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交、直流电源异常造成直流母线异常的情况
发布时间:2020-07-08 22:29:12浏览次数:
交、直流电源异常造成直流母线异常的情况

1 故障简述
某年5月12日01点04分21秒,华北某220kV变电站发生一起一次系统异常,造成站用变压器低压断路器401、402低电压脱扣跳闸(自动控制装置闭锁没有动作),全站交流电源失去;充电装置失去电源停止工作,第2组蓄电池存在开路,直流Ⅱ段母线电压异常。

2 故障分析原因

1.系统组成及运行方式

该站直流系统操作电压为DC220V,采用单母线接线、分列运行方式;馈线网络辐射供电;正常运行时,两段直流母线联络断路器在分位。配置2组蓄电池,每组104只,容量400Ah/每组;配置3组60A充电装置,两组蓄电池公用一台备用充电装置。

该站站用交流电源系统,两台站用压器取自该站35kV系统,低压侧接线方式为单母分段接线,配有备自投装置,投入运行时具备互投,但不具备自复功能。该站380V交流电源系统接线详见下图所示。

 

2.故障描述
(1)外观检查情况对第2组蓄电池外观检查未见漏液、鼓肚、凹陷等异常。选择75号蓄电池进行现场解体,发现75号蓄电池正、负极板腐蚀严重,负极极柱出现融化现象,蓄电池负极极柱与汇流排连接处已完全断裂,现场专业技术人员确认75号蓄电池开路。经第2组蓄电池蓄存在多支开路。
(2)试验检测情况因一次系统所带负载某电铁牵引站发生短路故障,引发该站一次系统波动,某年5月12日01点04分21秒一次系统异常录波图,一次系统异常录波详见下图。

 
 

3.故障原因分析

经现场检测报告分析,由于一次系统异常造成站用变压器低压断路器401、402低电压脱扣跳闸;在此站用交流电源失去1小时期间,直流电源第1、2组蓄电池分别带全站直流电源负荷,此时该220kV站直流电源系统监控装置报“直流Ⅱ段母线电压低”信号,专业班组人员现场对75号蓄电池检查存在开路现象,导致直流Ⅱ段母线电压异常。

针对蓄电池开路进行分析:

此时,整组电池会提供一个工作电流IA,并在每个内阻Rb上产生一个电压降VRb。若Rb2增大,则VRb2随之增大,该节电池的端电压Vb2=E2*VRb2,若IA=20A,内阻Rb增加到200mΩ时,VRb就会达到4V,在电池内阻继续增大时,电池两端产生的反置电压会急剧增大,导致电源供电回路崩溃甚至失效,电池会发生爆炸。蓄电池内阻增大导致母线电压异常详见下图。

 

3故障处理过程
某年5月12日该站发生一起一次系统异常,造成站用变压器低压断路器401、402低电压脱扣跳闸(自动控制装置闭锁没有动作),全站失去交流电源;运维人员进入现场,对站用低压断路器进行检查,确认低压断路器401、402无问题后,手动将站内401、402交流电源投入运行;在此交流电源失去1小时期间,直流电源第1、2组蓄电池分别带全站直流电源负荷,且UPS负荷约27A,直流电源系统监控装置报“直流Ⅱ段母线电压低”信号,次日,专业班组人员检查第2组蓄电池的部分电池多支已开路,随即由第1组蓄电池及第1组充电装置带全站直流负荷。

4故障处理及防范措施

1.故障处理

(1)专业班组迅速将全站直流负荷倒至第1组蓄电池、充电装置带全站负荷。

(2)采用应急电源临时投运到该站。新装第2组蓄电池投入运行,容量为400Ah,全站恢复正常运行状态。

(3)该站交流电源已经切换到手动位置,以防交流电源波动。将采集参数进行校准、核对、分析,低压脱扣设置为低压暂态跌落延时大于3s。

2.防范措施

(1)重视变电站站用交流电源系统电压质量。

(2)加快推进直流电源系统电压接入故障录波器工作。

(3)重视变电站蓄电池运行维护工作。

(4)加强变电站交直流电源定期巡视工作。

(5)重视基建变电站交直流电源设备验收。

(6)重视变电站UPS直流接入系统后的容量需求变化。

(7)拆除低电压脱扣器,由控制装置实现低电压延时3s。

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