淺析化工企業(yè)10KV開(kāi)閉所直流系統(tǒng)維護(hù)及常見(jiàn)故障處理

李志輝 王榮

摘 要：開(kāi)閉所是化工企業(yè)中電力控制中心，因化工生產(chǎn)連續(xù)性和不間斷性，對(duì)供電系統(tǒng)提出了極高的要求，其中電力系統(tǒng)的二次回路，擔(dān)負(fù)著對(duì)一次主回路進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和測(cè)量，在電力系統(tǒng)中，起著極其重要的作用。本文對(duì)常見(jiàn)開(kāi)閉所直流系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并分析常見(jiàn)故障及處理措施，為相關(guān)人員在工作中提供幫助。

關(guān)鍵詞：主回路;直流屏;二次回路;浮充電;直流接地

前言

一般化工企業(yè)，根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)及電力系統(tǒng)控制的可靠性，在負(fù)荷集中的區(qū)域設(shè)立開(kāi)閉所，直流控制系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，不受主回路影響，在主回路故障的情況下，仍能為主回路提供安全可靠的電源，為系統(tǒng)測(cè)量、監(jiān)測(cè)、控制、信號(hào)、繼電保護(hù)及直流事故照明等負(fù)載供電，直流系統(tǒng)一旦失效，整個(gè)開(kāi)閉所將處于失控狀態(tài)，一旦主電路發(fā)生故障，故障部位無(wú)法切除，將會(huì)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果，故直流系統(tǒng)在日常的維護(hù)中及其重要，能否對(duì)故障準(zhǔn)確判斷與及時(shí)處理會(huì)影響整個(gè)開(kāi)閉所安全可靠運(yùn)行。

一、開(kāi)閉所直流系統(tǒng)的組成

開(kāi)閉所直流電源由直流屏提供，其由交流配電單元、充電單元、蓄電池單元、電池組巡檢單元、絕緣監(jiān)測(cè)單元、蓄電池組電源巡檢單元等組成。常規(guī)直流供電采用單母線分段雙電源雙充的供電方式。直流配電屏進(jìn)線由開(kāi)閉所接入380V交流電，經(jīng)整流裝置裝換為220V或110V直流電輸出，為直流母線供電，蓄電池組與整流裝置輸出端并列接入直流母線。這樣，整流裝置一方面通過(guò)直流母線為其所帶的負(fù)載供電，同時(shí)對(duì)并接的蓄電池組進(jìn)行浮充電。當(dāng)交流故障時(shí)，直流輸出裝換為由蓄電池組供電，電池組采用閥控鉛酸蓄電池組。蓄電池多數(shù)采用充電高頻智能開(kāi)關(guān)電源充電裝置，也有部分采用相控整流充電。

二、直流系統(tǒng)故障對(duì)系統(tǒng)的影響

直流系統(tǒng)故障多是直流接地故障，當(dāng)一點(diǎn)接地時(shí)，其雖不能對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)造成直接影響，對(duì)系統(tǒng)影響輕微，檢修人員查清故障點(diǎn)，及時(shí)消除處理，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成影響。但當(dāng)直流系統(tǒng)有兩點(diǎn)接地，則整個(gè)電力系統(tǒng)將受到嚴(yán)重影響，將會(huì)造成信號(hào)裝置、測(cè)控裝置、繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)，斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)，該類故障，危害極大，對(duì)該類故障嚴(yán)密監(jiān)控，及時(shí)消除，以防事故擴(kuò)大。

三、直流系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策

3.1交流系統(tǒng)對(duì)直流供電系統(tǒng)的影響

開(kāi)閉所供配電系統(tǒng)中，交直流共存，而直流系統(tǒng)的抗干擾能力較弱，特別是當(dāng)交流系統(tǒng)異常，將會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)的供電產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)，將使直流系統(tǒng)的供電電壓失去穩(wěn)定性，為了及時(shí)判斷故障部位及事故后的問(wèn)題查詢，通過(guò)智能監(jiān)控模塊對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)中心對(duì)歷史數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確判定故障，同時(shí)可對(duì)故障進(jìn)行分類，進(jìn)而針對(duì)出現(xiàn)的同類問(wèn)題做出對(duì)策及采取措施。

3.2高頻充電裝置

3.2.1充電單元故障

充電單元為直流系統(tǒng)負(fù)載提供正工作的電源，同時(shí)為蓄電池進(jìn)行充電，目前所配置的直流屏均裝設(shè)微機(jī)綜保，可對(duì)電源充電單元進(jìn)行集中控制及監(jiān)視，所有充電單元模塊顯示屏無(wú)顯示時(shí)，各指示燈不亮，即可判斷高頻開(kāi)關(guān)電源無(wú)輸入或輸入電源不正常，可通過(guò)測(cè)量直流屏交流輸入端三相電源電壓及充電裝置輸入端電壓，判斷故障部位。當(dāng)只有某一個(gè)充電模塊出現(xiàn)故障時(shí)，由于充電/浮充電裝置采用多個(gè)高頻開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)，N+1熱備份，一個(gè)充電模塊故障，可切出系統(tǒng)，維修或更換故障模塊，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2.2電源單元工作異常

