趙青
摘 ? 要:直流系統(tǒng)在變電站中為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置、UPS(交流不間斷電源)、斷路器、隔刀及事故照明等提供操作控制回路線圈動(dòng)作電源。如果電力系統(tǒng)直流電流消失,最直接影響是變電站內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)將失去系統(tǒng)保護(hù)機(jī)會(huì)。各種由直流電源提供操作控制回路的斷路器無(wú)法自動(dòng)跳閘,給變電站帶來(lái)巨大的危害,直流系統(tǒng)如同變電站的中樞神經(jīng),它運(yùn)行可靠與否,對(duì)變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。本文就變電站內(nèi)常見(jiàn)直流接地問(wèn)題及查找故障方法作全面概述,對(duì)實(shí)踐工作有一定指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞:直流系統(tǒng) ?接地 ?拉合法
中圖分類(lèi)號(hào):TM862 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1674-098X(2019)09(b)-0054-02
1 ?直流系統(tǒng)介紹
變電站直流系統(tǒng)主要由三部分組成:充電裝置、蓄電池、直流負(fù)荷。直流屏是一種全新的數(shù)字化控制、保護(hù)、管理、測(cè)量的新型直流系統(tǒng),直流屏內(nèi)含交流配電模塊、充電模塊、絕緣監(jiān)察、電池巡檢、調(diào)壓、微機(jī)中央信號(hào)等功能。主機(jī)配置液晶觸摸屏,各種運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)均以數(shù)字和漢字顯示,方便簡(jiǎn)潔。主要相關(guān)模塊有以下幾個(gè)單元:交流配電單元、充電模塊、絕緣監(jiān)察、電池巡檢、調(diào)壓模塊、微機(jī)監(jiān)控等等。
(1)交流配電單元,它主要有兩個(gè)作用,其一是引入交流電源并實(shí)現(xiàn)充電;其二是實(shí)現(xiàn)互相切換交直流電源。
(2)充電模塊,將三相交流電380V轉(zhuǎn)變?yōu)?20V直流電壓,一方面對(duì)蓄電池進(jìn)行充電和提供合閘輸出,另一方面經(jīng)過(guò)直流饋電屏為各直流負(fù)荷供電。
(3)絕緣監(jiān)察核心目標(biāo)是對(duì)絕緣數(shù)值大小進(jìn)行監(jiān)測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)直流屏各直流母線、各直流支路的對(duì)地絕緣數(shù)值在規(guī)定的整定數(shù)值條件下,就發(fā)生告警顯示,通知運(yùn)行值班人員;另一方面在直流電壓過(guò)、欠或直流系統(tǒng)絕緣強(qiáng)度降低等情況也會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
(4)調(diào)壓模塊的作用是控制輸出電壓,使其始終保持在220V左右,保持電力系統(tǒng)各直流電源的電壓穩(wěn)定平衡。
(5)微機(jī)監(jiān)控負(fù)責(zé)對(duì)直流系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與告警,同時(shí)可以實(shí)時(shí)的記錄運(yùn)行的參數(shù),當(dāng)存在相關(guān)故障問(wèn)題時(shí),以第一時(shí)間通知運(yùn)行人員根據(jù)參數(shù)的信息對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況做出判斷與處理。
2 ?蓄電池
2.1 概述
蓄電池是變電站的動(dòng)力來(lái)源,大多數(shù)蓄電池是固定式閥控密封式鉛酸蓄電池,它的性能比較優(yōu)越可靠。閥控蓄電池在正常浮充電狀態(tài)下,處于密封狀態(tài),裝設(shè)有能夠自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉的安全閥。當(dāng)內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定的開(kāi)閥值時(shí),安全閥自動(dòng)開(kāi)啟。壓力低于關(guān)閥值時(shí)閥門(mén)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。安全閥上有濾酸裝置,不會(huì)排除酸霧等有害裝置,也不會(huì)發(fā)生電解液泄露,可防火花引起電池爆炸。
2.2 蓄電池的運(yùn)行維護(hù)和故障處理
蓄電池正常以浮充方式運(yùn)行,浮充電壓控制在2.23~2.28NV,均沖電壓控制在2.30~2.35NV。具體視產(chǎn)品要求來(lái)設(shè)定。運(yùn)行中主要監(jiān)視單體電池電壓值、浮充電流、蓄電池組的端電壓,蓄電池組及直流母線對(duì)地電阻值,絕緣狀態(tài)等。巡視中還應(yīng)檢查電池連接片有無(wú)松動(dòng)和腐蝕現(xiàn)象,殼體有無(wú)滲漏和鼓肚變形,極柱與安全閥周?chē)袩o(wú)酸霧溢出,絕緣電阻是否下降,蓄電池室散熱通風(fēng)是否良好,溫度是否過(guò)高等。當(dāng)某一個(gè)蓄電池故障時(shí),可將該蓄電池短接,將其退出運(yùn)行送修,單個(gè)蓄電池退出不會(huì)影響整體電氣性能。
3 ?直流系統(tǒng)的主要接線方式
3.1 一組充電機(jī)與一組蓄電池單母線接線方式
110kV變電站一般是以上接線方式,一組充電機(jī),一組蓄電池,直流母系是否分段應(yīng)視實(shí)際情況而定。像叢臺(tái)站就是直流單母線接線。
3.2 兩組蓄電池單母線分段接線
