变电站直流屏常见故障的分析和处理

引言：

近年来辖区内变电站直流系统陆续出现过多次直流屏异常情况，特别是因直流屏元器件老化、损坏、网络通讯数据异常、直流母线绝缘不良、直流负荷故障等造成的变电站直流系统非正常运行情况，影响了各配电室的设备正常运行。根据现场运行情况，从直流屏设备故障和异常告警等六个方面进行具体分析和处理。

1 直流屏网络通讯故障的分析和处理

直流屏网络通讯故障会造成 ECS 直流系统数据不上传、上传错误或上传数据不更新，对变电站的日常监盘和运行数据的分析判断带来诸多不便和误判，起初发生类似问题，认为是直流屏控制面板运行时间过长或元件老化引起的，均采用将直流屏控制面板断电，再上电后故障得以暂时恢复的解决办法，但是随着此似问题的不定期多次出现，这一问题引起了运行人员的关注，针对问题发生的频次、上传的数据和故障数据类型以及对直流屏参数的核对后发现，在直流屏控制面板数据刷新正常、通讯指示灯显示正常的情况下同样也出现数据不上传、上传错误或上传数据不更新的问题，说明设备故障应该还有其他原因。

通过现场进一步检查发现，一方面直流屏绝缘监测装置的软件版本过低，更新系统之后，通讯故障彻底消除；另一方面在其中一台直流屏的上传数据的通讯线敷设过程中，存在通讯线与部分的一次电缆和二次电缆并排敷设，一、二次电缆在运行中产生磁场干扰直流屏通讯传输，此时将直流屏通讯线屏蔽层接地，屏蔽层无电势环流，从而消除了干扰通讯数据上传异常的问题。

2 高频电源模块故障的分析和处理

2023 年 3 月某变电站值班人员巡检发现某配电室直流屏 2# 高频电源模块输出电压显示 185V 左右，负载电流为 0 左右，其他两台高频电源模块电压显示正常，负载电流平均，经现场检查 3 台高频电源模块均处于自动状态，且参数设定相同，判定为高频电源模块内部元件故障引起，及时进行高频电源模块更换后恢复正常。高频电源模块出现故障，通常是是由于高频电源模块的交流出现过压、直流负载过大等造成的模块内部温度过高或由于直流屏柜内温度过高导致高频电源模块温度过高，可以通过开启直流屏柜顶部的散热风扇进行降温，或做好现场安全措施后开启前后柜门通风降温，或者开启机房内的空调进行降温处理。高频电源模块的输出电压过高情况可能由于不合理的电压调整导致高频电源模块输出过压，我们可以通过控制面板进入参数设定输入密码来修改内部参数进行调整，可以恢复模块的正常工作。如果出现高频电源模块不均流的情况，我们首先要检查各个模块的输出电压是否相等，如果输出电压不相等，先检查各高频电源模块是否都处于同一自动或手动状态，如若不是及时将各高频电源模块状态调整至自动状态或在手动状态下将各高频电源模块输出电压调整至相同，可恢复均流；上述情况都不是的情况下我们应判断为高频电源模块内部元件故障引起的不均流情况，应及时进行更换高频电源模块。

3 直流屏电池电压异常的分析和处理

2023 年 5 月变电站值班人员巡检发现某配电室直流屏单个电池电压显示偏低，后陆续出现 2 块电池电压显示异常偏低，但其他电池电压显示正常，实测单个电池电压均正常，初步判断为电池监测模块故障，重启操作后出现多个电池电压显示异常，随即对电池监测模块进行了更换处理，更换后故障现象仍未消失，随后进行直流屏PLC 购置，并写入程序，更换后故障消失恢复正常。

4 直流屏电源系统异常的分析和处理

4.1 交流停电故障对直流屏来说是不常见的故障，因直流屏均采用双电源供电模式，直流屏正常运行时当一路电源故障消失，直流屏电源自动切换装置会自动将另一路电源投入运行，确保供给直流屏的电源可靠供给，当发生全站失电或其他原因造成的电源全部消失时，短时间内由电池负责供电，但注意供电时间在容量供给范围内，否则要进行减负荷操作，确保给重要负荷供电的可靠性。

4.2 交流过压故障首先我们应检查设定值是否过低，如果设定值过低应及时进行更改。单相 220V 的供电误差不得大于 220V 的正负 7% ，对于超过压的供电网络，需及时进行系统电压的调整，以确保供电电压质量符合要求；

5 直流负荷输出故障分析和处理

变电站内直流负荷随着各生产设备的增加更新，逐渐不能满足现场供电需要，直流负荷故障问题时有发生，同时在日常检维护中发现直流负荷空开存在级差不合理，在后期运行维护中极易发生直流负载过大跳闸、越级跳等问题。通过近年来各直流屏负荷故障原因排查分析，发现因直流二次端子松动、负载各元器件老化；直流负荷开关上下级存在极差不匹配问题；直流负载逐年增多，无多余空开输出；站内高压断路器操作电源、控制电源未分开配置导致负荷故障占主要因素。

因此趁大检修停电机会，对停电的直流屏空开、直流母排二次端子进行紧固，对需要更换的直流端子、直流空开进行更换，对停用的直流二次线绝缘不牢固的线头进行重新包扎。直流空开分配改造期间需要记录并拍照原有直流屏空开接线，拆除直流屏馈出线直流电源空开接线并绝缘包扎，拆除直流屏馈出线直流电源空开，在直流屏上安装新馈出线直流电源空开，对新安装直流电源开关接线，施工结束对直流电源开关送电测试。直流负荷分配改造及直流负荷空开级差改造后，重点检查负荷运行情况，关注直流模块、通讯数据运行良好，各直流负荷名称对应正确，直流负荷标识标签齐全，运行参数正常。针对直流回路施工绝缘容易出现问题现象，严控施工作业工序，直流负荷投运前测量绝缘，负荷投运后做好设备测温，负荷测量核对监视工作，日常巡检认真检查直流系统、直流屏运行情况，按设备维护导则有计划的开展直流屏维护检查测试工作。

6 直流屏其他故障问题的分析和处理

直流监控模块参数无法设置，主要有错误的配置和参数超限会造成监控模块参数无法设置；监控模块故障蜂鸣器不响原因有监控模块中将蜂鸣器设置消音，蜂鸣器回路接线异常，如：接线脱落、断线等，其次就是蜂鸣器故障将导致蜂鸣器不响、故障灯亮。当运行中发生电池组不自动转入均充状态，主要原因有交流电源停止供电、电池组支路断线等故障导致监控模块进入故障保护状态，此时电池电流检测错误将导致监控模块不能进入均充状态，需要人工设置进入均充，电池电流检测错误，需要通过参数设置允许均充操作，保证直流屏电池容量校正。

7 结论

变电站直流系统是一个独立的、重要的供电系统，它不受变电站运行方式的影响，并在交流电源中断的情况下，蓄电池能继续提供直流电源的重要设备，现场做好直流屏每月关键部位测温，重点关注温度变化趋势大的元器件、部位；做好直流负荷的管理，非重点关键设备不从直流屏引出负荷，强化设计意识；同时，直流屏要做好备品备件管理，对容易产生故障的元器件要进行上报采购，作为备品备件以便故障时及时更换；日常通过对变电站直流屏的巡检、分析、设备维护为变电站电力系统设备稳定、安全运行打下坚实的基础。

参考文献

[1] 吕齐军 . 变电站直流电源系统的运行与维护管理 [J]. 电子技术与软件工程 ,2018,15:235