变电站直流监测中常见问题分析（合集5篇）

第一篇：变电站直流监测中常见问题分析

变电站直流监测中常见问题分析

仲兆冬

（江苏省电力公司海安县供电公司，江苏 海安 226600）

摘 要：在变电站直流系统在线监测过程中，由于在线监测方法不全面、监测管理制度不完善等问题，对直流系统的在线监测范围并不全面，同时数据资料也不完善，给变电站后序的工作执行带来了一定的难度，文章对变电站直流系统在线监测中常见的问题进行了分析，并提出了一些解决方法，希望对变电站工作人员有所帮助。关键词：变电站；直流系统；在线监测；问题分析

直流系统是变电站中重要的组成部分之一，其能保证变电站电力系统在运行中的安全和稳定，直流系统出现故障将直接影响到整个变电站供电网络的安全稳定，而对直流系统的在线监测能在第一时间发现安全隐患，运维人员及时处理，保证变电站正常的供电工作。1 变电站直流系统在线监测中存在的问题分析 1.1 监测数据的采集不全面

变电站直流系统在线监测过程中，会针对直流系统的工作状态进行缺陷上报，不过在实际的工作中，有些故障缺陷没有及时上报，会造成变电站调压室的保护装置死机，直流电源在跳闸之后出现电路的故障会导致线路跳闸之后不能重新合闸，严重时可能导致整个变电站的供电障碍。

1.2 现场监测标准不完善

变电站直流系统的在线监测工作在我国仍属于技术发展的初级阶段，无论是监控系统的功能完善还是监控技术的应用上都有一定的局限性，在变电站工作人员操作过程中一些数据信息不能及时的收集整理，因而造成故障监测和处理上就会出现问题。在实际的现场监测工作中，最常见的问题就是监测标准不统一，没有明确监测人员的工作范围和信息收集原则，而且功能有局限，在监测出问题后不能进行预警，维修时得不到可靠的数据支持。1.3 现场监测人员工作不负责

现场监测人员在工作过程中责任心不强，对自己的本职工作不认真负责，在数据的收集和整理过程中没有按照相关规定去执行，并没有及时分析直流系统的性能和供电方式，在出现供电安全问题时推卸责任，尤其是在没有监测报警的情况下，不能实现人工报警，严重影响了变电站工作的正常进行。变电站直流在线监测问题的解决措施 2.1 完善变电站直流在线监测系统的设计

变电站直流在线监测系统需要实现对整个变电站直流电源设备的在线监测过程，控制其中的蓄电池、电机和信息的交流等内容，主要实现一些功能：（1）远程实时监控：在线监测系统中能实现对变电站直流电源的运行情况的远程实时监控，在第一时间传回数据资料，并能实现问题预警和远程遥控解决方案，有专门的连接图画显示现场的运行状态，为之后的报警处理做好数据基础。远方监控单元相当于直流系统的大脑，应具有模拟量、信号量检测，蓄电池智能管理、信息上传等重要功能。

（2）数据的收集和分析：在变电站直流电源运行过程中，一定要做好日志记录，实时记录每一个时间段的运行状态，对于这部分数据能实现实时收集，并进行简单处理，以表格、图表等形式表示出来，作为历史数据保留起来，为之后的技术人员分析和对系统的维护做准备。监控软件通过以太网或者串行口收集所有信号显示并存储，用直观的模拟图方式显示主要数据和开关的运行状态，以表格形式显示实时数据和运行曲线，并要有事故记录、打印各种运行报告等功能。

（3）技术人员的远程数据分析：在直流电源设备出现问题时，技术人员能通过对之前已经记录的数据进行分析，得出各个直流电源设备的故障情况。

（4）预警：在充电机工作时能够计算其工作环境因素和性能，得出分析模型和分析结果，然后实现对环网的监测，在出现异常情况的时候能在第一时间进行预警，一般的预警方式为警示窗口和警示灯闪烁以及警报鸣响。

（5）参数管理：在对该在线监测系统的设计中，需要对登陆的用户有一定的权限设置，对其中的数据进行分层次查看，既保证数据的安全性能，也能保证系统的安全稳定。同时也能实现对系统中的数据进行管理和参数设定，保证系统整体运行情况和在线监测功能的实现。（6）技术人员的远程诊断：在该在线监测系统中，能解决之前的所有在线监测装置“各自为政”的状态，保证各个监测装置之间的数据信息交流，而且还能实现智能化诊断，保证变电站直流在线监测工作的智能化。在线监测系统能实现直流电源设备的数据分析和共享，而技术人员可以通过数据共享的结果对数据进行整体分析，实现对直流电源设备运行状态的实时监控和检修工作，也可以通过预警信息记录来确定之前的故障原因，对其进行分析判断，保证直流电源设备的运行稳定。同时在该系统中有一个专门的技术人员入口，能对所有的数据分析结果查询，能查看所有的运行信息，为之后的监测工作提供必要的支持。2.2 加强对变电站直流在线监测工作的管理

变电站直流在线管理工作的质量能影响到直流电源设备的运行情况和变电站的供电工作，所以加强对变电站直流在线监测工作的管理至关重要。其一制定完善的管理制度措施，明确每个工作人员的工作职责，同时明确每个工作人员的权限设定，保证工作人员能根据自己的岗位职责和需求查询到自己需要的数据信息。其二保证直流在线监测系统的安全性，在用户登录时，需要对数据进行记录，为以后的危险识别做好准备，而且在数据机密性上要有统一的设定，保证核心数据资料的安全，如有人非法进入系统可以第一时间发现病情保护系统信息的安全。其三确定统一的数据交流平台，在该平台上能实现对数据的统一处理和交流，在监控和预警的过程中，能根据这些数据信息来确定直流电源设备的运行问题并作出妥善的解决。其四是加强对人员的管理工作，在用户权限发生变更的时候能及时对原有账号和新账号实现权限上的改变，实现信息的统一发布和共享，完成每个工作人员的数据资料使用需求。2.3 提高工作人员的从业素质

工作人员在变电站直流在线监测工作中，需要对数据资料进行收集和处理，然后对直流电源设备进行远程诊断，所以需要更加专业的工作知识和严谨的工作态度来支撑整个工作过程，针对有些工作人员在工作中不负责的态度造成的恶劣影响可以从一些方面来解决：其一严格保证工作人员的专业知识水平，要求技术人员掌握当前最先进的技术知识，保证对变电站直流在线监测系统的远程诊断和检修工作。其二提高工作人员的从业素质，对技术人员进行职业素质的培训和养成，让每个技术人员都认识到工作的重要性。在工作的过程中，能严格按照在线监测标准和变电站管理标准执行，保证变电站工作的正常进行。3 结束语

