李志輝 王榮

摘 要：開閉所是化工企業(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)著對一次主回路進(jìn)行監(jiān)測、控制和測量，在電力系統(tǒng)中，起著極其重要的作用。本文對常見開閉所直流系統(tǒng)進(jìn)行簡要分析，并分析常見故障及處理措施，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)立開閉所，直流控制系統(tǒng)作為一個獨(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)測量、監(jiān)測、控制、信號、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，整個開閉所將處于失控狀態(tài)，一旦主電路發(fā)生故障，故障部位無法切除，將會產(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，能否對故障準(zhǔn)確判斷與及時處理會影響整個開閉所安全可靠運(yùn)行。

一、開閉所直流系統(tǒng)的組成

開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直流母線為其所帶的負(fù)載供電，同時對并接的蓄電池組進(jìn)行浮充電。當(dāng)交流故障時，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，其雖不能對整個供電系統(tǒng)造成直接影響，對系統(tǒng)影響輕微，檢修人員查清故障點(diǎn)，及時消除處理，不會對系統(tǒng)造成影響。但當(dāng)直流系統(tǒng)有兩點(diǎn)接地，則整個電力系統(tǒng)將受到嚴(yán)重影響，將會造成信號裝置、測控裝置、繼電保護(hù)裝置誤動，斷路器誤動或拒動，該類故障，危害極大，對該類故障嚴(yán)密監(jiān)控，及時消除，以防事故擴(kuò)大。

三、直流系統(tǒng)常見問題及對策

3.1交流系統(tǒng)對直流供電系統(tǒng)的影響

開閉所供配電系統(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，將會對直流系統(tǒng)的供電產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時，將使直流系統(tǒng)的供電電壓失去穩(wěn)定性，為了及時判斷故障部位及事故后的問題查詢，通過智能監(jiān)控模塊對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行記錄，當(dāng)發(fā)生故障時，通過后臺計(jì)算機(jī)中心對歷史數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確判定故障，同時可對故障進(jìn)行分類，進(jìn)而針對出現(xiàn)的同類問題做出對策及采取措施。

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顯示時，各指示燈不亮，即可判斷高頻開關(guān)電源無輸入或輸入電源不正常，可通過測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)只有某一個充電模塊出現(xiàn)故障時，由于充電/浮充電裝置采用多個高頻開關(guān)電源模塊并聯(lián)，N+1熱備份，一個充電模塊故障，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)平時工作負(fù)荷在80%左右，當(dāng)直流處于過負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行時，會對直流模塊造成損毀，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，可切出系統(tǒng)，其他模塊仍可保持正常工作，通常是不會出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，然而在一些實(shí)際使用中，因單個電源無法滿足一個開閉所所帶負(fù)荷的需求，直流電源由多個單元并列組成，這樣，當(dāng)出現(xiàn)某個電源模塊故障時，其他模塊就會出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)及時切除故障模塊，同時投入備用模塊，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)異常及時處理。

3.3.2測量每節(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，則表明電池有問題，及時維修或更換。

3.3.3電池測量方法，測量前，必須斷開交流供電輸入端，使充電單元不在充電狀態(tài)，通過放電裝置放點(diǎn)，測量并記錄放電電流及放電時間，核對整套電池的狀態(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間在標(biāo)稱范圍內(nèi)，也應(yīng)及時更換電池。

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，綜保動作，但斷路器跳閘線圈無控制電壓，斷路器將會拒動，出現(xiàn)事故擴(kuò)大。

通過直流控制原理分析，當(dāng)直流系統(tǒng)有一點(diǎn)接地，對二次系統(tǒng)不會造成事故，但當(dāng)二點(diǎn)或多點(diǎn)接地時，則可引起斷路器誤動或拒動，在實(shí)際工作中，當(dāng)監(jiān)控裝置發(fā)出接地報(bào)警信號，已表明直流系統(tǒng)存在接地點(diǎn)，維護(hù)人員應(yīng)及時查找故障點(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)測法：由在線監(jiān)測裝置對直流絕緣進(jìn)行監(jiān)測，可隨時監(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：這是一種簡易、便攜的監(jiān)測方法，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，確保整個開閉所供電的安全可靠運(yùn)行。

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作者簡介：

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