摘要：分析某枢纽变电站内直流系统的配置，针对运行过程中智能高频开关电源模块电感线圈过热故障、直流系统绝缘故障，提出相应的应对措施，并论述了交流串入直流报警装置的原理和作用，为变电站直流系统运行维护提供参考。
关键词：变电站；直流系统；运行
变电站直流系统为信号、控制、保护、自动装置、事故照明、UPS等提供直流电源，在变电站中起着至关重要的作用。如果电网发生故障，变电站直流系统小能可靠工作，保护装置或开关出现拒动，那么电网的安全稳定运行会受到影响。为此，变电站运行中，需确保其直流系统能正常可靠工作。
一、直流系统的配置
某一枢纽变电站直流系统配置，采用“两电三充”，即2组蓄电池组、3台充电装置的配置模式，以满足系统直流母线电压和直流负荷的需求。我们可以知道，来自小同站用变低压侧的两路380V交流输入电源接入交流配电单元，当一路380V交流电失电时，交流配电单元自动切换至另一路，保证小问断供电。380V交流电经充电装置整流，变换成直流后接入直流母线，同时蓄电池组也接入直流母线。每组蓄电池为104只，容量为350A•h
二、充电装置过热故障
某枢纽变电站智能高频开关电源模块采用N+I冗余配置（N=2），其中一个模块故障不影响整组充电装置的正常运行。智能高频开关电源模块采用奥特迅八TC230M40III，其标称输出电压为230V，标称输出电流为40A，3个模块并联作为直流系统的充电装置使用。
某日，巡视发现某小室#1高频开关电源屏内智能高频开关电源#0模块散热通风口有热风且电感线圈表面绝缘材料部分熔化，而#1高频开关电源屏内#1，# 2模块及#2高频开关电源屏内充电装置散热通风口温度均较低，电感线圈外观正常。遂对#1高频开关电源屏内#0智能高频开关电源模块出风口处电感线圈进行红外测温，结果发现#0智能高频开关电源模块电感线圈温度为2500C，而正常温度为70℃左右。当智能高频开关电源模块温度≧（85士5）℃时，设置的过热保护会使其关机报警，温度正常后自动恢复。此次电感线圈温度虽然达到2500C，但因部分热量经散热通风口排出，故高频开关电源模块仍继续工作，未关机报警，模块过热保护未起作用。
检查充电装置输出电流为10A，每个模块均流为3.3A。在退出#0模块的情况下，另外2个模块均流为5A，小于40A，满足智能高频开关电源模块输出电流的运行要求。于是断开#0模块前面板的交流输入断路器，拔掉后面板的直流输出、交流输入插座，更换新的智能高频开关电源模块。更换后，充电装置恢复正常运行。
鉴于充电模块元件过热时无法通过监控系统实时掌握充电装置的温度状况，完善智能高频开关电源模块的温度监测功能，以防比充电模块元件过热损坏时过热保护小起作用，避免充电模块整体故障的小概率事件的发生。
三、直流系统接地故障
直流接地是变电站直流系统较为常见的一类故障，除了人为因素导致外，在阴雨潮湿天气等自然因素情况下，户外端子箱、接线盒内的电缆绝缘降低也会造成一点接地或两点接地，使得信号回路误报警或保护误动或拒动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于控制回路，一旦发生一点接地，就需尽快找出接地点，以防比故障发展为两点接地，导致开关误动或拒动，影响变电站设备及电网的安全稳定运行。
某日，监控系统后台报“主变及110kV继电器室直流主馈线屏（二）II段绝缘故障动作，主变及110kV继电器室直流主馈线屏（二）II段直流系统故障动作”。现场检查发现，主变及110kV继电器室内#2直流主馈线屏有告警，微机绝缘监测仪报警显示“母线绝缘降低，负对地欠压，支路17负对地绝缘支路低”。支路17对应于#1调压补偿变第一套保护非电量保护装置直流电源。
向调度申请退出#1调压补偿变第一套保护非电量保护装置，逐个测量支路17所带负荷负对地绝缘。解除#1调压补偿变非电量保护屏1-SFD；19端子后，直流主馈线屏告警消失，通过绝缘摇表测量发现该回路对地绝缘低，标示为C相压力释放报警2，解开1-SFD；19端子外部接线；接着在调压补偿变C相端子箱中解开压力释放阀2端子X1：6外部接线，用绝缘摇表测量发现端子X1：6至压力释放阀接线的绝缘低，解开端子X1：6至压力释放阀的接线并用绝缘胶带包扎后，返回主变小室中恢复#1调压补偿变第一套保护屏1-SFD：19端子接线。至此，主变及110kV继电器室直流主馈线屏（二）II段绝缘故障相关动作信号均已返回。根据站内大雨天气频繁情况，推测此次报警原因为#1调压补偿变#2压力释放阀内接线盒受潮，导致信号回路绝缘降低。
现场运行经验表明，雨雪等恶劣天气情况下，监控系统报直流绝缘低或直流绝缘故障情况较多，因此在雨雪来临前需加强对端子箱内温湿度控制器及加热器的巡视，保证其能正常可靠工作。由于某枢纽变电站风大且雨水较多，为防比端子箱门损坏、密封不严及忘关端子箱门导致端子箱内电缆绝缘降低引起的直流接地，并快速、准确地找到故障端子箱门，可采用户外端子箱门检测装置检测箱门状态，以便及时发现异常未关闭箱门。
四、交流串入直流报警装置
变电站内交流电缆、直流电缆众多，人为因素、绝缘破损等会造成交流串入直流，严重情况下将导致开关误跳。针对国内电力系统交流串入直流导致的多次电网事故，《国网十八项电网重大反事故措施》中规定严防交流串入直流故障的出现。由于站内原有直流系统绝缘监测装置不具备交流串入直流故障的测记和告警功能，因此专门装设一套交流串入直流报警装置，用以实时监测直流系统是否发生交流串入故障。交流串入直流报警装置通过实时电压采样来监测直流母线电压，实时准确记录直流电压纹波含量，当其超过指定值时报警并记录；当外部交流串入电压大于所设定的信号保护门槛值时，通过干接点输出报警相关信息，记录保存本次报警信息。
结束语：
直流系统作为变电站内最重要的系统之一，一旦发生报警或故障，就应引起重视，尽快处理并消除缺陷，以保证变电站安全可靠运行。
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论文作者:王婧,魏耀庭,李海亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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