综上所述，直流电源系统在运行的过程中，会出现一定的安全问题，影响变电站供电工作的正常状态，而变电站直流在线监测系统能通过一个统一的监控平台实现对直流电源设备的整体监控，其具有功能的包括预警、远程诊断等，促进了变电站直流在线监测技术的发展和进步。参考文献

[1]孙汝成.变电站直流在线监控系统的应用[J].江苏电机工程，2010（4）：56-58.[2]徐亮，潘建乔.变电站直流设备状态评价系统的研发与应用[J].电工电气，2013（12）：30-34.[3]李新海，温云龙，王方平.变电站交直流在线监测系统的研发与应用[J].广东电力，2011（10）：61-65.[4]董明，魏秉政.变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J].科技与企业，2006（3）：82-84.

第二篇：《220kv变电站直流系统》

220kv变电站直流系统

目录

1.什么是变电站的直流系统

2.变电站直流系统的配置与维护

3.直流系统接地故障探讨

4.怎样提高变电站直流系统供电可靠性

5.如何有效利用其资源

1.什么是变电站的直流系统

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作,一般都采取直流电源,所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”,可见它在变电站中是多么的重要。直流系统在变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用，是变电站安全运行的保证。

（1）220kv变电站直流母线基本要求： 蓄电池组、充电机和直流母线

1．设立两组蓄电池，每组蓄电池容量均按单组电池可为整个变电站直流系统供电考虑。

2.设两个工作整流装置和一个备用整流装置，供充电及浮充之用，备用整流装置可在任一台工作整流装置故障退出工作时，切换替代其工作。

3．直流屏上设两段直流母线，两段直流母线之间有分段开关。正常情况下，两段直流母线分列运行，两组蓄电池和两个整流装置分别接于一段直流母线上。

4．具有电磁合闸机构断路器的变电站，直流屏上还应设置两段合闸

母线。

5． 220kV系统设两面直流分电屏。分电屏Ⅰ内设1组控制小母线（KMⅠ）、1组保护小母线（BMⅠ）；分电屏Ⅱ内设1组控制小母线（KMⅡ）、1组保护小母线（BMⅡ）。

6． 110kV系统设1面直流分电屏，屏内设1组控制小母线（KM）、1组保护小母线（BM）。

7． 10kV/35kV系统的继电保护屏集中安装在控制室或保护小间的情况下，在控制室或保护小间设1面直流分电屏。8． 信号系统用电源从直流馈线屏独立引出。

9． 中央信号系统的事故信号系统、预告信号系统直流电源分开设置 10． 每组信号系统直流电源经独立的两组馈线、可由两组直流系统的两段直流母线任意一段供电。

11． 断路器控制回路断线信号、事故信号系统失电信号接入预告信号系统；预告信号系统失电信号接入控制系统的有关监视回路。12． 事故音响小母线的各分路启动电源应取自事故信号系统电源；预告信号小母线的各分路启动电源应取自预告信号系统电源。13． 公用测控、网络柜、远动柜、保护故障信息管理柜、调度数据网和UPS的直流电源从直流馈线屏直接馈出。（2）、直流系统运行一般规定：

(1)、220Kv变电站一般采用单母线分段接线方式，110Kv变电站一般采用单母线接线方式。直流成环回路两个供电开关只允许合一个，因为母联开关在断开时，若两个开关全在合位就充当母联开关，其开关

容量小，线型面积小，又不符合分段运行的规定。直流成环回路分段开关的物理位置要清楚，需要成环时应先合上母联开关再断开直流屏上的另一个馈线开关。

(2)、每段直流馈线母线不能没有蓄电池供电。(3)、充电机不能并列运行。

(4)、正常情况下，母联开关应在断开位置。(5)、绝缘检查装置、电压检查装置始终在运行状态。(6)、投入充电机时先从交流再到直流。停电时顺序相反。

（7）、母线并列时首先断开一台充电机，投入母联开关，在断开检修蓄电池。

（8）、母线由并列转入分段时首先合上检修蓄电池，断开母联开关，再投入充电机。

2.变电站直流系统的配置与维护

A：配置

220kV变电站直流系统设计依据是DL／ T5044—95《火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定》，本规定适用于采用固定型防酸式铅蓄电池。

一、要求220kV变电站具备高可靠性直流电源的原因：

1．1 部分变电站建设规模为主变容量3X 150MVA或3X180MVA，且为枢纽站。

1．2 220kV变电站主保护亦实现双重化，采用两套不同原理、不

同厂家装置；断路器跳闸回路双重化；且均要求取自不同直流电源。

1．3 线路的两套纵联差动保护、主变压器的主保护和后备保护均分别由独立的直流熔断器供电。

1．4 所有独立的保护装置都必须设有直流电源故障的自动告警回路。

1．5 变电站综合自动化水平提高，监控系统高可靠运行要求。

二、目前单组蓄电池运行、维护存在的主要问题：

2．1 事实证明：要掌握蓄电池运行状态，做到心中有底、运行可靠，必须进行全容量核对试验；然而直流系统配置一组蓄电池，给运行维护造成了极大困难。

2．2 现有220kV变电站蓄电池只对蓄电池组进行部分容量试验，检测出损坏严重的蓄电池；因进行全容量试验工作繁琐因难，部分单位回避容量试验，而不能完全掌握蓄电池的实际运行状态。

2．3 就对各发供电单位已运行的各型式蓄电池统计表明，使用寿命一般为7年到10年；且这期间尚需对个别落后电池维护处理才能够保证整组蓄电池使用年限。对于仅一组蓄电池而言，整个更换期间同样要承担风险运行。

2．4 蓄电池组由106只-108只(无端电池)或118只一12O只(有端电池)单体电池串联组成，若其中一只电池容量下降后，则表现为内阻增大、严重者相当于开路．也就是说：一只电池损坏，祸及整组电池不能发挥作用。目前检测的最佳方法是将浮充机停运，直流负荷由蓄电池组供电；对于仅有一组蓄电他的直流系统，若存在有开路情

