摘要：根据直流电源设备安装调试实践经验，详细分析了220kV变电站直流电源模块安装调试过程中应注意的问题，并分析阐述了直流电源系统的常见故障及解决办法，可以为直流电源调试的技术人员提供参考。对于相关领域科研工作者和同行业工作人员具有十分重要的参考意义。
关键词：220kV变电站；直流电源模块；故障问题
1 引言
随着工业电气化的发展，220kV变电站受到越来越多的关注。先进的220kV变电站的稳定运行离不开大量的电子设备。近年来，直流电源模块的复杂性正在增加。当多个负载密集分布时，负载前端通常使用多个输出电源来减少逆变器的数量并改善整体性能。随着诸如220kV变电站之类的应用的电气化程度不断提高，对直流电源模块故障问题需求增加。变电站直流系统是确保变电站稳定运行的关键，而直流供电设备的正常运行时间至关重要，这对继电保护和自动装置的正确运行至关重要，可靠的运行对于整个电网的安全性和稳定性起着决定性的作用。当直流系统异常或出现故障时，必须尽快使其恢复正常。
2 220kV变电站直流电源模块分析
当前在电力系统中使用的高频开关电源整流系统与老式DC系统的区别最大。模块化配置，如GZDW型智能高频开关直流电源系统，可按功能分为高频开关整流模块、监控模块、配电监控模块、调压硅链模块、绝缘监控模块、交流配电单元、电池监控器、电池组、供电单元。以下是各部分的工作原理和功能的简要分析。交流配电单元：直流系统通常有两个交流输入。通常，将交流输入开关置于“自动”位置，1路和2路待机，通过交流输入空气开关、交流接触器、避雷器等进行交流输入。对于每个高频开关充电模块：三相三线制AC 380VAC由三相整流桥整流，变成脉动DC。在由滤波电容器和电感器组成的LC滤波电路的作用下，它输出大约520V DC（2.34X220）的直流电压。逆变器是高频电压，整流为40KHZ的高频脉宽调制脉冲电压波。最后，经过高频整流后，它被转换为220V DC的直流电压，该电压由隔离二极管隔离并充电以对电池充电。一方面，它为直流负载提供正常的工作电流。充电模块内部有一个监视板，用于监视和控制模块的操作。由于充电模块本身具有CPU，因此充电模块也可以独立于监视模块运行。调压硅链模块：给充电模块充电时，输出通常约为240V DC（2.0〜2.25X2V是单节电池的数量）。电池充满电后，通常约为250V DC（2.3〜2.35X2V为单节）。220V DC发送到控制总线，以上两个部分共同组成一个直流输出系统。当自动电压调节器模块控制电路发生故障时，可以对其进行手动调整以使其输出在合理范围内。调压硅链模块实际上分为五组，每组由10个硅二极管组成，每组可降低0.7X10 = 7V，而五组可降低5X7V = 35V。调压硅链模块具有较大的设计余量，其输出电流可在短时间内超过额定值的2至3倍，而无需立即烧毁硅链。如果断开调压硅链模块，则整个控制总线都没有电压，也就是说，整个次级设备都没有直流电源。3 故障问题分析
3.1母线连接到不同的阳极和阴极
故障概述：在变电站直流 系统中，经常发生同一母线不同分支的正极和负极混合的现象，这在基础设施项目的遗留项目中更为常见。不同分支的正极和负极混合在一起的原因很多。可能是因为在实际施工过程中，施工人员为了节省工作量，违反了操作规程，将多根电缆绑在一起进行接线操作；由于保护屏的直流电源端子部分的接线未对准，各种原因可能导致正极和负极混合在不同的分支电源中。
