变电所直流屏系统的运行与维护.docx

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变电所直流屏系统的运行与维护

变电所直流屏系统的运行与维护

技师专业论文

题目：

变电所直流屏系统的运行与维护

姓名：

职业：

维修电工

身份证号：

鉴定等级：

技师

单位：

中国北车长春轨道客车股份有限公司

二○一三年五月十五日

引言：

目前电力系统中直流屏系统已广泛应用在电站、变电所、铁道系统等场所的直流电源系统，我公司所有变电所都应用直流屏系统，这样就需要对直流屏系统的运行和维护有很高的要求，针对这一情况，我根据多年的维修经验制定出常见故障的维修方法。

一、直流屏系统的组成及工作原理和各单元的功能

直流屏系统的外观图：

（一）、系统的组成

（1）、按功能分：

交流输入单元、充电单元、微机监控单元、电压调整单元、绝缘监察单元、直流馈电单元、蓄电池组、电池巡检单元等。

（2）、按屏分：

充电柜、馈电柜及电池柜等。

（3）、直流屏的原理框图：

（二）、直流屏工作原理

（1）正常情况下，由充电单元对蓄电池进行充电的同时并向经常性负载（继电保护装置、控制设备等）提供直流电源；

（2）当控制负荷或动力负荷需较大的冲击电流（如断路器的分、合闸）时，由充电单元和蓄电池共同提供直流电源；

（3）当变电所交流中断时，由蓄电池组单独提供直流电源。

（三）、充电单元的工作原理

充电单元分别由充电和控制高频开关电源模块组成，采用（N+1）冗余设计，〈所谓N+1冗余设计是指：

若直流屏满足正常工作需直流输出电流为10A的高频开关模块3台，实际该直流屏配置4台（N+1），用备份的方式充电模块向蓄电池组进行均充或浮充电〉，控制模块也采用（N+1）冗余设计、用备份的方式向经常性负荷（继电保护装置、控制设备）提供直流电源。

这样当其中任一台模块出现故障后，不会影响装置的正常工作，使装置运行的可靠性大大提高。

（四）、微机监控单元

直流屏的一切运行参数和运行状态均可在微机监控器的显示屏上显示。

监控器通过RS485或RS232接口与交流检测单元、直流检测单元、绝缘检测单元、电池巡检检测等单元的通信，从而根据蓄电池组的端电压值，充电装置的交流电压值、直流输出的电压、电流值等数据来进行自动监控。

运行人员可通过微机的键盘、按钮或触模屏进行运行参数整定和修改。

远方调度中心可通过“三遥”接口，在调度中心的显示屏上同样能监视，通过键盘操作同样能控制直流屏的运行方式。

（五）、交流输入单元

交流输入单元通常由两路380V╱50Hz的交流电源互投电路手动或自动选择一路向充电单元供电（另一路作备用电源），交流输入单元配有防雷电路和三相输入状态监视电路，当缺相或失电时，监视电路启动，自动投切备用电源的同时发出声光报警，并将故障信号通过监控器送往后台和远方遥信装置。

（六）、电压调整单元

因蓄电池组的均充、浮充电压分别为：

254V和243V,通常高于控制电压，为保证控制母电压为220V±10%，因此需采用电压调整装置进行调压。

（采用103只、2V/只蓄电池的直流屏，其均充、浮充电压分别为：

242V和232V能满足控母电压220V±10%的范围，故可不用电压调整单元）。

（七）、绝缘监察单元

对控制母线电压和各支路对地绝缘电阻进行测量判断，超出正常范围时发出报警信号。

（八）、直流馈电回路

直流系统通过接在合闸母线和控制母线的专用直流断路器向负荷供电的回路，负荷种类一般包括经常性负荷，事故负荷和冲击负荷等。

（九）、蓄电池组

根据不同电压等级要求，蓄电池组由若干个单体电池串联组成，是直流系统重要的组成部份。

正常运行时，充电单元对蓄电池进行浮充电，并定期均充。

当交流失电情况下，直流电源由蓄电池组提供。

二、直流屏系统的运行和维护

（一）、直流屏新安装、大修和停电后的开、关机运行步骤：

（1）、开机步骤：

連接好蓄电池和单体电池巡检线。

按要求接入交流Ⅰ、Ⅱ路输入电源并检查交流输入电压是否符合380±15%范围内。

检查蓄电池开关应处于分闸位置。

分别合上Ⅰ、Ⅱ路输入电源开关无异常后，合上高频开关模块电源开关（此时模块正常工作指示灯亮、模块的显示屏上有电压、电流等数字显示）。

再合上监控电源开关，监控器开始工作，根据蓄电池种类、容量复核监控器的设置:

