摘要：站用交直流系统是变电站运行中的一个重要环节。交直流系统的运行良好性关系到整个变电所所有设备可靠运行。一旦交直流系统出现故障，将直接影响到变电所的安全、可靠运行，严重时可能造成全所失电的特大事故的发生。目前变电站的交直流系统已经比较完善，但是发生故障时不容易很快发现，容易造成误判。本文对交流系统故障的有效防范措施进行简要的介绍。
关键词：站用交流系统；站用直流系统；故障；防范措施
站用交直流系统作为电力系统中非常重要的电源系统，是保证变电站安全可靠输送电能的一个必不可少的环节，为变电站内的一、二次设备提供电源，是继电保护的控制核心。许多大型的电网事故都是由于站用电交直流系统问题所导致的。
1站用交直流系统故障案例
案例一：某110 kV变电站因运行人员操作不当，将站用交流系统变比不同的两路输入电源强行并列，致使多个交流馈线空开跳闸，站内交流负荷失电，并造成了多条交流电缆绝缘损坏。该110 kV变电站站交流系统故障原因首先源于交流系统运行方式的设置不正确。运行人员在不了解运行方式的情况下，盲目进行交流备自投的切换试验，导致自动转换开关动作造成２台站用变压器低压侧非同期合环。
案例二：2017年某 220 kV 变电站，因35 kV 电缆头爆炸着火，进而引起主变起火。简单过程为，35 kV线路跳闸伴随电压波动引起站用变低压侧脱扣，导致变电站直流系统失去交流电源，而直流系统蓄电池改造后未与直流母线导通，在充电机停止工作后直流系统失电，保护装置不能工作，故障在本站不能切除，上级保护动作造成全站失压，造成较大的经济损失与社会影响
2站用交直流系统介绍及故障的有效防范措施
2.1站用交流系统介绍及故障的有效防范措施
2.1.1站用交流系统系统介绍
站用交流系统（Station AC Service System）一般是指由站用变压器电源、站用变压器、380V 低压配电屏、保护测控、交流供电网络组成的系统，目的是为了给变电站提供可靠的交流电源。它是保证变电站安全可靠地输送电能的一个必不可少的环节，站用交流电源系统为主变压器提供冷却电源、消防水喷淋电源，为断路器提供储能电源，为隔离开关提供操作电源，为硅整流装置提供变换用电源。另外，站用电还提供变电站内的照明、生活用电以及检修等电源。如果站用交流电源失去，将影响变电站设备的正常运行，甚至引起系统停电和设备损坏事故。因此，运行人员必须十分重视站用交流电源系统的安全运行，熟悉站用交流电源系统及其运行操作。
2.1.2站用交流系统故障的有效防范措施
（1）对于单台站用变母线的运行方式应采用并列的方式来进行运行，而多台的运行方式应采用分列的方式来进行运行。
（2）对于直流系统当中的一些充电装置以及主变风冷控装置等重要的用电设备上应将其两端的线路电源分别接入不同的母线，严禁接入到同一条母线当中去。
（3）在整个电网系统当中，对于一些重要用电的设备，应当备有各自的切换电源的功能，以避免出现电源中断的情况。
（4）对于整个变电站的自动化系统，应当及时备置一些不间断的交流电源装置，并在最大限度上加强对其的管理力度，从而有效避免了因其自动化装置的漏电现象所造成的后续的一系列问题。
（5）变电站当中的不间断的交流电源装置的容量的范围，一定要满足于变电站实际的用量要求，并保证负载率不高于 65%，一定要避免运行负载率高于85%或低于 35%。
（6）变电站当中的一些间断交流电源桩的切换时间一定要满足变电站实际对于用电设备的需求，不得私自运用一些违反我国用电要求的设备，对整体的运行造成影响。
（7）变电站不间断交流电源装置的接入点，对于其负载等情况，一定要事先进行方案的设计与规划，从而在最大限度上避免不间断交流电源装置肆意接入的情况发生
2.2站用直流系统介绍及故障的有效防范措施
2.2.1站用直流系统
变电站直流系统（Station DC Sources System）由交流输入、充电装置、馈电屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、电压监测、绝缘监察（含接地选线）、硅降压回路（可选）、蓄电池管理单元（可选）、直流馈线网络等组成。它是独立的操作电源，直流电源系统为变电站内的控制系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源；同时作为独立的电源在站用交流电源失却后，直流电源还可以作为应急的备用电源，即使在全站全停的情况下，仍应能保证继电保护装置、自动装置、控制及信号装置和断路器等的可靠工作，同时亦能供给事故照明用电。由于直流系统的负荷极为重要，所以直流系统应有高度的可靠性和稳定性。因此确保直流系统的正常运行，是保证变电站安全运行的决定性条件之一。
