【摘 要】云南大唐國際紅河電廠直流電源系統(tǒng)充電裝置， 2005年投產(chǎn)，這些年裝置的運(yùn)行基本穩(wěn)定，其性能及可靠性基本得到了我們的認(rèn)可，但是充電裝置的一些設(shè)計理念還是存在一些問題，以下和大家探討。

【關(guān)鍵詞】直流充電裝置；充電模塊。

概述：

在電力系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)作為繼電保護(hù)、自動裝置、控制操作回路、通信設(shè)備等的電源，是繼電保護(hù)、自動裝置正確動作的基本保證。直流充電裝置正常情況下給保護(hù)、通信、控制回路負(fù)荷供電，同時給蓄電池浮充。

事故情況下，由蓄電池組給上述負(fù)荷供電。目前，電力系統(tǒng)中運(yùn)行的直流充電裝置能達(dá)到電力行業(yè)技術(shù)指標(biāo)要求的，深圳奧特迅電力設(shè)備有限公司是其中之一。

云南大唐國際紅河電廠直流充電裝置就用他的。

其中：①動力直流電源系統(tǒng)：一臺機(jī)一套充電裝置，一組母線。兩臺機(jī)互為備用。②控制直流電源系統(tǒng)：一臺機(jī)兩套充電裝置，兩組母線，互為備用。上述設(shè)備2005年11月全部投產(chǎn)運(yùn)行。

但是運(yùn)行這些年后廠家直流充電裝置的一些設(shè)計理念存在一些問題，在逐漸暴露。

一、深圳奧特迅電力設(shè)備有限公司充電裝置的特點(diǎn)及其系統(tǒng)工作原理：

GZDW系列高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)，是深圳奧特迅電力設(shè)備有限公司自行開發(fā)研制和生產(chǎn)的新一代電力操作電源。其中，集中監(jiān)控器、充電模塊及各監(jiān)測單元的設(shè)計，均采用世界最先進(jìn)的且具有成功運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)，并結(jié)合了我國電力系統(tǒng)的特點(diǎn)。

適用于大中小型發(fā)電廠、變電所，作為斷路器直流操作機(jī)構(gòu)的分、合閘、繼電保護(hù)、自動裝置、 信號裝置等的直流電源。產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到并超過DL/T459-2000標(biāo)準(zhǔn)。

（一）深圳奧特迅充電機(jī)裝置的特點(diǎn)：

采用自行開發(fā)的智能高頻開關(guān)電源模塊，充電模塊采用N+1熱備份

監(jiān)控系統(tǒng)采用串行總線結(jié)構(gòu)、分散控制集中管理的智能監(jiān)控模式

直流電源系統(tǒng)中各功能單元均為具有CPU的智能化單元，具有自診斷能力；單元與單元、單元與監(jiān)控器之間全部是數(shù)字通訊且輸入輸出電氣全隔離；

直流電源系統(tǒng)中任一單元故障時，不影響其他單元的正常運(yùn)行。

具有蓄電池自動管理及自動溫度補(bǔ)償功能，智能化電池管理。

（二）充電裝置的系統(tǒng)基本工作原理：

充電裝置主要由交流配電單元、充電模塊、直流負(fù)荷、監(jiān)控裝置、蓄電池、絕緣監(jiān)測裝置等部分組成，兩路交流輸入經(jīng)過交流配電單元后選擇其中一路交流輸入提供給充電模塊通過整流后輸出穩(wěn)定的直流，一方面對蓄電池組補(bǔ)充充電，另一方面為饋線的負(fù)載提供正常的工作電流，絕緣監(jiān)測單元可以在線監(jiān)測直流母線和各支路的對地絕緣狀況，監(jiān)控裝置可以實(shí)現(xiàn)對交流配電單元、充電模塊、直流饋線、蓄電池、絕緣監(jiān)測裝置等運(yùn)行參數(shù)的采集與各單元的控制和管理，并且可以通過遠(yuǎn)程接口接受后臺操作員的監(jiān)控。

二、大唐紅河電廠投產(chǎn)至今直流充電設(shè)備的典型故障分析：

（一）事例1

2005年10月山西電建調(diào)試人員在做#2機(jī)控制I組，交流I路切換II路的試驗(yàn)時，I組充電機(jī)的第二路交流接觸器爆炸，事后檢查第二路的交流接觸器的B相燒了粘死，C相觸頭有些燒黑。同時檢查浪涌吸收器燒壞。

事后分析原因：主要是II路交流進(jìn)線接觸器的B相和C相的相序與I路交流進(jìn)線接觸器的B相和C相的相序接反。當(dāng)I組充電機(jī)第一路交流切換到第二路交流運(yùn)行時，由于剩磁的原因，如果I路交流接觸器返回有些慢，相序接反的有一項(xiàng)觸頭粘死不能返回， I路交流切換到二路交流時造成這兩路電源相序接反的兩相短路，產(chǎn)生過流燒壞接觸器，同時產(chǎn)生過電壓損壞浪涌器。

（二）事例2

2009年8月14日，某檢修公司檢修人員進(jìn)行#1機(jī)直流I組充電機(jī)吹灰清掃。檢修人員在工作結(jié)束恢復(fù)充電機(jī)航空插頭時，檢修人員某某誤將交流航空插頭當(dāng)成直流航空插頭插入直流輸出插座，引起交流短路航空插頭燒壞，同時交流進(jìn)線空開快速跳閘。

