查监控装置CT定值是否正常3交流母线故障交流母线短路，过载、接地，进线空开跳闸检查系统有无短路、过载等导致进线空开跳闸现象，故障排查后将进线开关复位。4交流零序过流动作回路接地、保护定值过低、负载严重不平衡排查线路短路及接地现象，检查保护定值设置是否合理、。5交流装置动作监控装置产生逻辑动作/装置重新上电状态位，通过复位键信号复归交流电源系统常见的故障处理八、交流电源系统常见的故障处理八、6交流装置故障装置电源松动或者装置损坏/装置失电检查电源、更换监控装置，装置重新上电7交流母线电压异常

母线电压过欠压，缺相，失电，母线电压采样保险损坏

查看装置的各项电压采集是否正常，查看采样保险是否熔断，检查进线电压是否正常,ATS触点是否有断电缺相等8交流电源2电压异常

交流进线#1电压过欠压，缺相，失电，母线电压采样保险损坏，交流参数设置不正确9交流电源1电压异常

交流进线#2电压过欠压，缺相，失电，母线电压采样保险损坏，交流参数设置不正确10交流闭锁切换状态任意交流进线开关因短路、接地、过载等导致进线开关脱扣查看系统是否存在短路现象导致进线开关跳闸，找出问题点后复位开关即可11馈线开关跳闸回路有无短路、过载导致馈线空开跳闸现象。检查回路回路有无短路、过载导现象故障排查后将进线开关复位。交流电源系统常见的故障处理八、备自投装置：

ATS、断路器〔备自投开关〕建议一个月内模拟动作切换一次，便于检测备自投装置备投性能及ATS的投切功能等

注：检查防止发生两站用变并列运行的情况发生故障排查：故障排查需要我们根据设备图纸资料，分析原理，厘清回路，分段或分方向性的根据故障现象排查缺陷直至缺陷处理。直流电源系统常见的故障处理九、序号故障现象常见原因解决方法1直流母线过压充电机输出电压过高/电池电压过高/监控保护设定值太低设置充电机的输出电压/检查电池过压的原因/设置正确的保护定值/更换采样保险。2直流母线欠压充电机输出电压过低/电池电压过低/监控保护设定值太高/采样保险烧毁设置充电机的输出电压/检查电池欠压的原因/设置正确的保护定值/更换采样保险。3蓄电池欠压电池开关被分开/电池欠压/充电机输出电压过低合上电池开关/查找电池欠压的原因/设置监控上的充电参数。4直流母线电压不平衡馈线空开接地/母线接地/设定值不正确查看触摸屏馈线菜单，找出接地的之路。5直流充电模块故障模块故障/输入电压过低过高更换充电模块/调整交