变电站直流屏常见故障的分析和处理

变电站直流屏常见故障的分析和处理

宗双俊 张分印 张久基 王永晶 岳秀峰

中国石油天然气股份有限公司独山子石化公司供水供电公司 新疆克拉玛依 833699

摘要：直流屏就是把交流电变成直流电，为电气二次设备保护、操作机构、控制回路以及指示灯提供电源，部分变电所的直流屏还承担着变电所交流中断时，为应急照明提供电源的任务。随着社会经济的发展，社会生产生活对供电的需求量增加，供电系统运行压力也随之提升。本文将重点分析变电站直流屏运行维护的现状问题，探索直流屏故障维护的技术手段，为变电站的安稳运行奠定基础和保障。

关键词：直流屏；运行维护；解决思路；问题分析；

引言：

根据统计自2019年以来，独山子石化供水供电公司变电站直流系统已陆续出现过多次直流系统异常情况，特别是2020年以来已有6次因直流屏元器件老化、损坏、通讯数据异常等造成的直流系统非正常运行情况，严重影响了各变电站的正常运行。

问题分析及解决思路

根据现场当时的情况，从直流屏附件故障和异常告警两个方面进行具体分析

1、直流屏通讯故障问题的分析和处理

直流屏通讯故障会造成数据不上传、上传错误或上传数据不更新，对我们变电站的日常监盘和运行数据的分析判断带来诸多不便和误判，期初发生类似问题，大家认为是直流屏控制面板运行时间过长或元件老化引起的，均采用将控制面板重新退电，再上电后得以暂时恢复，但是随着类似问题的不定期多次出现时，这一问题引起了我们的注意，在翻阅相关书籍，查阅相关资料与上级领导进行沟通，对一段时间的发生频次、上传的数据和故障数据类型以及直流屏参数的核对后发现，在直流屏控制面板数据刷新正常，通讯指示灯显示正常的情况下同样也出现数据不上传、上传错误或上传数据不更新的问题，说明应该还有其他原因。

通过现场勘查发现有一台直流屏的上传数据的通讯线敷设过程中，在通过电缆间时有两处有大约5米左右的通讯线与部分的一次电缆和二次电缆近距离并排敷设，存在电磁感应干扰磁通影响的可能，同时多台直流屏通讯线采用屏蔽层两端两点接地的情况，屏蔽层单端接地情况下，非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压的存在，但屏蔽层无电势环流的通过。单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。而两端接地，金属屏蔽层不会产生感应电压，但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过，如果A,B的电势不相等，将形成很大的电势环流，环流将会对信号产生抵消衰减的效果。我们通过屏蔽层单端接地改造和通讯线远离一次、二次电缆的方法，大大提高了通讯数据上传异常的问题。

2、充电模块故障问题的分析和处理

充电模块出现保护故障，通常是是由于充电模块的交流出现过压、欠压、直流负载过大造成的模块温度过高或直流屏柜内温度过高导致的充电模块温度过高引起的，我们可以根据故障代码进行确认并处理，可以通过开启直流屏柜顶部的散热风扇，或做好现场安全措施后开启前后柜门通风或有条件的开启机房内的空调进行降温处理。充电模块的输出电压过高或者负载电流过大将导致模块故障，要求将模块断开交流后重新开启，可恢复模块正常。不合理的电压调整也可能导致模块充电模块输出过压，我们可以通过控制面板进入参数设定输入密码来修改内部参数进行调整，可以恢复模块的正常工作。如果出现充电模块不均流的情况，我们要首先检查各个模块的输出电压是否相等，如果输出电压不相等，先检查各充电模块是否都处于同一自动或手动状态，如若不是及时将各充电模块状态调整至自动状态或在手动状态下将各充电模块输出电压调整至相同，可恢复均流；其次检查充电模块后面的均流线，检查均流线有没有松动、断开或者脱落，出现上述情况，我们应调整输出负荷及时恢复均流线后问题可以解决；上述情况都不是的情况下我们应判断为充电模块内部元件故障引起的不均流情况，应及时进行更换充电模块。

