几起变电站直流系统蓄电池故障分析.pdf
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1、发输变电几起变电站直流系统蓄电池故障分析王俊强(中海石油化学股份有限公司,57 2 6 0 0,海南东方)直流屏为变电站设备提供控制、操作电源,可靠的直流系统是变电站安全稳定运行的必要条件。直流系统失电,可能导致设备误动作或者无法动作。直流屏的核心部件是整流模块和蓄电池,直流屏整流模块一般都是穴余配置,因此直流系统引发的事故多数是由蓄电池故障引起的。下面总结我公司多年来遇到的几起直流屏蓄电池故障事故,对事故的过程、产生的后果进行分析,并对蓄电池内阻和电压曲线进行分析,对如何避免蓄电池故障提出建议。1事故案例一-1号电池7.5-2号电池7.0-3号电池-4号电池-5号电池6.56号电池7号电池C
2、6.05.55.04.54.0-8号电池9号电池-10号电池11号电池-12号电池-13号电池-14号电池-15号电池16号电池17年T一蓄电池内阻我公司一期合成车间发电机切换盘线圈损图1一期合成车间蓄电池内阻曲线坏导致直流屏失电。1.1事故过程2017年12 月,在市电正常的情况下,我公司一期合成车间发电机切换盘因接触器损坏而切换为发电机供电。事故段电源短暂失电(约11 s),取自事故段的直流电源市电一路失电,又因市电二路未送电,导致直流系统由蓄电池短暂供电。带负荷2 s后,第16 节蓄电池故障开路,造成直流系统失电。1.2事故前蓄电池的运行情况该直流屏蓄电池在历次检修中试验均合格。2 0
3、14年大修,蓄电池充放电试验放电容量10 0%。2 0 16 年大修,蓄电池充放电试验放电容量8 0%。2 0 17 年2 月装置停车期间,做直流屏切换试验,蓄电池带负荷几分钟,运行正常。事故前18 个月的蓄电池内阻曲线如图1所示,16 号蓄电池内阻从2 0 17 年9 月(事故前3 个月)开始有上升趋势。1.3事故造成仪表DCS无法分闸高压电动机事故段电源失电,导致工艺跳车,仪表DCS发出高压电动机联锁停车信号(脉24148冲5s),在直流系统失电恢复后,停车脉冲已消失,导致高压电动机无法分闸。解决办法:将分闸信号延长到7 5s,以躲过极端情况下的电源故障隐患。1.4事故造成高压电动机误动作
4、合成高压电动机DCS自动停车控制电路简图如图2 所示。图中,K1为仪表DCS控制DC24V继电器,K2为电仪交接柜继电器,Y1为高压电动机分闸线圈。正常运行时,K1、K 2 带电。DCS失电或DCS发出停车信号时,K1、K 2 失电,Y1带电,断路器分闸。根据图2,在DC220V电源失电时,不应引起断路器跳闸。但在本次事故中,DC220V失电导致了断路器跳闸。DCSDC24 V-K1DC220VK2图2 合成高压电动机DCS自动停车控制电路简图K1K2Y1電世界(2 0 2 3-3)发输变电模拟高压电动机DCS自动停车控制电路,2.2事事故造成高压电动机停机使用示波器检测K2的常闭触点。观察D
5、C220综合保护器在直流失电时,正常情况下不V来电瞬间示波器的波形,K2线圈得电到其会导致保护出口跳闸。在本次事故中,蓄电池常闭触点断开需要约2 0 ms,即Y1带电近的电压降低至50 V,高压电动机综合保护器20ms,可能导致电动机跳闸。的说明书显示工作电压的最低阈值也是50 V。为此,修改合成高压电动机DCS自动停经与厂家沟通,在临界工作电压下,可能造成车控制电路,将图2 中K1辅助触点由常开改保护器模拟量板卡工作不稳定,造成保护器逻为常闭,K2辅助触点由常闭改为常开。这样,辑判断模拟量电压失压,造成跳闸。本次故障K2在正常情况下不带电,从而避免了直流电属于极端情况,蓄电池电量耗尽,无法进
6、行调源来电瞬间的高压电动机误动作问题。整处理。1.5事故造成低压电动机误动作3事故案例三本次事故中,所有低压电动机控制中心(M o t o r Co n t r o l Ce n t e r,M CC)柜回路电动机全部停机。其原因是所有低压MCC柜电动机均采用施耐德TeSysTLTM马保控制器(以下简称“马保”)。电动机接触器回路串联了该控制器的保护跳闸触点,当马保发出故障信号时,断开接触器。与施耐德厂家方面沟通,该马保本身故障与继电保护动作出口为同一常开触点。当马保带电自检正常时,该触点从断开到闭合。当马保失电或者继电保护动作时,该触点从闭合到断开并发出故障信号,接触器断开。该设计与其他低压
7、马保不同,其目的是马保可监控跳闸触点的完好性,无法修改。2事故案例二我公司一期循环水系统蓄电池电压降低至电动机综合保护器工作电压临界值,导致高压电动机停机。2.1事故过程巡检发现一期循环水系统6 kV配电室控制母线电压和蓄电池组电压指示为17 0 V,报警页显示“蓄电池电压低”“控制母线电压低”,1号充电模块充电电压为0,充电电流为0。启动备用的2 号充电模块对蓄电池充电和对系统供电,2 号充电模块投用后工作正常。9 h后,该变电站高压电动机停机,电动机综合保护器失电,直流屏控制母线电压在50 V左右,直流屏交流主电源断路器已跳闸。電世男(2 0 2 3-3)全网失电、蓄电池损坏导致我公司二期
8、合成车间直流失电。3.1事故过程2005年,受达维台风影响,海南电网崩溃断电,我公司二期两路供电线路全部失电,柴油发电机起动,但直流屏蓄电池故障,导致直流系统失电,无法正常操作柴油发电机出口断路器,将柴油发电机应急电源送至事故段电动机,进行安全停车。在此紧急情况下,采用了手动应急操作,断开市电断路器,去除发电机出口开关机械联锁,在断路器工作位置手动按压断路器面板上合闸按钮,进行了机械合闸。3.2蓄电池损坏原因该直流屏为进口设备,投运后,发现充电电压低且无法调整,无法将蓄电池充满,只好将蓄电池减少一节(蓄电池标称电压为12V)。这样虽然蓄电池可充电,但是因充电电压高而长时间过充,在本次事故前蓄电
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