摘要：受到长期运行及本身性能缺陷的影响，使得xx换流站直流电源系统多次出现故障，直接影响到电网正常运行。通过分析该换流站直流电源系统故障表现、原因及解决措施，就直流电源系统运行维护工作提出几点建议，支持换流站正常运行。
关键词：直流电源；系统问题；运行维护
换流站中直流电源系统作为主要设备，也是二次系统运行的关键内容。直流电源系统作为独立电源，不会受到换流站用电或电网运行方式的影响。当出现外部交流电源中断情况时，蓄电池作为后备电源继续为设备提供直流电源。一旦出现直流电源系统故障，直接影响到换流站的正常运行，本文就此展开论述。
1、直流电源系统故障概况
1.1直流电源系统运行方式
换流站内一线接线如图1所示。110kVA线带3号变，B线带2号变，母联500断路器热备用；2号变带10kVII母，3号变带10kVIII母，母联300断路器热备用。10kV出线共22条，其中19条运行，3条冷备用。故障前A线2号变负荷6.7MW；3号变负荷6.9MW。
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图1 换流站内一次接线原理图
站内配置1套充电装置和1组固定型阀控式铅酸蓄电池，电池组容量为200Ah，浮充时的蓄电池单只电压为2.25V左右，共配有103只，组屏安装，于2010年11月投运。
1.2 事故经过与调查
检修人员检查时直流系统正负压差值正常，其余各模块输出均正常，且负荷电流正常无异常情况，判断直流监控装置误发信号并通知厂家处理，并将后台相关直流电源系统告警信号进行屏蔽，如图2所示为告警信息传输路径。
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图2 告警信息传输路径分析
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图3 起火示意图
事故出现后通过现场调查烧毁最严重的是室内蓄电池屏，因此怀疑蓄电池起火造成室内火灾。经过技术人员恢复站内监控视频，可以确定蓄电池组III屏最上一层事故发生出现2次电弧闪光，进而诱发火灾，火势蔓延至蓄电池组II屏与I屏、充电屏等，造成基本烧毁室内二次设备，如图3为起火示意图。
2、直流电源系统起火原因
2.1 监控装置告警频发原因
灾后检查蓄电池组总熔断器，并未触发直流保险顶针，表明直流电源系统监控装置并未接收到熔断器熔断信号，直流监控装置误发信号造成共用测控与后台收到熔断器熔断信号。根据现场调查情况，基本确定事故发生前监控装置内部模块已经出现损坏，造成告警信息频繁误发。与此同时，同一块CPU支持监控装置告警与控制功能，当出现CPU损坏后直接丧失监控装置限流、恒压等功能，使得蓄电池过度充电出现热失控。
2.2 蓄电池起火原因的分析
通常铅酸蓄电池材料构成都不是易燃物，不会出现自燃或引燃情况。但蓄电池组运行时内部存在电流，电流持续供给能量，当出现回路或接触电阻时造成蓄电池过热引发火灾。可能原因有二：
2.2.1 电池端连线不牢固。电池端子、连线与连条均是良好的导热体，当出现连接螺栓松动时松动出会产生较大接触电阻并发热，热量储蓄向两侧扩散。进而将端子封胶、电池盖与壳体软化，将连线绝缘层烤焦，持续发展形成火头。
2.2.2 电池形成电流回路。电池内部的电解液属于典型电导体，在外界因素影响出现电池破裂后，内部电解液渗漏出来，使得电解液腐蚀蓄电池组柜底形成导电回路。蓄电池内阻较小进而产生较大短路电流，漏点出形成电火花，逐步发展引发火灾。联系事故发生时的2次电火花，可以确定原因为蓄电池漏液短路引发的。
3、直流电源系统改进措施
xx换流站直流电源系统供电模式普遍采用单电单充。一旦出现直流电源系统故障极有可能造成整个换流站断电，无法起到保护作用。可以采取以下措施解决。
3.1 做好运行检查工作
根据实际情况在电池组下部用橡胶板垫底，可以通过防震保护电池安全并避免短路，安装时轻拿轻放以防碰伤电池，完成安装后利用1000V摇表检查对地绝缘，且保证绝缘电阻≥0.2MΩ，使用时连续观察三天是否漏液；运维人员严格落实制度并检查蓄电池状态，及时更换存在安全隐患的电池；定期做好蓄电池校验工作。阀控蓄电池安装完成验收时通过核对性充放电试验，其后每2年进行一次。当出现设备试验数据不符合标准时及时维修更换。
3.2 蓄电池组独立成室
根据此次起火原因，将蓄电池组独立布置，不与其他二次设备放在一起。因此具有相关条件的换流站，可以从保护室内移出蓄电池组，直接存放在独立的蓄电池室内。新建或改扩建时设计独立的蓄电池室或其他设备进行隔离。
3.3 规范告警信息处理
当监控中心出现直流电源系统异常、故障或事故等告警信息时，应高度重视并分析，及时通知现场运维人员。如果具备相应条件可以远程核查直流电源系统；未分析判断告警信息时，监控中心与运维人员不得采取任何屏蔽信号的措施。如果确认告警信息误发时，经过分管领导批准方能采取临时屏蔽措施；故障没有解除前，运维人员监视设备缺陷。
4、结语
总之，本文通过分析换流站直流电源系统火灾事故形成原因，并结合实际情况选择合适的改善措施，解决直流电源系统火灾隐患，提高直流电源系统运行的安全性。
参考文献
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论文作者:杨礼太,李阳,程扬胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
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