【摘 要】直流系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行能保證變電站的安全和穩(wěn)定，及時解決直流故障對電力系統(tǒng)的運(yùn)行來說有著重要的意義。本文結(jié)合一例直流故障造成的線路保護(hù)誤動事故，說明了分析故障的思路和檢查的方法，使用直流監(jiān)測系統(tǒng)動作信息和保護(hù)錄波圖來進(jìn)行思考，找到故障原因是因為單個蓄電池內(nèi)部故障造成的，針對存在的問題給出了治理的措施。

【關(guān)鍵詞】直流故障；區(qū)外故障；保護(hù)動作；措施

0.引言

在變電站的建設(shè)當(dāng)中，直流系統(tǒng)是其重要的電源系統(tǒng)，直流系統(tǒng)保證了電力系統(tǒng)的各個系統(tǒng)都能有不間斷的電源。但是由直流系統(tǒng)產(chǎn)生的故障有可能對整個電力系統(tǒng)造成更大的故障，所以對直流系統(tǒng)的故障進(jìn)行及時和正確的處理是關(guān)乎變電站正常運(yùn)行的重要保障。下面結(jié)合實例對此進(jìn)行討論分析。

1.保護(hù)動作情況

風(fēng)箏掛線使220kV線路1發(fā)生了AB相間短路，線路兩端的開關(guān)三跳沒有重合的情況，保護(hù)正確動作。11s之后，相鄰220kV變電站A線路2第二套保護(hù)PSL-603保護(hù)只啟動，未動作，但第一套保護(hù)WXH-803距離Ⅲ段動作，跳開線路開關(guān)。其中變電站C由變電站A通過線路2單線饋供。

2.故障檢查及分析

現(xiàn)場對220kV變電站A線路2第一套WXH-803保護(hù)開展相關(guān)試驗，裝置檢查結(jié)果正常。檢查發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)第一套保護(hù)均啟動。另外，還發(fā)現(xiàn)站內(nèi)Ⅱ段直流電源消失，恢復(fù)供電后進(jìn)行模擬全站所用電全失試驗，發(fā)現(xiàn)在切斷直流Ⅱ段充電機(jī)交流電后，直流電壓有短時下降現(xiàn)象。為查找直流電壓下降原因，對站內(nèi)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，同時對直流系統(tǒng)故障原因開展分析。

2.1 Ⅱ段直流母線電壓告警分析

故障發(fā)生時，直流絕緣在線監(jiān)測裝置記錄到Ⅱ段母線相關(guān)告警信息，告警值為69.2V。裝置Ⅱ段直流電壓欠壓定值為198V，而此次動作值顯示僅為69.2V，表明故障發(fā)生時刻，直流母線電壓從額定220V急劇下降，導(dǎo)致在裝置動作時，第一個采樣點幅值（69.2V）已遠(yuǎn)低于定值。

絕緣監(jiān)測裝置檢測的直流電壓是正母線與負(fù)母線之間的電壓，母線直流電壓降低有可能是蓄電池組故障或是蓄電池組至直流母線電壓之間有電阻分壓，如螺絲沒有擰緊、接觸不良等。對該回路進(jìn)行了仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)蓄電池組與正負(fù)母線的回路接觸良好，排除蓄電池組至直流母線電壓之間存在電阻分壓的可能。進(jìn)一步檢查Ⅱ段母線上蓄電池組在線監(jiān)測裝置相關(guān)告警信息，發(fā)現(xiàn)故障當(dāng)日凌晨，在運(yùn)行人員送上充電機(jī)交流電源給蓄電池組充電過程中，30號蓄電池電壓3次超限，最高電壓達(dá)到11.58V，如表1所示。根據(jù)DL/T724—2000《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，蓄電池組充電電壓調(diào)整范圍為90%～130%（6V，12V閥控式蓄電池），變電站站內(nèi)蓄電池單節(jié)標(biāo)稱電壓為6V，充電電壓范圍應(yīng)為5.4～7.8V，30號蓄電池充電電壓明顯過高。