况．则造成全站失去直流。

2．5 整流设备的好坏也影响蓄电池的寿命。新近入网交流整流设备，虽然具有充电、均衡充电、浮充电自动转换功能，但功能还不完善。如浮充电缺少温度补偿，温度低时充电容量不足、温度高时容易过充电，造成电池漏液鼓肚现象，缺乏单体电池端电压测量，当有2—3只电池充容量不足不能发现时就影响整组电池寿命。

2．6 近2—3年间投运的变电站蓄电池大多采用全密封阀控式铅酸电池，因不能象原固定防酸式铅酸蓄电池正常远行中能够通过测单体电池电压、量其比重、观其外观而综合分析判断电池运行状态。其日常仅能靠测量单体电池进行监视，运行状态好坏难以充分把握。2．7 对蓄电池容量的在线监测现在仍是一大难题。对阀控式全密封蓄电池能否依据某—指标数据判断或多项指标数据综合判断运行状态尚处于探索时期。

220kV变电站直流系统配置两组电池的必要性及优点

3．1 正在编写制订的《阀控式铅酸蓄电池运行、维护导则》国家标准，明确要求蓄电池必须进行容量试验。

3．2 220kv变电站内通信用直流系统按有关规定均配置二组48V蓄电池。而220kV变电站控制、保护、信号、安全自动装置等负荷同样需要高可靠的直流系统。

3.3 由于单组蓄电池不能很好的满足22kV变电站运行可靠性要求，且运行维护困难,故此 220kV变电站直流系统配置两组蓄电池是必要的。

3.4 220kV变电站直流系统配置两组蓄电池，完全满足运行要求，并符合部局有关继电保护反措对直流供电的要求，采用该系统对增加控制保护设备运行的可靠性有较重要的意义。

3．5 220kV变电站配置两组全容量蓄电池组或两组半容量蓄电池组后，从简化母线结构、减少设备造价、节约能源、避免降压装置故障开路造成母线失压，扩大为电网稳定事故和更大设备事故出发，可考虑直流动力，控制母线合一，去掉端电池及调压装置，使直流系统进一步简化、可靠。

220kV变电站直流系统配置两组蓄电池方案

4．1 为了保证两组蓄电池能够独立工作，相互间不影响，保持自身特性，采取不完全并联运行方式，即两组蓄电池充、放电独立，相互间不互充放。

4．2 根据变电站的建设规模、负荷地位和负荷水平，可选择采用下列不同的配置方案：

4．2．1 采用两组全容量蓄电池组、三台充电机、直流负荷母线分段接线。此方案是完备的方案，在各种运行方式下，能够保证提供可靠直流电源。

4．2．2 采用两组全容量蓄电池组、二台充电机、直流负荷母线分段接线。

4．2．3 为进一步降低工程费用，可采用两组半容量蓄电池不完全并联运行，配置二台充电机，直流母线分段。结束语：

直流系统是变电站二次设备的生命线，直流系统故障就有可能影响到电网稳定和设备安全。根据现在220kV变电站对直流电源可靠性要求进一步提高，及蓄电池运行、维护的需要，并考虑220kV变电站直流系统网络与蓄电池直流电源可靠性匹配要求，220kV变电站直流系统应配置两组蓄电池，虽在经济上多投入，但其运行可靠性却得到了大幅度提高，且运行方式灵活、维护简便。

B:维护

电力直流系统的维护现状:

现在的变电站一般都是无人值守的,智能高频开关直流电源系统可通过监控串口与变电站后台的监控实现通讯,可在调度端实现对直流系统的“三遥”.运行人员或专职直流维护人员定期对直流设备进行一般性的清扫、日常检查等工作.对充电设备只进行巡检,对蓄电池组进行日常维护和放电核对容量.。

.220KV设两组蓄电池,110KV一般装设一组蓄电池,在有条件时220KV最好装设两组蓄电池,因为220KV的继电保护装置是双重化的,从电流互感器二次侧到断路器跳闸线圈都是双重化,因此,直流系统也宜相应的设置两组,分别对两套保护及跳闸线圈供电,以利系统安全运行.。

在正常运行情况下,变电站的二次设备只需由充电模块来供电就行了.现有的变电站,断路器一般有电磁合闸方式和储能合闸方式两种.在电磁式断路器进行合闸操作时,要求直流电源能提供瞬时的合闸电流(20~200ms内提供数百安培的大电流),显然仅由充电模块来供电是

远远不够的,这时蓄电池组就发挥了重要的作用,它能无间断地提供大电流,保证断路器的正常合闸,这也是直流系统为什么要有合闸母线的原因了.在储能合闸方式下,合闸电流远小于充电模块的额定输出电流,不用蓄电池来合闸.现在新建的变电站一般都是这种储能式的断路器,这时直流系统也就可以不要合闸母线。

当电网发生事故时,必然使交流输入电压下降,当充电模块不能正常工作时,蓄电池无间断的向直流母线送电,毫不影响直流电源屏的对外功能,保证二次设备和断路器的正确动作,确保电网的安全运行.而作为最后保障的蓄电池,如果其容量的不足将会产生严重后果.所以,蓄电池的重要性就可想而之了,其维护一直是最为重要的问题.。

电池巡检仪作为在线监测装置,可实时发现落后或故障电池,并可检测电池组的温度是否处于正常范围内,但直流系统工作时输出电流较小,电池容量的不足或漏液、破损很难通过电池巡检仪发现,而电池内阻和电池容量的在线测试,准确度依旧不高,其测量精度和可靠程度通常只用于定性分析.所以还是需要运行人员或专职直流维护人员对蓄电池进行定期巡视。

由于电池品牌、型号及电池状况的不同,应根据实际情况通过监控模块重新调整电池充电参数,以保证电池处于良好工作状态.蓄电池寿命一般为8~ 10年左右,影响蓄电池寿命的主要因素有:

1、过放电;

2、充电压设置不合理,充电电流过大或过小;

3、充电设备的性能超标;

4、温度。

所以,我们不但要定期对蓄电池组做放电实验,还要定期测试充电

设备的稳压精度、稳流精度及纹波系数、充电机效率等性能参数。

3.直流系统接地故障探讨

直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，并提供事故照明电源。直流系统发生一点接地，不会产生短路电流，则可继续运行。但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器的误动作或拒绝动作，有可能造成直流电源短路，引起熔断器熔断，或快分电源开关断开，使设备失去操作电源，引发电力系统严重故障乃至事故。因此，不允许直流系统在一点接地情况下长时间运行，必须加强在线监测，迅速查找并排除接地故障，杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障