均充、浮充电压，充电限流值、均转浮电流等，（直流屏出厂时已按要求设置）。

检查充电电压、控制电压等是否正常，检查声光报警系统是否正常。

关闭控制模块交流电源开关，检查自动和手动调压是否正常。

检查完毕后（监控充电设置为自动），合上电池开关，此时检查监控界面：

检查充电方式并注意观察充电电压表、充电电流表和控制电压表的指示应与充电方式相对应的正常值、单体电池检测每组均有指示值。

开启绝缘监察仪、合上控制、合闸馈电开关后，无任何报警，直流屏开始正常工作；

　注意：

在恒压充电过程中，隨蓄电池端电压增高、充电电流减小至0.1I10经3小时后自动转为浮充工作状态。

（2）、关机步骤：

因大修等需退出运行时，应按标准作业化程序开好工作票，转移负载后，关断馈电屏的直流输出空气断路器、关断微机绝缘监察仪电源开关、关断蓄电池开关、关断监控器电源开关、关断所有高频开关电源模块的电源开关后，关闭交流进线开关（有双路电源进线时，应将两路进线开关全部关断）。

（二）、直流屏常见故障及维护：

（1）高频开关电源模块故障

1.系统报警：

模块故障光字灯亮，音响（电钤或蜂呜器）报警；

2.模块面板上的故障指示灯闪烁，显示屏上无电压、电流显示。

3.解决方法：

由于系统模块采用N+1备份，因此，不论充电或控制模块有一个模块发生故障时，不会影响系统的正常工作，若有备用模块可带电热拔插更换模块（注意：

模块面板上的拨码开关的位置应一致），或通知生产厂家更换。

（2）微机监控器故障

1故障现象：

当监控器故障时，系统报警：

音响报警、监控故障光字灯亮；

2发现监控故障时，可关闭监控电源的开关重新启动，若故障仍未消除，应通知厂家维修。

3当监控器故障或关闭时，模块将自主工作，仍可维持直流屏的工作。

此时，可通知厂家维修。

（4）调压单元故障

1故障现象：

音响报警、控母电压异常的光字灯亮；

2故障原因：

自动降压控制器故障，无法自动调压；

3故障处理方法：

应立即观察监控器显示的控母电压值或屏上的控母电压表的指示值，用手动调节调压万转开关的档位并观察控母电压表，使控制电压达到规定值，及时通知厂家更换自动降压控制器。

（5）熔断器的维护

1熔断器的维护：

直流屏中除二次回路配备熔断器外，最为关键的是蓄电池熔断器。

注意：

当熔断器上级蓄电池直流断路器因短路跳闸而熔丝未断，在检修消除故障后，也应将“+”、“-”极的熔断器换新（因短路电流已通过熔断器的熔丝，可能造成熔丝的局部熔化，造成熔断器的熔断电流减小，在冲击负荷电流下造成误动作）；

2熔断信号器：

应在大修后检查熔断信号器微动开关动作是否正常和作报警试验。

（6）蓄电池的运行和维护

　阀控式密封蓄电池在运行中及放电终止电压值的规定

阀控式密封铅酸蓄电池

单个蓄电池的标称电压（V）

2

6

12

运行中的电压偏差值

±0.05

±0.15

±0.30

开路电压最大最小电压差值

0.03

0.04

0.06

放电终止电压值*

1.80

5.40（1.8×3）

10.08（1.8×6）

注　*蓄电池组在放电时，当任中一只蓄电池端电压达到上表放电终止电压值时，应立即停止放电。

　1在巡视中应检查蓄电池单体电压值，电池之间的连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱和安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池温度是否过高等。

　2备用搁置的蓄电池，每一至三个月进行一次补充充电。

3阀控式密封蓄电池的温度补偿受环境温度的影响，基准温度25℃时，每下降1℃，单体2V阀控式密封蓄电池浮充电压值应提高（3～5）mV。

4根据现场实际情况，应定期对电池组做外壳清洁工作。

三、结束语

直流系统是变电所的一个重要组成部分，对变电所的正常运行起着重要的作用，它的设计方案是否合理、验收是否能够严格把关、日常维护是否到位直接影响着变电站的可靠性。

在变电所直流系统的设计、验收、运行维护的各个环节中要认真对待、抓住其关键点，这样才能确保变电所的安全运行,为防止和杜绝变电所直流系统事故，我们对变电所的直流系统的不足应进一步完善，消除造成直流系统故障的安全隐患，进一步减小了变电所发生直流系统事故的可能性，在保证直流系统安全稳定运行的同时也保证了继电保护及自动装置的可靠运行，确保电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]国家电网公司十八项电网重大反事故措施[Z]．

[2]电力系统继电保护实用技术问答（第三版）[M]．北京：

中国电力出版社，2000．

[3]电力工程直流系统设计技术规程[S]．

[4]《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》DL/T724-2000