解决策略：同一母线不同支路的正极和负极故障不会对设备的运行产生很大的影响，也不会直接导致设备的运行停止。因此，这使查找更加困难。基于此，为了更好地解决故障，需要选择合理的时间节点进行设备调试，从而有效地防止故障的发生。一般而言，我们会选择使用电力系统的二次回路来检查设备的安装和调试过程中或停电和大修期间的相关故障。而且，我们还可以根据保护屏的实际用途来处理空闲电源分支。然后，对故障进行准确的搜索。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在整个电源系统的工作过程中，直流电源的类型是多种多样的，有很多形式的表达，如设备功率、信号功率、控制功率、储能功率等，但是在检测过程中它的循环错误，我们需要区别对待。显然，回路故障需要根据其指示灯进行检测，并且应该根据端子排电压进行测试。
3.2直流电源系统接地（接地损耗）故障
故障概述：变电站直流电源系统在整个变电站系统中起着重要作用。它可以为整个变电站提供继电保护，也可以为次级电路供电，因此这很重要。对于直流电源系统接地（失地）故障，我们必须关注这一点，这在变电站系统的稳定性中起着重要作用。结合我的工作经验，如果直流电源系统接地不大，可能会导致断路器潜行。在此基础上，如果直流电源系统中发生另一种接地情况，将不可避免地导致整个系统发生短路情况。因此，如果发现运行中的直流系统接地不大，就必须对故障进行处理，以防止进一步发展到更深的地方，避免发生两点接地故障。
解决策略：变电站直流系统出现接地故障时，我们可以将其分为两个工作步骤，然后可以处理各个方面的接地（失地）故障。首先，我们需要使用绝缘监测装置选择接地支路，这可以帮助相关人员进行故障诊断，并且工作人员还可以借助拉入式馈线及时检查接地信号，以最大限度地预防故障扩散。其次，当绝缘监测设备无法选择接地分支时，我们需要采用差异化解决方案。
3.3 变电站双重化保护电源交叉故障
故障概述：所谓的电源交叉故障主要发生在保护设备电源、控制电源、总线故障保护电源的三个组件中，主要是因为电源的三个部分并非来自同一直流母线部分或智能变电站相同的保护设备电源和智能设备电源不是从相同的DC总线部分中获得的。《国家电网公司的18个避难措施》对继电保护装置提出了双重要求，以确保两个不同的保护装置的电源始终是独立且不相关的，并且保护对应的电源中的任何一个都是取自同一直流母线部分。如果存在电源不匹配的情况，并且发生交叉情况，则将导致保护电源的交叉故障的发生，并最终为电力系统的正常运行埋下安全隐患。
解决策略：变电站双重保护电源交叉情况发生时，相关的电力设备不会直接停止工作，而是仍然能够工作，并且相关的报警设备也不会发出报警信号，这对故障的发现造成一定的困难。我们可以通过分支测量正极和负极接地的电压，然后实现与每个分支相连的母线段的相关性识别。该检测方法的理论支持是两个直流母线电压不完全相等。因此，我们可以比较和分析分支和母线接地的电压，这些电压可用于计算分支的电流情况，进而掌握并控制母线段电流情况，最后可以明确故障发生点。
4研究成果分析
变电站基础设施建设过程中大多存在变电站直流电源回路故障，其原因很多。它贯穿于整个施工过程，例如施工人员缺乏责任感、对施工技术有误解、人为错误等。这将导致变电站系统中大量的直流电源电路故障无法被发现，并逐步发展成为更严重的电源事故。因此，只有将科学、有效的方法引入220kV变电站直流电模块中，将故障通过清晰的方式展现给变电站工作人员，对遇到的问题进行逐一记录并将最好的解决方法保存，这样可以保证变电站直流电源系统的稳定运行，进而为整个变电站的安全运行提供保障，为该片区工厂或居民区提供可靠和优质的电力服务，为区域经济发展提供源源不断的电能支撑。
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论文作者:张金成
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：变电站论文; 故障论文; 直流电源论文; 系统论文; 模块论文; 电源论文; 母线论文; 《电力设备》2019年第16期论文;