1、直流系统接地查找一般原则

（1）、“直流接地”信号发出后，可通过直流屏监控器和绝缘检查装置找出接地支路号及接地状态，支路号的排列大都是按直流馈线屏馈线开关从上至下或从左到右的顺序，绝缘检查装置还可以显示接地电阻（接地电阻小于15-20千欧时报警），判断接地程度，可通过绝缘检查开关判断正对地、负对地电压，判断接地程度。有时绝缘检查装置判断不出支路只报“直流母线接地”，此时有可能直流母线接地，也可能是支路接地。

（2）、直流接地信号发出后，必须停止二次回路上的工作，值班员应

详细询问情况，及时纠正修试人员的不规范行为。

（3）、利用万用表测量正对地、负对地电压，核对绝缘检查装置的准确性。万用表必须是高内阻的，2000欧/伏，否则会造成另一点接地。（4）、试拉变电站事故照明回路。（5）、试拉检修间直流电源回路。（6）、试拉380伏配电直流电源回路。（7）、试拉通讯远动电源回路。（8）、解列蓄电池。（9）、解列充电机。

（10）、1段母线负荷倒至2段母线，判断1段母线是否接地。（11）、使用接地查找仪对控制、保护、信号回路逐一查找。2．造成变电站直流系统接地的几种原因：

（1）雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，严重者可能到零，从而形成接地。

（2）部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施，手车来回移动导致其中导线破损，从而使直流回路与开关金属部分相接触，从而导致接地。

（3）部分直流系统已运行多年，二次设备绝缘老化、破损，极易出现接地现象。

（4）因施工工艺不严格，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等，引起接地。

3．查找接地故障的基本原则和方法：

（1）一般处理原则：根据现场运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的地点，按照先室外后室内，先合闸后控制，由总电源到分路电源，逐步缩小范围的原则，采取拉路寻找、处理的方法。应注意：切断各专用直流回路的时间不要过长（一般不超过3秒钟），不论回路接地与否均应合上。

（2）具体处理方法：首先，了解现场直流电源系统构成情况，通过直流系统绝缘监测装置或接地试验按钮初步判断是直流正极接地还是负极接地（以下假设绝缘监测可靠，并假设正接地）。然后，瞬时切除所有合闸电源开关，如接地信号消失，说明接地点在合闸回路，应对站内合闸回路用同样方法拉合负荷开关或解除正电源端，进行分路检查、判断；如监测装置仍报接地，则说明接地点在控制、信号等回路，则应进一步用同样方法检查直流屏、蓄电池柜及站内各保护屏、控制屏、信号屏及其控制回路。查明接地点属于哪一输出电源回路后，应迅速拉合接地回路的直流负荷开关或拔插回路内的正电源保险，并根据绝缘监测装置报警情况判断接地点在开关（保险）之前或之后。判断清楚后，根据查出的范围，迅速解除范围内相关设备的正极端子，观察报警信号，判断接地点是否在这一部分设备内。然后继续按照以上原则和方法，逐步缩小查找范围，直至找出接地点。4．总结：

造成变电站直流系统接地的因素较多，为了较好的解决这一问题，在日常运行维护中还应视具体情况采取不同措施：

（1）严格二次设备施工工艺，发挥主观能动性，减少接地故障的发生概率。如对室外端子箱、机构箱等加强密封，加装防潮除湿设备或材料；对手车开关的活动部位采取措施提高其绝缘性能，如用绝缘材料包裹其线头部分等，避免因其随手车活动引起接地；对绝缘老化，已不能满足对地绝缘电阻要求的控制电缆及有关二次设备及时更换。（2）加强断路器、隔离开关、手车等一次设备的运行维护管理。严格断路器、隔离开关等具有机械传动部分设备的操作规程，避免因操作不合理造成接地故障。

（3）查找处理接地故障时严格遵守相关电气设备检修运行规程要求，并结合现场实际条件进行。禁止单人工作，禁止直流电源长时间停止运行（尤其在天气条件不允许的情况下），拆除、恢复各端子、各开关的时间应尽可能短。

4.怎样提高变电站直流系统供电可靠性 概述 ：

供电公司220KV及以下变电所的直流供电系统为环状系统，若一个元件故障可能会引起整个系统的瘫痪，达不到电力系统的安全稳定的要求。而近两年来，随着电力系统的飞速发展，保护设备的增多，对直流系统可靠性和稳定性的要求越来越高，直流系统故障将严重影响到系统的安全稳定运行。针对这一问题我们进行了大量的调查与分析，并发现220KV及以下变电所的直流供

电系统存在：直流系统接线方式不合理；保护直流回路用交流断路器；蓄电池和充电装置数量都不符合要求。2 直流系统供电现状：

直流系统事故后果严重，严重的可造成变电所直流系统全部停电，造成一次设备处在没有保护和监视的不可控状态，不能反应一次设备的故障，极易造成一次设备事故范围的扩大，造成区域电网的大面积停电事故；经过调查发现，该局的变电所普遍采用环状供电方式。环状供电方式示意图

环状供电方式是指将两个独立的直流供电系统在其下一级直流支路中连接，当分支直流元件故障时，非故障母线将断开供电回路，这样扩大了直流故障范围。严重时会使整个变电所处于无直流状态下，对系统正常运行造成重大的安全威胁。同时我们对保护直流回路用的断路器情况进行了统计(见表1)。

表1 各电压等级变电所保护用直流断路器配置情况调查表

交流断路器作为直流电路的保护元件具有局限性。由于交流电流的电弧容易熄灭，故其断路器的动静触点之间的开距小，不能达到拉弧作用，而直流瞬动电流是交流瞬动电流的1．4～2倍，因此在直流回路中断路器不能可靠断开，并且致使交流断路器损坏，从而造成直流系统事故进一步扩大；通过上表我们看到直流系统中采用交流断路器的二次设备占总设备数的2/3。