目前欣甸運(yùn)維班所管220kV變電站,欣甸,翟固,崔曲站內(nèi)直流接線都是以上形式。這種接線方式較為靈活,當(dāng)一組蓄電池或充電機(jī)故障時(shí),合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān),可由另一組充電機(jī)和蓄電池來(lái)帶所有的負(fù)荷。
3.3 直流系統(tǒng)運(yùn)行方式
220kV變電站有兩路直流充電極屏,兩路直流饋電屏一般還會(huì)有220kV分電屏和110kV分電屏。正常由1號(hào)充電機(jī)供直流一段母線負(fù)荷,浮充一號(hào)蓄電池組;2號(hào)充電機(jī)供直流二段母線負(fù)荷浮充二號(hào)蓄電池組。正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)屏充電機(jī)Ⅰ輸出開(kāi)關(guān)、Ⅰ段母線接入開(kāi)關(guān),電池組Ⅰ接入開(kāi)關(guān)在合位;充電機(jī)Ⅱ輸出開(kāi)關(guān)、Ⅱ段母線接入開(kāi)關(guān)、電池組Ⅱ接入開(kāi)關(guān)在合位。Ⅰ、Ⅱ母聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。直流負(fù)荷開(kāi)關(guān)一般禁止并列合環(huán)運(yùn)行。
110kV直流系統(tǒng)有一臺(tái)充電機(jī),交流進(jìn)線均為雙路供電,分別接自兩個(gè)站用變的低壓側(cè),一路運(yùn)行,一路備用。正常情況下,1號(hào)充電機(jī)向蓄電池供電并帶直流母線負(fù)荷。充電機(jī)配有一套自投裝置,一路電源故障時(shí)自動(dòng)切換到另一路電源。
4 ?直流故障及異常處理
由于現(xiàn)在設(shè)備工藝越來(lái)越成熟,設(shè)備可靠性和自動(dòng)化程度都明顯提高,再加上運(yùn)行人員的巡視和維護(hù),設(shè)備故障情況大大減少。就直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)目前最常見(jiàn)的故障是直流接地。雖然直流接地可以繼續(xù)運(yùn)行一小段時(shí)間,但是應(yīng)該及時(shí)處理,否則再出現(xiàn)另一點(diǎn)接地時(shí),直流正負(fù)極就會(huì)造成兩極間短路,直接作用后果是導(dǎo)致繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng);其它相關(guān)信號(hào)燈需要直流電源的地方失去電源。因此必須加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè),一旦出現(xiàn)了相關(guān)故障應(yīng)該及時(shí)處理。
第一,目前實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中大部分的接地是因?yàn)橛晁?、雪水、灰塵、雜質(zhì)入侵箱柜內(nèi),造成直流系統(tǒng)其中一極絕緣電阻下降或者是直接接地或者是單極發(fā)生放電打火擊穿。
第二,日常檢修中發(fā)現(xiàn),有些操作回路或者控制回路動(dòng)作過(guò)程中,會(huì)帶著直接正負(fù)極線路一起發(fā)生位移動(dòng)作,時(shí)間過(guò)久后,直流回路導(dǎo)線與開(kāi)關(guān)金屬部分相接觸部分反復(fù)摩擦而裸露、破損,進(jìn)一步造成接地。
第三,設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過(guò)久,絕緣老化、破損,也是出現(xiàn)直接系統(tǒng)接地的一常見(jiàn)現(xiàn)象。
第四,直流系統(tǒng)接線在施工過(guò)程中,由于工人人員的大意,責(zé)任心不強(qiáng),接頭包扎地方隨意性,這也是造成直流接地的一重要原因。
5 ?查找原則和方法
(1)依據(jù)多年的檢修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),大多數(shù)都是按照先室外后室內(nèi)、先合閘回路后控制回路、由總電源到支路電源;另外一方面一般采用拉路法來(lái)實(shí)現(xiàn)查找范圍的縮小。具體檢查順序:先找事故照明,信號(hào)回路,控制回路,后找其它回路。先找開(kāi)關(guān)合閘回路,刀閘操作回路,后找保護(hù)回路。先找10kV后找110kV、220kV回路。先找簡(jiǎn)單保護(hù)回路,后找復(fù)雜保護(hù)回路。
應(yīng)注意:拉合法一般不超過(guò)3s,拉開(kāi)后馬上判斷故障消失與否,不論回路接地與否均應(yīng)合上;在檢修人員未到之前禁止進(jìn)行接地檢除。
(2)處理方法。
①首先,了解該站內(nèi)直流系統(tǒng)主要接線圖,特別是各分支回路必須要弄清楚,通過(guò)直流絕緣監(jiān)測(cè)判斷接地性質(zhì),是正極還是負(fù)極接地、接地程度,并匯報(bào)相應(yīng)調(diào)度。
②然后,按照直流故障查找原則先從事故照明直流電源、電壓并列裝置、故障錄波器電源開(kāi)始檢除,之后從低電壓等級(jí)開(kāi)始瞬時(shí)切除所有合閘電源開(kāi)關(guān)。
③若接地信號(hào)消失,說(shuō)明接地點(diǎn)在此條回路上,應(yīng)對(duì)對(duì)此條回路進(jìn)行逐條查找,同理用同樣的方法去檢查直流屏、蓄電池柜等回路。
(3)直流母線過(guò)、欠壓及處理措施。
直流母線電壓過(guò)高時(shí),對(duì)長(zhǎng)期帶電的繼電器、指示燈等易因過(guò)熱燒壞;而直流電壓過(guò)低可能造成開(kāi)關(guān)保護(hù)的動(dòng)作不可靠。若出現(xiàn)直流母線過(guò)低時(shí)應(yīng)檢查充電模塊是否損壞,浮充電流是否太小,檢查直流負(fù)荷是否突然增大等,并對(duì)浮充電裝置進(jìn)行調(diào)整,適當(dāng)增加輸出電流;當(dāng)出現(xiàn)母線電壓過(guò)高時(shí),應(yīng)降低浮充電電流使母線電壓恢復(fù)正常。
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