变电站直流系统常见故障分析及查找处理

变电站直流系统常见故障分析及查找处理

直流系统是变电站一个重要的组成部分，其运行维护工作不当，会造成故障和事故，将给电力系统带来灾难性的后果，随着电力系统的不断发展，对直流系统运行过程中的质量可靠性要求越来越高。本文主要介绍了在变电站直流系统运行维护过程中经常出现的几类故障情况进行了分析和处理，希望能为运行和维护人员提供帮助。

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0 引言

直流系统是变电站一个重要的组成部分，主要是由蓄电池、充电机、直流馈线柜等组成。它的主要作用是：①在正常状态下为继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信等提供电源；②在交流电故障状态下，由蓄电池组对继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信、事故照明等提供电源。变电站一经投运，直流系统将不会进行停电检修，当直流系统发生故障时，将在带电的情况下进行查找和处理，加大了难度和风险，因此准确的分析故障和正确的查找方法将会大大提高安全系数。

1 常见故障之一：高频开关电源故障

1.1 故障现象：所有充电模块屏幕无显示，指示灯都不亮

原因分析：此现象说明高频开关电源的交流输入不正常或无交流电源输入。

查找故障点及处理：使用万用表在直流屏后的交流输入端子处进行测量，测量结果应为线电压Uab、Ubc、Uca和相电压Ua、Ub、Uc均在模块要求的正常工作电压范围内，此时判断站用变输出正常，然后根据图纸找到两路交流切换后进入模块前的交流电压母线处，使用万用表进行测量，测量电压不正确，则说明切换回路故障，需更换切换回路元件；如在直流屏交流输入端子处测量结果不在模块要求的正常工作电压范围内，则在交流屏后充电机交流输出处进行测量并与相邻输出空开的测量结果比较，如电压都不正常说明站用变工作异常，需通知相关人员处理，如只有充电机交流输出电源不正常说明交流输出空开损坏，更换空开即可。3处测量点如下图所示：

1.2 故障现象：充电模块其中之一故障指示灯亮

原因分析：这种情况一般是内部故障造成无电压输出，由于模块按照N+1冗余设计，一个模块退出，不影响系统正常运行。

处理方法：使用直流卡流表在该模块的直流输出线缆处进行测量，确认模块无电流输出，然后切断模块的交流输入电源，在集中监控器中进行设置，将该损

坏的模块屏蔽，这样告警将消失。更换模块后，再将集中监控器中的设置改回，使模块通信正常，并对模块输出的直流电压进行调整，调整值要与其它模块输出一致，并查看所有模块的输出电流，达到均流度良好。

1.3 故障现象：充电模块长期处于均充状态

原因分析：模块一直处于均充状态的原因是集中监控器不能控制模块的运行状态或集中监控器设置不当、死机情况造成。

查找故障点及处理：首先检查模块上的按钮，是否打在强制均充位置，正常运行时应在浮充位置，均充时由集中监控器进行控制执行；其次查看集中监控器有无告警信号，若无告警，则检查其设置中浮充电压值是否正确，正常为单体电池浮充电压乘以蓄电池总个数；然后检查设置中充电机运行状态是否处于均充，若是均充状态，将其改为浮充，并查看均充设置时间，一般为3个月自动均充一次，确认设置后，观察模块是否转为了浮充状态；还有一种可能是集中监控器死机造成模块长期处于均充状态，将其重新起动后，再将设置检查一遍，看是否能够运行正常，如还不能正常工作就判断集中监控器或通信线可能损害，需进行更换。

1.4 故障现象：充电模块中只有一个模块有电流输出

原因分析：有电流输出的模块电压输出较高，造成均流度严重不均，或其它模块损害但无告警显示。

查找故障点及处理：因为无电流输出的模块无告警信息，所以我们可以将有电流输出的模块退出运行，此时将无电流输出的模块一个一个单独投入，查看是否有电流输出，无电流输出的模块，即可判断模块已经损害，需及时进行更换，若都有电流输出，则判断有电流输出的模块电压偏高，需将其电压与其它模块的设置一致。

2 常见故障之二：蓄电池告警

2.1 故障现象：蓄电池熔断器故障

原因分析：造成蓄电池熔断器告警的原因有两种情况，一种是蓄电池熔断器熔断；另一种是熔断器的撞击器弹出或撞击器接点的线头断开、虚焊。

查找故障点及处理：首先检查蓄电池熔断器的撞击器是否弹出，如果弹出则引起告警，应使用万用表测量蓄电池保险的两端看电压是否一致，不一致则说明保险熔断，检查蓄电池组和电池至保险的电缆有无短路情况，未发现异常，可以更换同型号的保险试送一次，在运行过程中若按照规程要求执行熔断器定期更换制度，这种情况一般不会出现。撞击器未弹出时，需检查撞击器的接点焊线是否断开或虚焊，因为正负极距离很近，在焊接的过程中要注意使用绝缘物体将正负极保险隔离，防止短路，由于直流屏带电，焊接时一人焊接，一人监护，谨防焊

接人员头部触电。

2.2 故障现象：蓄电池单体电压告警

原因分析：单体电池电压告警有三方面的原因，第一种是蓄电池巡检仪采集数据不准确或该采集通道损害；第二种是采集单体电压的线缆或小熔丝接触不良；第三种是电池本身电压值不在正常运行值范围。

查找故障点及处理：使用万用表测量报警电池电压是否与告警电压一致，如果电池在正常运行值范围，则检查蓄电池巡检仪处的输入电压是否正常，测量电压正常说明巡检仪通道损害，需更换采集通道或整体更换巡检仪；测量电压不正常时，检查采集线缆的电池连接处是否松动或小保险接触不良，紧固松动处，拧紧小保险；情况如下图所示：

单体电池电压不在正常运行值范围时，检查电池外观是否有鼓肚、渗液现象，用手背碰触电池外壳，检测电池是否发热，来判断电池内部是否存在短路和电解液短缺，如果漏液和发热严重，应及时对该电池进行更换，没有备用电池时，应先将该电池退出运行；当不存在这种情况时，我们应对电池组进行核对性充放电试验，对于220kV变电站来说只需将所有负荷倒至另一套系统，即可进行试验，针对110kV变电站，我们最好使用备用蓄电池组替换正在运行的蓄电池组，使其完全退出运行，进行深层放电，设置单体电池达到1.81V放电结束，如果整体电池在放电过程中达到了规程要求的放电时间，则电池组在充电完成后投入使用，若问题电池不满足放电要求，在充电时需监测其电压是否过高，电压过高说明其内组大，容量不足，应及时更换，如果充电时电压不高，可单独对该电池进行活化，在放电结束时，要测量电池开路电压，检查单体电池有无开路现象，开路电池必须取出。电池组在运行过程中更换单个电池时的示意图：

2.3 故障现象：蓄电池组欠压

原因分析：蓄电池整组欠压主要是充电机不工作或输出电压降低造成蓄电池组较长时间放电，导致电池组欠压。

查找故障点及处理：充电机不工作，说明模块全部停止运行，所有模块全部损坏的可能性较小，因此我们只需按照常见故障之一：高频开关电源故障中第一种故障的介绍进行处理即可。

3 结束语

直流系统的故障处理都是在带电的情况下进行的，在查找故障点的过程中一定要做好监护工作，不发生人身触电和短路，不造成站内直流电源设备失电。在维护过程中一定要尽心尽责，尽量减少直流设备故障的发生，为二次设备的正常运行提供可靠保障。

参考文献：