我们对2000年以来出现的直流供电系统的缺陷进行了分析，发现主要存在以下三个方面的问题：

1、直流供电支路故障造成变电所直流供电系统全部停电。

2、直流回路开关损坏严重。

3、蓄电池和充电装置数量都不符合要求。3.完善直流系统供电方式：

3.1采取辐射状供电方式，增加蓄电池和充电装置数据

3.1.1 220KV及以上变电所应满足两组蓄电池，且两套直流电源系统完全独立，并设两段独立的保护电源小母线。3.1.2 各级直流母线分段开关正常运行时应断开。

3.1.3 控制直流母线分为两段，且控制直流母联开关正常运行时应断 15

开。

3.1.4 220KV设备双套保护装置的保护电源应取自不同的独立直流电源系统，接在不同的保护电源小母线。

3.1.5如果断路器只有一组跳闸线圈，失灵保护装置电源和具有远跳功能装置的电源应与相对应的断路器操作电源取自不同的直流电源系统。

3.2采用专用的直流断路器

根据保险配置情况选购GM型(两段保护)、GMB型(三段保护)系列直流断路器，并进行直流断路器的安秒特性及动作电流的检验，并绘制出三段式保护直流断路器保护特性曲线：

Int-过载长延时断路器起始动作值

Icu-断路器极限短路分断能力 Iop2-断路器延时动作电流 lopl-短路瞬时断路器动作电流

通过试验发现G系列直流断路器作为替代直流回路中的交流断路器，具有良好的三段保护功能。

过载长延时保护：能在故障电流较小时，根据电流的大小进行反延时

动作，能防止线路电缆发热进而造成绝缘破坏和起火。

短路短延保护：能够防止越级动作带来的事故扩大，保证故障电流仅仅由距离故障点最近的断路器来切除，还可作为下一级保护的后备保护

短路瞬时保护：能够在故障电流较大时瞬时切除故障回路，避免对设备及线路的动稳定性带来较大的危害。结束语：

为防止和杜绝变电所直流系统事故，确保电网的安全稳定运行，我们对变电所的直流系统的不足做了进一步完善，消除了造成直流系统故障的安全隐患，进一步减小了变电所发生直流系统事故的可能性，在保证直流系统安全稳定运行的同时也保证了继电保护及自动装置的可靠运行。

5.如何有效利用其资源

变电所直流系统为继电保护以及开关机构提供保护、信号、动力能源；变电所UPS为远动、通讯、微机监控装置提供不间断的电源。

多年来，根据各变电所直流设备运行现状，发现从设计、规划、审批、运行、维护等环节存在管理弊端，不同程度地造成设备重复投资、资源浪费等现象。

近年来，随着两网改造，设备更新升级，变电所的继电保护及其自动化使得当地监控、信息数据采集、计量等专业相互渗透。对于变电所直流系统，如在变电所直流系统电源保证安全可靠性的前提下，即直流系统蓄电池容量和绝缘水平满足运行参数要求，变电所UPS实现集中配置(废除UPS自带蓄电池配置)是可行的。变电所交、直流电源运行

(1)所用电380/220V低压系统：

变电所所用电380/220V系统电源的质量、可靠性较差。主要表现为：

①交流失电(全所失电、互投时间间隔长、暂态停电)；

②欠压、过压(一般变电所自备电源较高，末端所电压不易调节，闪变)；

③电压短时波动(如电气化铁路干扰，谐波畸变，电压聚降、瞬变)；

④电压三相不平衡(所内负载不平衡，中性线断)；

⑤二次设备共模、差模超标(接地和泄露电流)等故障。

对于变电所的综合自动化装置、计算机监控、远动装置、信息数据采

集、微机保护、脉冲式电能表等采用静态电路，设备对电压质量及供电连续性要求较高。一旦计算机失电造成死机、远动信息数据采集失电造成丢失数据、电源产生的问题等导致设备误操作将造成更大的损失。

鉴于以上原因，许多变电所配置了UPS电源，但多见于分散配置，各成一体。

(2)变电所UPS不间断电源：

变电所UPS不间断电源，供给远动自动化、信息数据采集、微机监控、电力通讯等电源。在许多变电所内，由于UPS维护不善造成蓄电池容量不足，交流断电后，由于电压过低而自动关机，使得设备电源中断，不能正常工作。

(3)变电所直流系统：

变电所直流系统作为操作电源，供给断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电保护、控制、事故照明及自动装置电源。

近年来，接受以往事故教训，专业人员在研讨继电保护反措和直流系统反措中，均提出了双重化配置要求，对220kV变电所的直流系统进行了3＋2配置(三台充电机、两组蓄电池)单母分段互联式接线改造。对继电保护实现独立保护、独立电源，主保护的线路、变压器、母线双重化保护专用供电，实现保护装置跳闸线圈双重化，控制、保护电源分开。由两套独立(可相互备用)直流系统供电。

2改造目标 ：

通过对变电所直流系统实施技术改造，要求变电所直流系统的管

理水平、运行维护和设备健康水平均达到100％。同时，还要使变电所直流系统资源得以充分有效利用。

(1)目标制定：

①加强变电所直流系统运行维护管理。

②对直流系统为UPS提供电源可行性、安全性进行评估、计算，并付诸实施。应用后充分体现了UPS使用直流系统供电的优点。

③规范运行管理，有效利用直流系统。对于改造后的变电所，由生产技术部门协调归口管理。

(2)可行性分析：

①体制管理：变电所直流系统就是为变电所继电保护及其自动装置服务的。但从变电所进行自动化实现四遥，改造变电所直流系统与UPS电源从设计、规划、审批及体制管理上就分开了。直流设备由检修专业班维护变电所直流系统，远动通讯专业班则维护UPS不间断电源。变电所运行人员一般只对直流系统做定期维护监测，而对于UPS电源形成无人维护。

②设备投资：变电所220kV以上及重要的110kV变电所直流系统双重化3＋2配置后，完全可以满足继电保护及其自动装置的参数要求。上级在此投资是原来设备的两倍，而有些变电所还在设计安装UPS不间断电源单设蓄电池组。这无疑会造成重复投资浪费。

③绝缘要求：变电所直流系统与变电所通讯电源用直流电源运行方式不同，有可能造成变电所直流系统绝缘降低，影响系统稳定。对于远动通讯电源应该区别对待，如通讯电源从变电所蓄电池抽头现象必须

杜绝，但在绝缘要求满足的前提条件下，完全可以集中配置蓄电池。实施方案 ：

(1)要求各专业分工明确，不留死角：

①归口管理，直流专业不能单一只维护充电机、蓄电池组，还应考虑直流系统的完整性。如馈出回路辐射、环路完整、负荷分配、运行方式、接线方式、熔断器及空气开关级差配置、电压质量、直流系统绝缘水平等，应满足继电保护及其自动装置参数要求。

