广深电气直流屏技术中心

某220kV变电站发生一起一次直流屏系统异常，造成站用变压器低压断路器401、402低压脱扣跳闸（自动控制装置闭锁没有动作），全站交流电源失去；直流充电装置失去电源停止工作，第2组蓄电池存在开路，直流Ⅱ段母线电压异常。

二、故障原因分析

   1.系统组成及运行方式

   该站直流屏系统操作电压为DC220V，采用单母线接线、分列运行方式；馈线网络辐射供电；正常运行时，两端直流母线联络断路器在分位。直流屏系统配置2组蓄电池，每组有2V400AH蓄电池104只；配置3组60A充电装置，两组蓄电池公用一台备用充电装置。

   该站站用交流电源系统，两台站用变压器取自该站35kV系统，低压侧接线方式为单母分段接线，配有备自投装置，投入运行时具备互投，但不具备自复功能。

2. 故障描述

   （1）外观检查情况。对第2组蓄电池外观检查未发现漏液、鼓肚、凹陷等异常。选择75号蓄电池进行现场解体，发现75号蓄电池正、负极极板腐蚀严重，负极极柱出现溶化现象，蓄电池负极极柱与汇流排连接处已完全断裂，现场看专业技术人员确认75号蓄电池开路。即第2组蓄电池组存在多支开路。

   （2）试验检测情况。因一次系统所带负载某电铁牵引站发生短路故障，引发该站一次系统波动。

3. 故障原因分析

经现场检测报告分析，由于一次系统异常造成站用变压器低压断路器401、402低电压脱扣跳闸；在此站用交流电源失去1h期间，直流屏电源第1、2组蓄电池分别带全站直流电源负荷，此时该220kV站用直流电源系统监控装置报“直流屏Ⅱ段母线电压低”信号，专业班组人员现场对75号蓄电池检查存在开路现象，导致直流Ⅱ段母线电压异常。

针对蓄电池开路进行分析：

此时。整组电池会提供一个工作电流 ，并在每个内阻 上产生一个电压降 。若 增大，则 随之增大，¬¬¬该节电池的端电压 =E2×V ，若 =20A，内阻 增加到200mΩ时， 就会达到4V，在电池内阻继续增大时，电池两端产生的反置电压会急剧增大，导致电源供电回路崩溃甚至失效，电池会发生爆炸。

 

三、故障处理过程

   该站发生一起一次系统异常，造成站用变压器低压断路器401、402低电压脱扣跳闸（自动控制装置闭锁没有动作），全站失去交流电源；运维人员进入现场，对站用低压断路器进行检查，确认低压断路器401、402无问题后，手动将站内401、402交流电源投入运行；在此交流电源失去1h期间，直流屏电源第1、2组蓄电池分别带全站直流屏电源负荷，且UPS负荷约27A，直流屏系统监控装置报“直流Ⅱ段母线电压低”信号，次日，专业班组人员检查第2组蓄电池的部分电池多支已开路，随即由第1组蓄电池及第1组充电装置带全站直流负荷。

四、故障处理与防范措施

   1. 故障处理

   （1）专业班组迅速将全站直流负荷倒至第1组蓄电池、充电装置带全站负荷。

   （2）采用应急电源临时投运到该站。新装第2组蓄电池投入运行，容量为400Ah，全站恢复正常运行状态。

   （3）该站交流电源已经切换到手动位置，以防交流电源波动。将采集参数进行校准、核对、分析，低压脱扣设置为低压暂态跌落延时大于3s。

2. 防范措施

   （1）重视变电站站用交流电源系统电压质量。对于一次系统所带负载有铁路牵引站、钢厂等用户，发生一次系统波动，影响到了变电站低压400V交流电源系统，要采取必要的技术措施，保障变电站低压电源系统安全可靠运行，避免造成交直流电源故障。

   （2）加快推进直流屏系统电压接入故障录波器工作。为提高直流屏系统故障分析的效率和准确性，变电站内至少选择一台或多台故障录波器同时采集两段直流电源系统母线正、负极对地电压，为保证在任一直流母线失压情况下仍能够完整记录直流电源系统电压。

   （3）重视变电站直流屏配套蓄电池运行维护工作。

   （4）加强变电站交直流电源定期巡视工作。

   （5）重视基建变电站交直流电源设备验收。

   （6）重视变电站UPS直流接入系统后的容量需求变化。

   （7）拆除低电压脱扣器，由控制装置实现低电压延时3s。