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2.2.2站用直流系统故障的有效防范措施
（1）直流系统的馈出网络应采用辐射状供电方式，严禁采用环状供电方式。
（2）直流系统对负载供电，应按电压等级设置分电屏，不应采用直流小母线供电方式。
（3）除蓄电池组出口总熔断器外，直流系统中是否还存在其它熔断器或交流断路器，各级直流断路器或熔断器级差配合是否合适。
（4）直流母线接线方式应满足以下要求。组蓄电池配1套充电装置时，蓄电池及充电装置接入不同母线段；1 组蓄电池配 2 套充电装置时，2 套充电装置应接入不同母线段，蓄电池跨接在两段母线上；组蓄电池配2 套充电装置时，每组蓄电池及充电装置应接入不同母线段；组蓄电池配 3 套充电装置时，每组蓄电池及充电装置应接入不同母线段，第三套充电装置应可在两段母线之间切换。220 千伏及以上电压等级变电站的直流系统应采用两组蓄电池、三台充电装置的方案，每组蓄电池和充电装置应分别接于直流母线，作为备用的第三台充电装置可在两段母线之间切换。对于冗余配置的高频开关电源，可采用两组蓄电池配置两台充电装置的方案。
（5）直流系统运行方式应满足以下要求。对于直流系统为两组蓄电池的变电站，各级直流母线正常分列运行；对于直流系统为一组蓄电池的变电站，各级直流母线正常并列运行；
（6）直流系统是否存在寄生回路。
（7）直流系统是否存在断路器与熔断器串接。
（8）直流系统信号是否完善，遥测、遥信上传是否正确。
（9）是否按期对直流系统和蓄电池进行巡检，是否开展红外测温，是否存在未消除的危急和重要缺陷。
（10）直流母线应采用分段运行的方式，每段母线应分别采用独立的蓄电池组供电，并在两段直流母线之间设置联络断路器，正常运行时断路器处于断开位置。
（11）新、扩建或改造的变电所直流系统用断路器应采用具有自动脱扣功能的直流断路器，不应用普通交流断路器替代。直流系统所用断路器如采用普通交流开关的，应及时更换为具有自动脱扣功能的直流断路器。
（12）直流总输出回路及各直流分路装设的直流断路器，必须确保上、下级有选择性地配合，且有足够的灵敏度。为保证选择性，必要时可选用带延时脱扣器的直流断路器或带有三段式保护特性的直流断路器。直流断路器的额定工作电流应按 《电力工程直流系统设计技术规程》 DL/T5044-2004 要求选用。
（13）同一变电站的直流系统中的直流断路器（不包括终端设备上的直流断路器）原则上应选用同一制造厂系列产品，使用前宜进行安秒特性或动作电流抽查和级差配合校核（可由厂家随产品提供试验校核资料）。
（14）对于采用近后备原则进行双重化配置的保护装置，每套保护装置应由不同的电源供电，并分别设有专用的直流断路器。
（15）母线保护、变压器差动保护、发电机差动保护、各种双断路器接线方式的线路保护等保护装置与每一断路器的操作回路应分别由专用的直流断路器供电。
（16）有两组跳闸线圈的断路器，其每一跳闸回路应分别由专用的直流断路器供电。
（17）保护屏柜的直流电源进线应使用具有自动脱扣功能的直流断路器。
（18）当直流断路器与熔断器配合时，应考虑动作特性的不同，对级差做适当调整，直流断路器下一级不应再接熔断器。
（19）对于老变电站各级熔断器的定值整定，应保证级差的合理配合。上、下级熔体之间（同一系列产品）额定电流值，应保证 2~4级级差，电源端选上限，网络末端选下限。
（20）应建立直流熔断器管理制度。直流操作总保险（包括中央信号总保险）应每两年更换一次。各分路直流保险每四年更换一次。每次发生直流系统短路故障后，有关回路直流保险和直流操作总保险应及时进行更换。
3结语
站用交直流系统的正常运行会受到诸多因素的影响，容易出现各种类型的系统故障。加强对于站用交直流系统的运行及故障处理研究具有重要的作用，能够更好的保障变电站的正常运行。
参考文献：
[1]王贺，孟凡志.变电站用交直流系统的运行及故障处理[J].黑龙江科技信息，2014，（32）：100-100.
[2]张全元.变电运行现场技术问答 第二版[M].北京：中国电力出版社，2009.
[3]王贺，孟凡志.变电站用交直流系统的运行及故障处 理[J].黑龙江科技信息，2014（32）：100.
论文作者:张艳,赵丽君,段黎莉,王蓓
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：系统论文; 断路器论文; 变电站论文; 母线论文; 装置论文; 蓄电池论文; 电源论文; 《电力设备》2018年第32期论文;