②对设计维护人员要求专业相互渗透。因为继保、远动、通讯、计量、直流专业就是电力系统及其自动化的各分支专业，所以各专业有必然的联系。

③过去有些变电所通讯电源有在直流系统蓄电池中抽头的现象，由于影响直流系统蓄电池内阻、容量，通过落实反措以及整改，已将这种方式消除。对于小容量的载波机以及通讯用计算机UPS，只要满足绝缘要求，可以使用直流系统电源。对于大容量程控交换机、光纤通讯、微波通道，考虑到其独立性以及使用蓄电池运行方式不同，通讯电源UPS设置自备电源。

(2)集中配置：

①变电所UPS使用变电所直流系统蓄电池，可以不用自配蓄电池组，这样，可以节约自备电池以及占地空间，还可以避免重复维护。

②使用直流系统逆变电源，能够防止所用电系统的暂态干扰进入负荷侧。

③一般商用UPS自备电池，放电时间是在10～15min，时间短；工业

用UPS装置自备电池放电在30min。采用直流系统蓄电池可以保证事故停电1h使用。

④利用直流系统容量优势，全所集中配置UPS系统，并实现双重化配置。交流电源使用所用电各段母线电源，直流电源分别使用直流系统各段电源(110kV以上无人值守变电所、较重要的枢纽变电所)。

(3)评估：

①双重化3＋2配置后，蓄电池容量增加一倍，而保护自动装置通过更换节能信号灯、节能光子牌，使电磁继电器减少，相对负荷电流也减小，因而可使事故情况下蓄电池容量充足，完全能满足规程要求的全所停电情况下，1h连续供电。

②变电所逐年改造使断路器电磁机构基本退出，而更换成真空开关或弹簧、储能机构以及液压机构，其合闸动力电流减小，故对蓄电池事故放电能完全满足瞬时放电曲线要求。

③对于小容量电力载波机、通讯设备只要运行方式不影响直流系统绝缘，可以经开关电源使用直流系统。

④直流系统馈出回路增加，势必影响直流系统绝缘。其实从UPS电源原理上说，正常时UPS装置使用交流，当交流回路失电后装置自动投切直流电源，而投切回路已明确交流电源是接地回路，直流电源是绝缘回路。

⑤充电机容量：变电所充电机一般满足“均充方式电流＋负荷电流＋冗余度”。对于UPS负荷：a)交流不间断电源UPS是当交流失电后，自动切换直流电源的；b)有些进口UPS不设整流器而直接接直流母线,故在浮充、恒压限流方式下能满足新增负荷要求。结论 ：

实践证明：有效利用变电所直流系统资源，对于电力运行维护、设备投资和环境保护都具有重要意义。今后，应当根据变电所电源的独特性，对110kV及以上重要变电所、枢纽所、无人值守所以及综合自动化变电所的所用电交流380/220V、直流系统220/110V、不间断UPS电源统一考虑，集中配置，以满足继保、远动、通讯等设备的电源要求。

第三篇：变电站综合自动化常见问题分析

变电站综合自动化常见问题分析

发布日期：2010-5-18 11:29:13(阅173次)所属频道: 自动化 关键词: 问题分析

变电站综合自动化

变电站综合自动化系统是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信息处理技术等实现对变电站二次设备(包括继电保护、控制、测量、信号、故障录波、自动装置及远动装置等)的功能进行重新组合、优化设计，对变电站全部设备的运行情况执行监视、测量、控制和协调的一种综合性的自动化系统。它是一项提高变电站安全、可靠稳定运行水平，降低运行维护成本，提高经济效益，向用户提供高质量电能服务的一项措施。随着自动化技术、通信技术、计算机和网络技术等高科技的飞速发展，变电站综合自动化技术得到了迅速发展。

目前，广泛采用的变电站综合自动化系统是通过后台监控机对变电站全部一次设备及二次设备进行监视、测量、记录、并处理各种信息，对变电站的主要设备实现远方控制操作功能。然而，在实际使用过程中也随之出现了一些问题，通过对各个综合自动化系统进行归纳总结，探讨分析，就目前变电站综合自动化系统在实际工作中出现的共性问题进行综合分析。

一、存在问题

1.抗干扰能力差。后台监控机经常会上传一些误发的大批量的干扰信号，这严重的干扰了监控人员准确判断和监控，有时难免会遗漏掉大量信息中的一部分，而正是这被遗漏的部分信息，恰恰可能是关键的信息，对变电站安全运行造成隐患，而这些干扰可能会演变为造成事故或事故扩大的重要因素。

2.信息传递不畅。时有通信通道中断或遥控信息不能及时反馈，后台监控机界面接线图设备状态与现场实际不符，不能及时随一次设备作状态变化；正常操作项目不能从微机五防闭锁系统传送到后台机，而后台机接受不到任务，从而阻碍运行人员持续正常操作。

3.综合自动化防误操作系统主要由五防管理机及后台监控机组成，它们各自有独立的防误闭锁系统，这样就实现了双重防误闭锁管理，但执行过程中只有通过五防管理机模拟操作传输到后台监控机才可在后台监控机进行远方操作。但这也存在一些弊病，如果五防管理机故障，就只有在后台机上通过口令进行全站总解锁后进行操作，这样就增加了不安全因素。

4.有的监控系统只设置语音报警系统，所有事件报告、自检报告等信息都归入其中，而无事故音响信号，当后台监控机或语音系统不能正常工作时，所有信号则不能及时发出，不能直接提示监控人员，这严重影响变电站的安全运行。

5.自动生成报表功能缺乏。月度和负荷累计不能统计，不能从直观看出负荷变化。

6.告警信息不直观。由于在设计上的原因，为了方便检修维护人员查询，而忽略考虑监控人员从告警信息中不能直观明了地看出表达故障或事故的动作原因，往往需要监控人员从一连串大量信息中查找，而告警信息继续发出，其窗口不断滚动，监控人员又得从头查起，不能迅速判断，延误事故处理时间和查找事故原因，从而对事故处理和恢复供电带来直接不利的因素。