2020年3月某变电站值班人员巡检发现直流屏2#充电模块输出电压显示180V左右，负载电流为0，其他两台充电模块电压显示正常，负载电流平均，经现场检查3台充电模块均处于自动状态，且参数设定相同，固判定为充电模块内部元件故障引起，及时进行模块更换后恢复正常。

3、电池电压异常告警的分析和处理

电池电压显示异常告警分为电池电压高或低两种，正常运行的电池组单个电池电压应在（13.3V～13.8V）之间，如果超出范围应注意加强监视，并用万用表进行实测对比确认电压显示是否异常，当确定控制面板显示电压与实测电压相同时，则基本判定为电池故障，应对故障电池的外观、温度进行监测，必要时对电池组进行活化操作，确定电池故障时及时进行更换处理，避免因电池内阻差异造成其他电池陆续出现异常，如果条件允许的情况下，建议整组更换，因为新旧不一样，电池内阻有较大差距，得到的充电电压就不平均，充电电压不够或者过压电池都会坏得更快，如果条件不允许可以暂时进行单个电池的更换过度，后期进行整组更换，但更换后必须对整组蓄电池进行充放电活化，让整组蓄电池个体电压及内阻接近，如果不具备条件进行单个电池更换时，应适当的通过参数设定调低充电电压，以减缓因个体电池电压低而造成其他电池电压升高造成的加速损坏，后期进行及时更换。如果实测电池电压正常，应检查电池监测模块接线是否异常，先逐个测量电池监测仪端口上的输入电压，保证相邻两个端口之间的电压为之间连接电池的电压，任何形式的虚接（压住电缆包皮，外表连接可靠、实际没有连接）将导致电池电压检测异常。如果接线良好或再检查电池监测模块运行是否正常有无告警，电池监测模块故障告警，则对电池监测模块进行上电重启操作，观察是否恢复正常，如果任然无法恢复，基本判断为电池监测模块损坏，进行更换处理，任然无法消除故障，请检查直流屏PLC可编程控制器是否异常，写入程序并更换新的PLC后可恢复正常。

2019年5月某变电站日常巡检时发现某直流屏单个电池电压显示偏低，后陆续出现3块电池电压显示异常偏低，但其他电池电压显示正常，实测单个电池电压均正常，初步判断为电池监测模块故障，重启操作后出现多个电池电压显示异常，随即对电池监测模块进行了更换处理，更换后故障现象任未消失，随后进行直流屏PLC购置，并写入程序，更换后故障消失恢复正常。

4、直流输出异常告警的分析和处理

1）、直流过压告警首先我们检查直流输出电压和监控模块“直流过压告警”设定值，若设定值不合理请更改。如果直流过压告警设定正常应找出引起过压告警的充电模块。在确保蓄电池能正常供电的情况下，逐一退出模块。当退出某一模块后，系统过压告警消失，则该模块过压，请更换。

2）直流欠压告警首先我们检查直流输出电压和监控模块“直流欠压告警”设定值，若设定值不合理请更改。如果直流欠压告警设定正常应检查市电是否停电，如停电，断开部分负载以延长整个电源系统的工作时间。以上均正常应检查负载总电流。如果浮充时负载总电流超过充电模块总输出电流，则需切除部分负载，使充电模块的总电流超过负载总电流120％，但这种工作状态属于设计不合理状态或后期改造带来的隐患状态，应增加充电模块数量。

结束语

直流屏是变电站不可或缺的重要组成部分，做好直流屏运行维护工作有利于保障变电站的稳定性和安全性。通过分析直流屏维护的现状问题，总结出重视直流屏维护管理、加强关键部件的维护工作，如：通讯、模块、电池等等，不仅明确了有效的维护技术和方法，指出直流屏维护应注意的问题，有利于指导维护人员工作有序进行，还可以强调了直流屏维护的重要性，为变电站的发展奠定基础。

参考文献：

1. 高兴辉，变电站直流电源模块易损分析及处理[J]. 铜业工程，2012,02:09-92