1、,直流系統(tǒng)檢修與反措,何登森 國網(wǎng)技術學院,第一部分：直流系統(tǒng)運行維護 一、直流系統(tǒng)概述 二、直流系統(tǒng)規(guī)范及常用規(guī)程 三、直流系統(tǒng)的運行維護 四、蓄電池的運行維護 五、充電裝置的運行維護 六、直流系統(tǒng)的巡視 第二部分：故障處理 一、蓄電池的常見異常及故障處理 二、直流系統(tǒng)常見異常及故障處理,第三部分：直流設備檢修 一、蓄電池更換； 二、充電裝置更換； 三、直流屏更換； 四、直流系統(tǒng)檢修作業(yè)指導書。 第四部分：直流系統(tǒng)反事故措施,一、直流系統(tǒng)的作用及重要性,在發(fā)電廠和變電站中，為了給控制回路、信號回路、繼電保護和自動裝置及事故照明等回路提供電源，一般均設有獨立的電源，這個電源稱為操作電源；操作電

2、源在變電站設備管理劃分中屬于二次設備的附屬設備，但其的作用和重要性可關系到整個電網(wǎng)和設備的安全運行；一旦操作電源出現(xiàn)故障或失去操作電源，運行中的電網(wǎng)和設備將處于極不安全的狀態(tài)，甚至會造成事故和擴大事故，因此每個變電站都必須設有獨立的操作電源。 操作電源可以是直流、也可以是交流。由于蓄電池是一種可逆電源，它具有安全可靠、電壓穩(wěn)定、供電方便等優(yōu)點，而且不受交流系統(tǒng)故障的影響，因此目前仍被廣泛地應用在各種發(fā)電廠和變電站中。,一、直流系統(tǒng)的作用及重要性,直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關重要的作用，是變電站安全運行的保證 。 直流電源系統(tǒng)是電網(wǎng)設備的重要組成部分，其安全可靠性直接關系到整個

3、電網(wǎng)和設備的安全、穩(wěn)定運行。但長期以來由于受體制、管理方式的影響，直流電源系統(tǒng)在設備配置、選型、運行維護、檢修、故障處理、技術監(jiān)督、預防事故措施等方面工作開展不平衡，不利于直流電源系統(tǒng)整體裝備水平和規(guī)范化管理水平的提高。,直流系統(tǒng)的構成,變電所內的直流系統(tǒng)一般由蓄電池、充電設備、直流屏、直流負荷等構成。 我國應用過：磁放大式直流電源、硅整流電容器儲能直流電源、復式整流直流電源、蓄電池組直流電源，目前以蓄電池組直流電源應用最為廣泛。 蓄電池組直流電源的構成 1、蓄電池 蓄電池是一種化學能源，它能把電能轉變?yōu)榛瘜W能并儲存起來。目前，廣泛使用的是鉛酸蓄電池，以GGF型防酸隔爆式鉛酸蓄電池和GFM型閥

4、控式密封鉛酸蓄電池兩種類型最為普遍 2、充電設備 充電設備用于對蓄電池的充電和浮充電，普遍使用的是硅整流裝置。 當前已普遍采用高頻開關電源。高頻開關電源具有穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度高，體積小、效率高，輸出紋波及諧波失真小，自動化程度高，可以熱插拔，具有N+1備份，便于運行維護等優(yōu)點。,直流電源設備的發(fā)展,在上個世紀90年代初，我國電力工業(yè)得到迅速發(fā)展，大機組、高電壓、跨區(qū)域大電網(wǎng)相繼出現(xiàn)和形成；隨著電網(wǎng)一次設備保護雙重化、保護下放和高壓斷路器操作機構雙分閘線圈的配置以及無人值班變電站的技術發(fā)展，需要提供與其相適應、相匹配的可靠性高、故障率低、運行維護工作量少的直流電源設備；而當時直流電源設備卻仍然處在技

5、術水平低、裝備落后的狀態(tài)，設備可靠性差、故障率高、運行維護工作量大。直流電源設備形式多樣，種類繁雜；直流供電網(wǎng)絡接線不規(guī)范；直流回路保護處于熔斷器、交流斷路器和交直流兩用斷路器及直流斷路器混合使用現(xiàn)象十分普遍，造成直流回路保護電器級差配合不合理、動作選擇性差等問題，直流電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀不能滿足電網(wǎng)安全運行的要求。,直流電源設備的發(fā)展,為了扭轉這種被動局面，盡快完善和提高變電站直流電源設備的規(guī)范化設計和可靠性的提高。1991年9月原電力工業(yè)部組織開展電力系統(tǒng)用直流電源典型設計和樣機研制工作，1992年完成了直流電源典型設計和“GZD”樣機的研制及型式試驗工作，1993年完成了“GZD”產(chǎn)品的技術鑒