二、提出几点建议和应对措施

1.逐步完善系统功能

对所有模拟量和状态量变位进行分类，并用几种颜色加以区分，当变电站有非正常状态发生和设备异常时，监控系统对各个量分类提供给监控人员使运行监控人员，便于很直观地看出各类告警信息，设计合理的线路布局和制造工艺，切断各种电磁耦合的途径，另外从软硬件上采取屏蔽措施，优化结构设置，避免造成误发信号或微机工作出错。完善系统定时自检、自诊断、自恢复处理功能，畅通环节上通信能力，必要时设置并启动备用通道，刷新遥信变位。后台机防误闭锁功能加入，与五防管理机形成互切，互为备用。将保护监控系统的事故和预告音响信号独立出来，与后台监控语音报警系统相互一致又不受后台监控系统控制，防止发生后台监控机不工作或语音报警系统故障时发不出音响信号。为了更好实现自动化功能，应不断强化该系统各类报表、负荷变化曲线等功能，以便使监控人员更为直观地看出潮流变化情况，月供、年供电量等。2.加强运行管理

在运行中往往因装置使用不当等人为因素造成电力系统的不安全，因此要制定相应的运行规程，并严格按照规程各项规定执行，定期执行巡检制度，可定为24小时一次。完善巡视内容，如自检和报告信息、语音报警和保护监控音响系统、工作电源运行、各种信号灯指示、连接片和切换把手位置，特别对不间断电源（UPS）进行切换检查、通信系统是否正常通信以及“四遥”功能是否正常。变电站自动化系统是一项技术含量高而复杂的系统工程，且电力系统的连续性和安全性的要求，一旦自动化系统发生问题，必须及时迅速排除，使之尽快恢复正常运行，这就需要正确分析判断故障点，出现异常问题处置措施并制定相应的应急处理预案。建立相应管理制度，包括：设备定期检查维护制、检修质量验收制、岗位责任制度等。

3.提高人员业务素质

自动化系统采用了一些新设备和新技术，又综合不同专业，适应岗位需求必须全面熟悉掌握系统结构原理、性能特点、系统正确操作程序，只有这样才能思路清晰地运用各种方法处理异常情况并进行检查维护。这就需要为监控人员提供多种学习机会、通过各种渠道各种培训形式来提升人员队伍的素质，人员的业务素质提高了自动化系统的实际应用水平也就随之提高了。

南昌500kV变电站综合自动化系统设计及运行情况分析

来源：

时间：2007-01-17

责任编辑：

标签：

摘要：南昌500kV变电站是三峡输变电建设中的第一个示范工程，也是我国在这一电压等级首次采用国产微机继电保护和分层分布式综合自动化系统的试点工程。文中介绍了该站综合自动化系统的设计原则，分析了运行情况，对今后500kV变电站实现综合自动化设计原则提出了几点建议。

关键词：500kV变电站；综合自动化；设计；运行 1变电站综合自动化系统设计 1.1业主提出的基本设计原则

(1)变电站二次设备将以选用国产设备为主。南昌500kV变电站作为三峡输变电建设中的第一个示范工程和试点工程，要求选用具有国际先进水平，并已经在电力系统高压变电站有实际运行经验的微机继电保护和综合自动化设备。

(2)根据对国内有关厂家的考查，决定二次设备配置的原则是：220、500kV线路，每条线路配置双套保护。其中，一套为北京哈德威四方公司生产的CSL100系列保护；另一套为南瑞公司生产的LFP-900系列保护。主变压器、高低压电抗器、电容器、母线差动保护配置南京自动化设备厂微机保护产品。集中式故障录波器分别采用武汉电力仪表厂和浪拜迪公司产品。变电站监控及远动设备采用北京哈德威四方公司CSC2000分层分布式综合自动化系统。为保证网调远动系统可靠性，增加一套上海惠安公司生产的GR－90远动系统，双套远动系统互为备用。

(3)采用分层分布式综合自动化系统，所有保护、录波等间隔层设备均安装在靠近一次设备的小间中。一期工程共设4个小间，500kV线路间隔一个；变压器和35kV设备间隔一个；220kV线路间隔2个。小间设计虽考虑了屏蔽措施，但要求进入小间的保护控制设备，必须通过国家电力公司武汉高压研究所9项抗扰度试验。为减少小间面积，要求控制屏后不开门，靠墙安装；屏内后板安装端子排，装置安装在摇架上。

(4)多家设备要采用统一的通信规约(按IEC-870-5-103规约执行)接入综合自动化系统。各厂家设备出厂后，先发到北京四方公司，经整体联调合格后再发运到现场安装调试。(5)所有保护装置均应具备软压板和硬压板2种方式供运行单位选择。

(6)应保证间隔层的保护控制设备和变电站层设备，在GPS基础上的时钟统一。

(7)要求间隔层与变电站层具备Lonworks和光纤以太网2种网络连接方式，一期工程使用成熟的Lonworks网运行；二期工程实现方便地切换成光纤以太网运行。1.2业主提出的基本设计原则

保护控制设备选型和厂家基本按业主要求设计，35kV站用变压器和电容器采用了四方公司的保护装置。

1.2.1采用CSC2000分层分布式综合自动化系统

CSC2000系统变电站层设计如图1所示。它由2台监控主站、一台五防控制主机、2台远动工作站、一台工程师站组成。其主要特点如下：

第四篇：变电站直流监控系统的实现分析

变电站直流监控系统的实现分析

摘要:本文分析了建立变电站直流监控系统的意义,介绍了该系统的通道选择及系统构成, 探讨了监控器的原理, 对监控器的设计及监控中心的设计进行了说明, 以提高人们对变电站直流监控系统的认识,从而推广该系统的应用。

关键词:变电站, 监控系统,监控器, 设计 1.建立变电站直流监控系统的意义

电力系统中直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为电厂和变电站内的断路器提供合闸直流电源；故障时，当电厂和变电站用电中断的情况下，为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。

在有人值班的变电站，值班运行人员可对直流设备运行状态进行定期检查，基本能发现并处理其出现的异常现象。但当前电力系统推广无人值班变电站，在原管理模式下，运行维护人员获得直流系统运行的详细信息，特别是不能发现系统刚开始启动时出现的异常情况，只有当异常发展为故障时才上传调度，而此时事故已扩大。因此，如何提前发现异常情况，避免异常情况发展为故障显得很重要。

