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From 50HzPower   直流系统是为变电站内信号及远动设备、保护及自动装置、事故照明、断路器（开关）控制回路提供直流电源的电源设备。相对变电站交流系统而言，直流系统较为独立，能够在站内交流电中断的情况下，由蓄电池组继续提供直流电源，保障系统设备正常运行。 本篇推送将针对变电站直流系统的独立性与重要性，讨论直流系统的组成、功能以及直流系统常见异常处理手法。  直流系统组成  由于直流系统的配置和接线应根据电力工程的规模和电源系统的容量确定。本篇推送以一组充电机一组蓄电池单母线接线为例进行讲解。 直流系统包括：交流输入、充电装置、蓄电池组、监控系统（包括监控装置、绝缘监测装置等）、母线调压装置（降压硅链）、直流馈线屏等单元组成，共同完成直流系统的功能。系统框架如下图所示。  直流系统结构框图 注：新投产变电站内已取消红色方框部分设计。 1）交流输入 一套直流系统一般采用两路交流输入电源，且能保证一路交流电源失去时能自动切换到另一路交流输入。 2）充电装置 充电装置实质是将交流电整流成直流电的一种换流设备，其主要功能是实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充功能。正常时，蓄电池处于浮充状态，充电装置仅提供较小的浮充电流；当蓄电池容量大幅度下降或者蓄电池带载试验后，充电装置切换到均充状态。 3）蓄电池组 蓄电池组能保证直流系统在失去交流输入的情况下仍能输出直流电源，蓄电池组到直流母线之间采用熔断器起保护作用，熔断器应带有报警触点。日常巡视中需关注每个蓄电池电压情况，现阶段普遍采用的额定电压2V阀控式铅酸蓄电池，浮充状态下的电压在2.15V-2.35V之间，超出这个范围应给予关注。 4）监控系统 监控系统包含了充电机监控模块、蓄电池监控模块以及绝缘监测装置。用以监控充电机工作状态、蓄电池组电压、各馈线绝缘电阻等。交流输入电压、直流母线电压、负载总电流、蓄电池电压、电池充放电电流等参数。充电装置故障、交流电压异常、控制母线过/欠压、直流接地、直流空气断路器脱扣、电池组熔断器熔断、绝缘监察和其他装置故障等信号。充电装置的均、浮充转换控制。 5）母线调压装置 直流系统中，可能存在两种直流母线，一是控制母线，是供保护及自动控制装置、控制信号回路等的直流母线；另一种是合闸母线，为断路器操作机构等提供动力负荷。合闸母线和控制母线之间通过降压硅链连接。 控制母线上联接的是控制、监测、信号等回路，一般情况负荷较小且稳定；合闸母线则联接的是断路器的合闸线圈回路，平时无负荷电流，断路器合闸动作瞬间，有很大的冲击电流，造成母线电压的短时下降。但现在随着蓄电池技术的发展和容量的扩大，一般不再单独设立合闸母线。 6）直流馈线 在大型直流网络中，环形供电网络操作切换较复杂、寻找接地故障点也较困难；环形供电网络路径较长，电缆压降也较大，因此，变电站直流系统的馈线网络应采用辐射状供电方式，不宜采用环状供电方式。 现阶段新投产变电站全采用辐射状馈线方式，但是部分老旧变电站仍存在直流馈线环网运行或者联络空开处于合位的情况，这在处理直流接地时要尤为注意。 直流系统异常处理 直流失电处理 当直流部分或者全部失电失电时，会造成保护装置或测控装置部分或全部出现异常并失去功能，此时监控系统发出直流电源消失告警信息。分以下几种情况进行分析： 1) 直流部分消失，应检查直流消失设备的直流断路器是否跳闸，接触是否良好。检查无明显异常时可对跳闸断路器试送一次。 2) 直流屏直流断路器跳闸，应对该回路进行检查，在未发现明显故障现象或故障点的情况下，允许合直流断路器送一次，试送不成功则不得再强送。 3) 直流母线失压时，首先检查该母线上蓄电池总熔断器是否熔断，充电机直流断路器是否跳闸，再重点检查直流母线上设备，找出故障点，并设法消除。更换熔丝，如再次熔断，应联系检修人员来处理。 4) 如果全站直流消失，应先检查充电机电源是否正常，蓄电池组及蓄电池总熔断器（断路器）是否正常，直流充电模块是否正常有无异味，降压硅链是否正常。 5) 如因各馈线支路直流断路器拒动越级跳闸，造成直流母线失压，应拉开该支路直流断路器，恢复直流母线和其它直流支路的供电，然后再查找、处理故障支路故障点。 6) 如因充电机或蓄电池本身故障造成直流一段母线失压，应将故障的充电机或蓄电池退出，并确认失压直流母线无故障后，用无故障的充电机或蓄电池试送，正常后对无蓄电池运行的直流母线，合上直流母联断路器，由另一段母线供电。 7) 如果直流母线绝缘检测良好，直流馈电支路没有越级跳闸的情况，蓄电池直流断路器没有跳闸（熔丝熔断）而充电装置跳闸或失电，应检查蓄电池接线有无短路，测量蓄电池无电压输出，断开蓄电池直流断路器。合上直流母联断路器，由另一段母线供电。 直流系统接地处理 对220V直流系统来说，两极对地电压绝对值差超过40V或绝缘降低到25KΩ以下；110V 直流系统两极对地电压绝对值差超过 20V 或绝缘降低到 15kΩ以下,应视为直流系统接地。 直流系统单点接地仍可继续运行，但应将接地异常及时消除；否则出现两点接地时，就可能对整个电力系统造成严重危害。 由于接地位置不同，造成的危害也不尽相同。此处分正极接地与负极接地分别进行讨论。  直流系统正极接地 如上图所示，当直流系统发生正极接地时，其电压下降，负极对地电压降低；若此时，图中红色方框内的回路任意一点接地，将会短接保护跳闸节点或中间继电器TJR的辅助触点，从而造成断路器的误动。  直流系统负极接地 同理，当直流系统发生负极接地时，负极电压升高；若此时，图中红色方框内的回路任意一点接地，将会短接断路器跳闸线圈或中间继电器TJR，致使保护动作时，断路器无法实现跳闸，从而依靠后备保护切除故障，越级跳闸，扩大停电范围； 因此，在发现直流系统发出接地报警后，现场工作人员应记录时间、接地极、绝缘监测装置提示的支路号和绝缘电阻等信息。用万用表测量直流母线正对地、负对地电压，与绝缘监测装置核对后，立即汇报调控人员。 直流接地查找方法及步骤如下： 1) 发生直流接地后，应分析是否天气原因或二次回路上有工作，如二次回路上有工作或有检修试验工作时，应立即拉开直流试验电源看是否为检修工作所引起。 2) 比较潮湿的天气，应首先重点对端子箱和机构箱直流端子排作一次检查，对凝露的端子排用干抹布擦干或用电吹风烘干，并将驱潮加热器投入。 3) 对于非控制及保护回路可使用拉路法进行直流接地查找。拉路法遵循的原则是“先总路再支路、先一般后重要、先户外再户内”。 4) 保护及控制回路宜采用便携式仪器带电查找的方式进行，如需采用拉路的方法，应汇报调控人员，申请退出可能误动的保护。 5) 用拉路法检查未找出直流接地回路，应联系相关专业人员处理。  结束语 本篇推送结合变电站直流系统各个部分的组成及功能，讨论了变电站直流系统常见异常的处理手法。为现场工作人员提供参考依据。  |
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