充電過程中蓄電池電壓過高是蓄電池內(nèi)部存在故障的一個特征，蓄電池內(nèi)部故障會導(dǎo)致蓄電池組放電時端電壓迅速下降，因此在變電站充電裝置斷電，由第二組蓄電池組直接帶負(fù)載時，由于其30號蓄電池內(nèi)部存在故障，致使蓄電池組直流電壓迅速下降，造成直流系統(tǒng)失電故障。事后將該組蓄電池更換，對30號蓄電池進(jìn)行電導(dǎo)測試，測試結(jié)果為0S，即內(nèi)阻無窮大，表明蓄電池內(nèi)部確實存在物理故障。

Ⅰ段直流母線的蓄電池組帶負(fù)載成功，Ⅱ段直流母線蓄電池組由于單節(jié)電池內(nèi)部虛斷，造成直流母線電壓跌落，使接于Ⅱ段直流母線的220kV電壓互感器（TV）并列裝置中的交流電壓切換繼電器（單位置繼電器）失去直流電而返回，導(dǎo)致全站保護(hù)失去母線電壓。在區(qū)外線路故障的影響下，線路2第一套保護(hù)裝置WXH-803啟動，當(dāng)三相母線電壓消失后，相間測量阻抗為0，由于保護(hù)正處于啟動后的故障處理程序中，不判TV斷線，因此在達(dá)到距離三段的延時后，保護(hù)動作出口跳開線路開關(guān)。由圖4可見，在保護(hù)跳閘前，線路2二次三相電壓均已消失，而三相電流仍為正常的負(fù)荷電流，呈典型的TV斷線特征。

線路2第二套保護(hù)由于Ⅱ段直流母線失電造成裝置失電，保護(hù)只啟動沒有動作出口。因此，本次故障是由于區(qū)外線路故障引起變電站35kV母線電壓下降，所變低壓側(cè)總開關(guān)因低壓瞬時脫扣，造成1號、2號充電機(jī)交流失電，全站直流負(fù)荷由1號、2號蓄電池組供電。由于2號蓄電池組單節(jié)電池內(nèi)部故障，Ⅱ段直流母線電壓急劇下降，導(dǎo)致接于Ⅱ段直流母線的TV并列裝置失電，線路2第一套保護(hù)WXH-803裝置三相電壓消失，距離Ⅲ段動作出口。

3.整改措施

本次故障暴露了諸多問題，如該變電站所用變交流電源設(shè)計不合理、蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)功能不夠完善及所變低壓側(cè)開關(guān)低壓脫扣方式不合理等，需及時采取以下措施加以解決。

3.1加強(qiáng)直流系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)

蓄電池正常都以浮充方式運(yùn)行，因長時間不放電，負(fù)極板上的活性物質(zhì)易產(chǎn)生硫化鉛結(jié)晶，不易還原，為保證放電容量和延長使用壽命，必須對其進(jìn)行定期充放電和日常維護(hù)。

3.2完善現(xiàn)有蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)功能

當(dāng)某只蓄電池內(nèi)部開路而引起其他蓄電池過充時能適時發(fā)出過充告警，蓄電池開路達(dá)到一定延時即可發(fā)出電池開路報警。

3.3規(guī)范所用變低壓側(cè)失壓脫扣裝置運(yùn)行方式

脫扣裝置需帶一定延時，以便與繼電保護(hù)動作時間相配合，避免由于區(qū)外故障的短時擾動即導(dǎo)致所變低壓側(cè)失電。

3.4嚴(yán)格執(zhí)行反措，規(guī)范電壓并列及切換回路設(shè)計

對TV并列裝置進(jìn)行嚴(yán)格檢查，確保TV并列裝置刀閘接點雙位置開入。因TV并列裝置涉及全站電壓，其一旦失電，影響全站保護(hù)正常運(yùn)行，必須使用雙位置繼電器，即使直流電源失去，由于繼電器具有自保持功能，保護(hù)不會失去電壓。

3.5 220kV聯(lián)絡(luò)變電站

對于重要的所用變的兩路交流電源應(yīng)取自不同的可靠電源點，避免所用變兩路電源同時失電。

4.結(jié)語

綜上所述，由于受到多個因素的影響，所以直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障在所難免，我們要做到仔細(xì)并且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貦z查分析現(xiàn)場情況，由此確定區(qū)外故障下線路保護(hù)不正確動作的原因和直流系統(tǒng)中直流蓄電池故障的位置，然后使用有效的措施來對其進(jìn)行整改，對于防止類似的直流系統(tǒng)故障發(fā)生也有著積極的意義。 [科]

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