事后分析原因：由于直流模塊輸出的插座結(jié)構(gòu)是上面兩個插孔是正極，下面兩個插孔是負(fù)極，交流插頭的構(gòu)造是上面兩個插頭是A、B相，下面兩個是C、N相，當(dāng)交流插頭誤插到直流插座時必然引起A、B相C、N同時短路。

（三）事例3

2009年8月3日，廠家人員到廠處理#1機(jī)直流I組充電機(jī)多塊模塊故障工作。15：點(diǎn)30左右，在檢查一塊有問題的故障模塊過程中，繼保人員某某在插此模塊的直流航空插頭時，一聲巨響，一團(tuán)火光，右手被電弧輕度燒傷，航空插頭燒壞。

事后分析原因：我們是交、直流航空插頭插錯。

三、深圳奧特迅電力設(shè)備有限公司GZDW系列高頻開關(guān)直流充電裝置存在的問題分析及解決方案

（一）充電裝置充電模塊的直流航空插頭、底座與交流航空插頭、低座存在不易辨認(rèn)問題：

直流與交流航空插頭不容易辨認(rèn)，容易相互插錯：雖然他們的長短有些區(qū)別，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部接線是不一樣的。

但是他們的粗細(xì)是一樣的，顏色是一樣的，不認(rèn)真辨認(rèn)，就會混淆。已經(jīng)多次出現(xiàn)交、直流航空插頭插錯的情況。

交、直流航空插頭插錯的后果有兩種：1）交流插頭誤插入直流插座，如果正插入后果就是A、B相C、N同時短路。如果右偏45°插入后果就是N、A相B、C同時短路。

如果左偏45°插入后果就是A、N相B、C同時短路。2）直流插頭誤插入交流插座，不管是正插入，還是右偏45°插入，還是左偏45°插入，后果都是直流正負(fù)極同時短路。

解決方法：①將直流航空插頭、插座設(shè)計為方形，交流航空插頭、插座設(shè)計為圓形。

②將兩種插頭、插座再加以顏色區(qū)分。

③將兩種插頭、插座再加以大小區(qū)分。這樣就基本能從根本上杜絕人為誤操作的事故，就算有的人有色盲，但是大小、形狀也能分清楚。

（二）充電裝置單個充電模塊的直流輸出及交流輸入航空插頭存在更換模塊時帶電拔插問題：

充電裝置的交流輸入只有I路、II路總的交流輸入開關(guān)，和一個至直流母線總的輸出開關(guān)，運(yùn)行中要如果要更換充電裝置某一塊有故障的模塊，方法只有兩種：一種是將整組母線的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他母線上。另一種方法就是帶電拔插。

廠家也是說過充電模塊可以在運(yùn)行中帶電拔插。但是經(jīng)過這幾年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，帶電拔插將會出現(xiàn)以下幾點(diǎn)危害：

①拔出直流或交流航空插頭的時候，由于軟起開關(guān)在模塊的前面，直流及交流航空插頭在模塊的后面，拔出的時候存在誤拔其他運(yùn)行模塊的可能，從而引起帶負(fù)荷拔航空插頭，從而產(chǎn)生弧光，威脅操作人員。

②插入直流輸出航空插頭的時候，存在作航空插頭位置錯位或者直流航空插頭插入交流低座的可能，從而引起直流母線正負(fù)極短路的可能，后果將特別嚴(yán)重。

③插入交流輸入航空插頭的時候，存在作航空插頭位置錯位或者交流航空插頭插入直流低座的可能，從而引起交流輸入回路短路的可能，后果將特別嚴(yán)重。這些情況已經(jīng)有許多的案例存在。

解決方法：①在每個充電模塊的交流輸入、直流輸出各增加一個空開，將每個充電模塊通過空開完全隔離。

（三）充電裝置交流I路、II路沒有相序沒有同步監(jiān)視及閉鎖裝置：

雖然可以在調(diào)試送電前可以通過保護(hù)人員做簡單的核相來解決同步相序問題，但是時代進(jìn)步了，如果在充電裝置的輸入回路里加入相序同步監(jiān)視及閉鎖裝置，那么裝置就更完美了。

解決方法：①傳統(tǒng)的老方法：在交流I路與II路的A相與A相之間、B相與B相之間、C相與C相之間加一個同期繼電器，其接點(diǎn)相互串聯(lián)接入其的聯(lián)動回路（不推薦太老了）。

②在交流I路、II路的輸入回路，裝一個電壓取樣回路，監(jiān)測交流I路、II路的輸入波形，將其送給CPU判斷兩組電壓的波形，從而判斷裝置是否同步，是否可以切換。

四、結(jié)束語：

總的來說深圳奧特迅電力設(shè)備有限公司自行開發(fā)研制和生產(chǎn)的GZDW系列高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)，其性能、穩(wěn)流、穩(wěn)壓精度還是不錯的。上面存在的問題，有些可能廠家是考慮到生產(chǎn)成本。

但是恰恰就是這些地方給現(xiàn)場各用戶帶來了一些安全隱患，有的可能是考慮不周。如果廠家將上述問題處理解決好了，我想上述產(chǎn)品的安全質(zhì)量將會上一個臺階。

參考文獻(xiàn)：

1、GZDW系列高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)使用說明書。

2、大唐紅河電廠直流電源系統(tǒng)原理圖。