6、定和推廣工作。 隨著閥控蓄電池的出現(xiàn)和電子元器件的發(fā)展，1995年完成了“GZDW”微機控制直流電源柜技術條件和設計方案的審查工作，提出了自動化運行過程曲線圖，并確定了一系列整定參數(shù)，目的是為滿足無人值班的要求。1998年隨著高頻開關電源的出現(xiàn)和閥控蓄電池的大量廣泛使用，效率高、體積小、穩(wěn)流穩(wěn)壓精度高、功能完善，使的“GZD、GZDW”直流電源裝置又進入了嶄新時代。,直流電源設備規(guī)程標準的修訂情況,隨著直流電源系統(tǒng)設備的發(fā)展，其相關的技術標準、規(guī)程未進行及時的修訂，不能滿足設備的運行維護要求和技術指導作用。為了提高直流電源系統(tǒng)設備的制造質量、規(guī)范系統(tǒng)設備配置和系統(tǒng)接線，全面提升變電站直流電源系

7、統(tǒng)設備的安全運行水平和自動化程度，國家和行業(yè)及國家電網(wǎng)公司近幾年相繼頒布了一系列直流相關規(guī)程、標準、規(guī)范及反措等文件。,直流系統(tǒng)常用規(guī)范,目前已頒布執(zhí)行的直流電源設備規(guī)程標準有： 1、國家標準有： GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式鉛酸蓄電池訂貨技術條件 GB50172-92電氣安裝工程蓄電池施工及驗收規(guī)范,直流系統(tǒng)常用規(guī)范,2、行業(yè)標準有： DL/T 6371997 閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術條件 DL/T 4592000 電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術條件 DL/T 7242000 電力系統(tǒng)蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規(guī)程 DL/T 51202000 小型電力工程直流系

8、統(tǒng)設計規(guī)程 DL/T 7812001 電力用高頻開關整流模塊 DL/T 8562004 電力用直流電源監(jiān)控裝置 DL/T 8572004 發(fā)電廠、變電站蓄電池用整流逆變設備技術條件 DL/T 50442004電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程,3、國家電網(wǎng)公司標準規(guī)范：,國家電網(wǎng)生2004634號直流電源系統(tǒng)技術標準 國家電網(wǎng)生2004641號預防直流電源系統(tǒng)事故措施 國家電網(wǎng)生2005172號直流電源系統(tǒng)運行管理規(guī)范 國家電網(wǎng)生2005173號直流電源系統(tǒng)設備檢修規(guī)范 國家電網(wǎng)生2005174號直流電源系統(tǒng)技術監(jiān)督規(guī)定 國家電網(wǎng)生2005400號國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大 反事故措施 國家電網(wǎng)生2

9、00651號變電站直流電源系統(tǒng)技術改造 指導意見 國家電網(wǎng)生200657號直流電源系統(tǒng)評價標準（試 行）。 山東電力集團公司企業(yè)標準Q/GDW06 1170301-2009變電站直流電源系統(tǒng)技術標準,當前直流系統(tǒng)維護存在的主要問題,1）直流設備運行維護中存在的主要問題： 生產(chǎn)廠家多、型號雜、產(chǎn)品質量參差不齊，檢修維護技術不易掌握。 變電站直流設備長期帶電運行，操作少，致使部分工作人員在故障處理、運行操作等方面顯得技術生疏、不能得心應手。 城、農網(wǎng)改造后，新產(chǎn)品、新設備、新技術在電力系統(tǒng)直流設備得到廣泛應用，但相應培訓工作沒跟上，人員的專業(yè)素質還跟不上技術發(fā)展的步伐。 對直流設備的運行維護存在認

