广深电气直流屏技术中心

某日，山西某110kV变电站直流屏电源运维人员进入该站巡视后发现直流屏电源系统“电源消失”，直流充电屏交流电源1路断路器及2路断路器均在脱口断开位置。经直流屏检修班组人员到达现场检查后，充电装置的两段交流电源在接线时相序接错；当交流屏切换以后，直流充电屏两路交流电源同时带电，造成相间短路，直流充电装置失电；直流负荷均由直流屏配套蓄电池组供电，放电几小时后蓄电池组容量下降，致使直流母线电压异常。

二、故障原因分析

1. 系统组成与运行方式

该站直流屏系统操作电压为DV220V，采用单母线接线运行方式。配置1组圣阳2V蓄电池104只，容量200Ah；配置1组充电装置，直流充电装置4台K2B10L充电模块，充电装置交流配电单元由两路交流电源输入，切换方式采用互投互备零秒切换。

4台K2B10L充电模块整流后接入直流母线，蓄电池组经熔断器FU1、FU2后并入直流母线，经各馈线直流断路器回路分别带变电站内所有保护、控制、事故照明、UPS等负荷，经常性负荷大约5A。

2. 故障描述

（1）外观检查情况。直流屏检修人员现场仔细检查后发现交流互投回路接触器有短路电弧灼伤痕迹。

（2）试验检测情况。直流屏检修人员对该站直流电源系统进行全面检查：

 1）发现交流互投回路接触器有短路电弧灼伤痕迹；

2）经万用表测量交流母线并无短路现象，交流互投控制回路工作正常，经1路交流电源试送电后站内直流母线电压正常，直流充电装置输入、输出回路正常。基本判定直流电源系统“电源消失”是由于交流互投回路存在瞬间（短时并列）短路造成两路断路器同时跳闸，充电装置失电；直流负荷均由蓄电池组供电时，因监控人员未对蓄电池组供电信息进行监控，放电几小时后圣阳蓄电池组容量下降，致使直流母线电压异常。

3. 故障原因分析

事故后，经现场检测报告分析，引发本次故障的主要原因有：

（1）对直流屏交流配电单元进行仔细检查，发现1路交流电源与2路交流电源相续不一致；因直流电源两路交流输入电源均来自站用电屏同一母线，当站用电屏交流母线失电后，充电装置交流输入两路电源同时失压，主接触器KM1和KM2同时释放；而当站用电屏交流母线恢复供电时，充电装置两路交流输入电源又同时带电，主接触器KM1和KM2线圈同时符合吸合条件，但此时1路交流输入电源与2路交流输入电源相序接错，吸合瞬间1路交流输入电源与2路交流输入电源存在短时并列，造成相间短路，1路交流输入电源断路器和2路交流电源输入断路器在短路电流冲击下同时跳闸。

综上所述，施工人员在安装过程中未按图施工给直流电源系统失电埋下隐患，归属于人为因素。而交流配电单元采用互投互备零秒切换给两路交流输入电源短时并列成为可能，归属于交流配电单元装置的原理接线因素，今后工程中宜采用带延时切换的交流配电单元。

（2）在事故前30h左右，35kV站用变由于A相跌落熔断器熔断，站用电屏1路电源（35kV侧）失电，站用电屏切换为2路电源（10kV侧）；运维人员到达现场更换跌落熔断器后，将站用电屏由2路电源再次切换为1路电源（35kV侧）供电，在此操作过程中造成直流充电屏交流电源失电，运维人员进行站用电屏倒闸操作时未检查直流电源系统供电是否正常，也是导致充电屏交流电源失电的重要原因。

（3）直流屏充电装置失电后，直流负荷均由蓄电池组供电，因监控人员未对蓄电池组供电信息进行监控，放电几小时后蓄电池组容量下降，导致直流母线电压异常。

在直流电源失电过程中，该站内主设备及线路均未出现故障，所以未造成重大设备损坏事故。

三、故障处理过程

该站直流屏运维人员进入变电站巡视后发现，交流屏工作正常，直流系统母线电源消失，直流屏交流电源1路断路器及2路断路器均在脱口断开位置，测量蓄电池组电压在48V，通知检修人员到达现场，检查交流互投回路正常，交流母线测量并无短路现象，对地绝缘正常，试送1路交流电源断路器，直流电源系统恢复运行，直流母线230V，直流电源消失的故障解除。

四、故障处理与防范措施

1. 故障处理

（1）将该站充电装置交流1号电源及交流2号电源进行相序核对。

（2）将该站蓄电池组进行全核对性容量放电，容量合格。

（3）将所辖各站直流电源系统充电屏交流输入两路电源进行相序核对。

（4）对有0s切换的互投回路的设备进行隐患排查，重点是交流屏0s切换回路，存在隐患的应在切换回路中加入延时或者中间继电器，避免造成类似事故。

2. 防范措施

目前110kV变电站典型设计普遍采用充电屏交流输入回路两路供电，0s切换的供电模式，两路电源要进行相序核对，在直流电源系统验收试验过程中，也只能断开一路断路器后检查交流互投回路工作是否正常，很难发现事故中的极端情况。

（1）应在有0s切换电源回路时，着重强调两路电源相序的一致性。

（2）0s切换回路在交流屏选用时尽量选用带延时切换并选择优先供电的设备。

（3）完善交直流电源报警信号上传的准确性。