直流系統(tǒng)平時(shí)工作負(fù)荷在80%左右，當(dāng)直流處于過(guò)負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行時(shí)，會(huì)對(duì)直流模塊造成損毀，直流系統(tǒng)模塊在實(shí)際使用中按N+1的容量配置，當(dāng)其中一塊模塊故障時(shí)，可切出系統(tǒng)，其他模塊仍可保持正常工作，通常是不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，然而在一些實(shí)際使用中，因單個(gè)電源無(wú)法滿足一個(gè)開(kāi)閉所所帶負(fù)荷的需求，直流電源由多個(gè)單元并列組成，這樣，當(dāng)出現(xiàn)某個(gè)電源模塊故障時(shí)，其他模塊就會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)及時(shí)切除故障模塊，同時(shí)投入備用模塊，讓系統(tǒng)處于正常負(fù)荷狀態(tài)。

3.3蓄電池組異常情況及處理措施

我們常用的鉛酸免維護(hù)電池的使用壽命為三到五年，在使用壽命期，可通過(guò)以下步驟排查故障

3.3.1檢查主接線部分，排查連接線是否牢固可靠，布線是否干凈清潔，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。

3.3.2測(cè)量每節(jié)電池的標(biāo)稱電壓和浮充電壓（充電狀態(tài)和浮充電狀態(tài)兩種情況）如出現(xiàn)異常，則表明電池有問(wèn)題，及時(shí)維修或更換。

3.3.3電池測(cè)量方法，測(cè)量前，必須斷開(kāi)交流供電輸入端，使充電單元不在充電狀態(tài)，通過(guò)放電裝置放點(diǎn)，測(cè)量并記錄放電電流及放電時(shí)間，核對(duì)整套電池的狀態(tài)，一般當(dāng)電池使用年限達(dá)到五年，即使充放電電流及放電時(shí)間在標(biāo)稱范圍內(nèi)，也應(yīng)及時(shí)更換電池。

3.4直流系統(tǒng)接地原因及處理措施

3.4.1直流接地

3.4.2直流接地的危害

（1）接地的種類：因直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，接地故障呈現(xiàn)多樣性，根據(jù)接地故障類型，大致可分為正極接地、負(fù)極接地、一點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、環(huán)網(wǎng)接地等多種情況。

（2）正極接地：常規(guī)的直流控制系統(tǒng)，斷路器跳閘線圈均接電源負(fù)極，所以，當(dāng)正極接地，可造成斷路器出現(xiàn)誤動(dòng)跳閘，造成事故。

（3）負(fù)極接地：負(fù)極接地，相當(dāng)于將斷路器短接，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，綜保動(dòng)作，但斷路器跳閘線圈無(wú)控制電壓，斷路器將會(huì)拒動(dòng)，出現(xiàn)事故擴(kuò)大。

通過(guò)直流控制原理分析，當(dāng)直流系統(tǒng)有一點(diǎn)接地，對(duì)二次系統(tǒng)不會(huì)造成事故，但當(dāng)二點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，則可引起斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)，在實(shí)際工作中，當(dāng)監(jiān)控裝置發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)，已表明直流系統(tǒng)存在接地點(diǎn)，維護(hù)人員應(yīng)及時(shí)查找故障點(diǎn)并消除。

3.4.3直流接地故障的查找及處理常見(jiàn)方法

直流回流分布廣，故障呈現(xiàn)隱蔽性，通常直流接地故障查找遵循先室外后室內(nèi)，先負(fù)荷后電源，先信號(hào)照明后操作控制線路的原則，常用的方法有拉回路法、接地裝置選線監(jiān)測(cè)法、直流接地故障定位儀定位法。

（1）拉回路法：逐一切斷各直流分支回路，若切除某一分支回流路后，直流接地故障消除，則可判定該回路存在直流接地故障，若故障一直存在，則可判定該回路正常，可按此法逐一查找，直至將所有接地點(diǎn)確定。使用該方法，因二次回路的復(fù)雜性，極易引起人為跳閘事件，故應(yīng)謹(jǐn)慎操作。

（2）接地裝置選線監(jiān)測(cè)法：由在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)直流絕緣進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可隨時(shí)監(jiān)控直流系統(tǒng)的接地故障，可確定某回路或直流存在接地故障，無(wú)法準(zhǔn)確判定接地點(diǎn)，另因系統(tǒng)分布電容的影響，極易造成誤判，對(duì)接地裝置的精度要求較高。

（3）直流接地故障定位儀定位法：這是一種簡(jiǎn)易、便攜的監(jiān)測(cè)方法，可不切斷直流回路，可帶電操作，極大提高了操作的安全性，如果選用較高登記的定位儀，可避免外界影響，測(cè)量精度較高。

隨著科技日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，對(duì)直流系統(tǒng)的故障的查詢已趨于計(jì)算機(jī)化，但有些故障還許我們周密判定，才可根除隱患，因此我們現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員不僅要掌握直流供電系統(tǒng)的原理，更要善于總結(jié)實(shí)際中遇到的各類故障，舉一反三，精準(zhǔn)定位故障，確保整個(gè)開(kāi)閉所供電的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏三強(qiáng) .變電站直流系統(tǒng)故障分析及處理方法淺析[J].建筑電氣2017.2.

[2]劉宏、茹兵.發(fā)電廠直流系統(tǒng)調(diào)試中常見(jiàn)故障及處[J].河南電力2015.4302.

[3]馬立方.變電站直流系統(tǒng)故障分析與處理[J]現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)2011.05.

[4]丁吉偉.淺析發(fā)電廠電氣直流系統(tǒng)運(yùn)行及故障處理[J]水電工程2017.6.

作者簡(jiǎn)介：

李志輝 ， 男 ，1975年10月生， 漢， 山西省長(zhǎng)治市 人 ，本科 ，初級(jí)工程師，研究方向：變頻器的使用安裝和維護(hù).