10、識上的誤區(qū)，認為充電設備是全自動的、閥控式密封鉛酸蓄電池是免維護的，所以就不加維護。直流設備長期沒人檢查、沒人維護，對直流設備存在的缺陷沒有及時發(fā)現(xiàn)，從而給整個系統(tǒng)的安全運行留下了隱患。,2）蓄電池運行維護中存在的主要問題： 閥控密封鉛酸蓄電池正常運行時，浮充電壓過高或過低。浮充電壓設置過低，會造成蓄電池充電不足，使電池極板硫化而縮短電池壽命。浮充電壓設置過高，電池將長期處于過充電狀態(tài)，是電池的隔板、極板等由于電解氧化而遭破壞，造成電池板柵腐蝕加速，活性物質松動，而使電池失效。 均充過于頻繁，蓄電池過充電。當蓄電池過充時，電池內部生成氣體的速率將超過電池吸收氣體的速率，電池內氣壓將提高，氣體從

11、安全閥排出，造成電解液減少或干枯，水分的過量損耗，將使蓄電池的使用壽命提前終止。 閥控密封鉛酸蓄電池的最佳運行環(huán)境溫度為25 ，有的蓄電池室的溫度沒有裝設空調，將會直接影響蓄電池的使用壽命。環(huán)境溫度一旦超過25 ，只要溫度每升高10 ，蓄電池的使用壽命就會減少一半。,當蓄電池組在運行中發(fā)生一只或幾只蓄電池損壞時，有將不同容量、不同廠家或同一廠家容量相同但批次不同的蓄電池替換上串接使用的情況，這樣就造成了同一組蓄電池中兩種性能不同的蓄電池互為影響，更加速了蓄電池的老化和使用性能。 新閥控密封鉛酸蓄電池組購買后，因種種原因未能及時安裝使用，超過存放期限又沒有按要求進行及時補充電，造成蓄電池組在投運

12、后，輕者在浮充運行時，會出現(xiàn)電壓偏差較大（超過平均值0.05V）的故障；重者存放時間過長，蓄電池極板硫化嚴重或完全失效，造成蓄電池組的壽命提前終止。 我們經(jīng)常會碰到蓄電池組中一只或幾只蓄電池損壞情況，這時我們可以將損壞蓄電池摘除（在保證總電壓的前提下），系統(tǒng)仍可以正常運行。但有時我們往往忽略了需要同時降低蓄電池的相應均浮充電壓設置參數(shù)，長期運行容易造成蓄電池過充。,2、直流系統(tǒng)參數(shù)的設置： 要保障直流系統(tǒng)的準確、安全、可靠的運行，直流系統(tǒng)內各設備參數(shù)設置是否準確合理至關重要。但現(xiàn)在部分變電站往往完全依靠廠家進行各種參數(shù)的設置，而未按相關規(guī)程要求進行嚴格檢查設定。這樣直流系統(tǒng)將不能準確報警、合理

13、的管理蓄電池。 （現(xiàn)在大部分直流設備的運行參數(shù)不像繼電保護定值那樣嚴格，而且沒有專門針對各種直流設備的定值單或者通用的定值參數(shù)單。） 1） 交流輸入電壓波動范圍不超過-10%+15%；交流輸入電壓不對 稱度不超過5%。 2）直流過壓、欠壓的整定值： 通常設為額定電壓的10%。,3）絕緣水平整定值 ： 220V直流系統(tǒng)兩極對地電壓絕對值差超過40V或絕緣降低到25K 以下，視為直流系統(tǒng)接地。 48V直流系統(tǒng)任一極對地電壓有明顯變化時，應視為直流系統(tǒng)接地。,1、具備兩組蓄電池的直流系統(tǒng)應采用母線分段運行方式，每段母線應分別采用獨立的蓄電池組供電，并在兩段直流母線之間設聯(lián)絡開關或刀閘，正常運行時該聯(lián)

14、絡開關或刀閘應處于斷開位置。 在合聯(lián)絡開關或刀閘之前，應首先測量兩段直流母線的電壓，若有比較大的差異，不得合此開關或刀閘，以防造成環(huán)流沖擊影響正常運行。母線并列只能通過母線聯(lián)絡開關或刀閘進行，嚴禁通過饋線的聯(lián)絡開關并列母線。,三、直流設備的運行與維護,2、 直流電源系統(tǒng)保護電器的選擇和級差配合 直流熔斷器和空氣斷路器應采用質量合格的產(chǎn)品，其熔斷體或定值應按有關規(guī)定分級配置和整定，并定期進行核對，防止因其不正確動作而擴大事故。 目前運行中直流電源系統(tǒng)采用的保護電器是多型號、多廠家、多組合的被動局面，這給直流電源系統(tǒng)的保護級差配合帶來了一定的難度。一旦級差配合無選擇性，其后果不堪設想；可能引發(fā)或導

15、致全站失壓或擴大電網(wǎng)事故 ！ 目前運行中的直流電源系統(tǒng)如何選擇保護電器、以及合理配置保護電器的級差和動作選擇性的確定，是直流電源系統(tǒng)存在的主要問題和棘手解決的 問題。 在直流電源系統(tǒng)新設備投運前性能評價中對直流屏主要元器件保護電器的檢查中，強調其性能和級差及選擇性應符合直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范和DL/T 50442004電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程（以下簡稱新直規(guī)）及國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施等相關規(guī)定,三、直流設備的運行與維護,3、 直流電源系統(tǒng)同一條支路中熔斷器與空氣斷路器不應混用，尤其不應在空氣斷路器的上級使用熔斷器。防止在回路故障時失去動作選擇性。 由于交直流兩用斷路器質量差異較

16、大，應慎重選用。當使用交直流兩用斷路器時，其性能既應滿足開斷直流回路短路電流的要求，還應滿足動作選擇性的要求。 空氣斷路器與熔斷器混合保護的級差配合比較困難，由于無時限的空氣斷路器的脫扣速度基本不變，而熔斷器的動作具有反時限特性，電流越大，動作速度就越短。無論空氣斷路器安裝在熔斷器之前或之后，總在某些短路電流值范圍內會出現(xiàn)失去動作選擇性。因此，應盡量避免這種組合保護方式。,三、直流設備的運行與維護,4、嚴禁直流回路使用交流空氣斷路器。 據(jù)調查，部分制造廠和用戶還存在直流回路使用交流空氣斷路器問題，給運行帶來了較大的安全隱患。由于交流電弧與直流電弧具有不同的滅弧機理，決定了交流和直流空氣斷路器的

17、滅弧室具有根本的差異，交流空氣斷路器不具備熄滅直流短路電弧的能力。因此，直流回路中嚴禁使用交流空氣斷路器。 試驗和運行實踐都證明了交流斷路器的分斷能力僅為直流斷路器的分斷能力的1/51/8，額定電流分斷時、直流電弧引起燒壞觸頭現(xiàn)象時有發(fā)生，全分斷時間的不確定性，也是級差配合中的難題。,三、直流設備的運行與維護,1、蓄電池的種類： 蓄電池組主要分一下三種： 防酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、閥控蓄電池,四、蓄電池運行維護,（一）防酸蓄電池組的運行與維護 1、防酸蓄電池組正常應以浮充電方式運行，使蓄電池組處于額定容量狀態(tài)。浮充電流的大小應根據(jù)所使用蓄電池的說明書確定。浮充電壓值一般應控制為（2.152.17

18、）VN（N為電池個數(shù)）。GFD防酸蓄電池組浮充電壓值應控制在2.23VN。 2、 防酸蓄電池組在正常運行中主要監(jiān)視端電壓值、單體蓄電池電壓值、電解液液面高度、電解液密度、電解液溫度、蓄電池室溫度、浮充電流值等。,四、蓄電池運行維護,3、 防酸蓄電池組長期浮充電運行中，會使少數(shù)蓄電池落后，電解液密度下降，電壓偏低。采取均衡充電的方法可使蓄電池消除硫化，恢復到良好運行狀態(tài)。 1）. 防酸蓄電池組的均衡充電程序應按所使用蓄電池的說明書規(guī)定進行。無規(guī)定時，可按下述方法進行。先用I10電流對蓄電池組進行恒流充電，當蓄電池組端電壓上升到（2.32.33）VN時，自動或手動轉為恒壓充電。當充電電流減小到0.1 I10時，可認為蓄電池組已被充滿容量，并自動或手動轉為浮充電方式運行。 2）. 均衡充電不宜頻繁進行，間隔一般不宜短于6個月。具體應按照規(guī)程規(guī)定并結合蓄電池組的實際狀態(tài)確定。對個別落后的防酸蓄電池，應單獨進行均衡充電處理，使其恢復容量，不允許長時間保留在蓄電池組中運行。若處理無效，應及時進行更換。不宜采用對整組蓄電池進行均衡充電的方法處理個別落后蓄電池，防止多數(shù)正常蓄電池被過度充電。（現(xiàn)在已經(jīng)有單體蓄電池智能型活化儀，可以對單個蓄電池進行容量恢復。）,四、蓄電池運行維護,3）. 均衡充電應嚴格控制電流、單體蓄電池充電電壓、充電時間和電解液溫度等不超過