通过直流在线监控系统这一技术手段可解决这一问题。该系统的主要作用就是把各变电站的直流设备信息上传到监控中心供其查询，同时调度监控中心也可以向各站发送控制命令。这样，维护人员不但可以在监控中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态并及时处理，而不等其发展演变成事故。该系统的建立，可以节省人力物力，提高维护效率。

2.变电站直流监控系统通道选择

从目前变电站调度中心获取信息的途径来看，主要都是通过远动通道实现的，但是变电站上诸如遥动、遥测、遥控等等在内的一些信息都要求高效且真实可靠，如果它们也同样通过远动通道，那么必将会让其他的信息流通占据通道，甚至在数据传输较多的时候引起通道的堵塞，最终影响到电力调度工作的正常进行。因此，直流设备的相关信息的传送应该从另一个通道实现。

2.系统构成

系统包括 3 部分: 监控器是前置机系统, 负责设备数据的采集、运行状态的控制和信息的上送;监控中心是后台机系统, 是基于 PC 机上运行的, 它负责对所有变电站的监控器发送命令, 接收其运行数据以及对数据进行处理和分析;两者之间的数据通信依靠 modem 和电话网建立。监控中心和监控器是一对多系统。

监控中心和监控器都可以通过modem与话网相连接，这样双方能够方便的呼叫对方，并且进行信息的互传，信息的发送、命令的传输，每一个监控器都可以将数据信息情况汇报给监控中心。通过这样的系统构成，监控器是主要负责的是相关电力运行数据的采集工作和并保证信息的上传。而监控中心则主要负责发送命令并且接受数据和对已经接收的数据做分析和处理。

3.系统监控器设计

监控器在变电站系统中主要是完成对直流设备的运行状态信息的收集过程，并且将这些数据传送到其他的相关监控单元。监控器采用的是工控制机设计，这样能够直接的从设备上获得各种状态的信息数据，并且及时的对设备进行调节和控制。

监控器软件主要由通信、IO、数据收发和数据处理四大模块组成。通信模块主要是通过打开和关闭modem功能与报警系统联通，而当一旦发生任何紧急情况或者异常情况的时候可以通过监控中心完成自动拨号，并且向瓶套发送预警信息。

IO模块主要是实现人机监控界面的转换与输入，实现对各种直流设备信息的采集以及控制。数据收发模块是当各种设备已经连通之后的后期操作系统，这个系统负责是对网链上的信息数据的收发，对24小时之内的各种历史数据和报警信息的调节和命令记录。

数据处理模块属于监控软件中的核心，以为内所有的转换以及信息的收集都是为了要将这些数据进行处理最终解决问题。它能够根据事先的设定将那些已经存入数据库的相关信息放入数据库中，并等待将这些信息发送到监控中心，保证数据的更新速度。从另一方面来说，它对于接收到的数据的调控命令的分析也能够提供给IO模块使用。

4.系统监控中心的设计

监控中心主要是通过一台微型计算机实现的，而通过这一系统主要链接通信、数据库形成、主控以及报表打印四大模块。监控中心的通信模块设计和监控器的通信模块设计的主要功能是想通的，都是通过建立好的通信链，实现命令的下达，接受传送的信息。数据库模块主要是将每天采集到的信息数据整理归档的过程，对于一旦出现问题的设备或者环节能够在这个数据库中找到问题的缘由，并且能够及时的将这些问题得以解决。主控模块是监控中心的核心模块，是借助Windows操作系统，采用键盘和鼠标对其进行控制，实现信息的发送和远方信息的显示，并且能够通过系统对数据进行简单处理之后，将数据发送。当工作需要，可以通过报表打印模块将所需要的一些历史数据以及月报表、季度报表甚至是日报表打印，通过曲线数据信息图供专业人员分析。

5.系统应用效果分析.1 直流电池效率提高

直流在线监控的应用,改变了以往需要到现场,用电池巡检仪或万用表测量电池输出电压的落后方法。传统测量电池电压只是用电表测电池在浮充状态下的电池端电压，即电池在浮充状态下的化学电势。即使是一个容量较小的电池，在浮充状态下其端电压也可能是正常的，通过在浮充状态下测量电池电压来判断电池好坏的方法并不可靠。而直流在线监控系统实时监视电池充放电时电池电流及端电压的变化，通过主站OPEN3000强大的分析功能，可以从容量分析电池的优势，从而判断电池的性能。

5.2 核对性放电效率和准确性提高

为了检验其运行中蓄电池实际容量，将蓄电池组脱离运行，以规定的放电电流进，恒流放电。原先在放电试验过程中，维护人员定时记录放电电池的电压。由于传统的人工记录并不可能做到记录时间准确，特别是记录数据的事后分析，人工绘制放电曲线就显得非常麻烦。在不能完全依赖人工的前提下，系统实现核对性放电操作的实时记录要求。

6.总结

通过此系统,直流设备维护人员就可以在监控中心对各变电站直流设备运行状态进行远方监控,免去了对各个变电站的现场定检,特别是在直流设备发生运行异常时,运行维护人员能及时收到报警信号,并及时处理。总之,直流监控系统的运行,减少了工作量,提高了工作效率,达到减员增效的目的。

参考文献

[1]高凌宇.变电站直流监控系统的实现[J].中国科技财富,2011（10）.[2]吴晖,梁青云.基于GPRS技术的变电站直流设备监控系统[J].电力自动化设备,2009（5）.

第五篇：浅谈变电站直流系统接地问题

浅谈变电站直流系统接地问题

摘要：直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统接地是常见的缺陷。主要介绍了变电站直流接地的危害，并对直流系统接地的原因进行分析及查找方法，从而找到相应的防范措施来保证直流系统的稳定运行。关键词：直流系统；接地；绝缘；断路器

0 引言

变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通讯系统提供不间断电源，确保其安全、稳定、可靠运行。正常情况下正、负极对地均为绝缘的，发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。直流接地故障产生的主要原因

1.1 基建及施工遗留的故障隐患

在发电公司建设施工或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，会遗留下电力系统故障的隐患，直流系统更是故障隐患的薄弱环节，这些环节在投产初期不易控制和检查，投运时间越长，系统接地故障的概率就越大。

1.2 外力损伤

直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中因挤压、移动、及不当冲洗等外力造成的损伤。

1.3 质量原因

因市场供应直流电缆设备质量参差不齐，质量不良的直流电缆成为一种直流接地的故障隐患。

1.4 自然原因

发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障，特别是处于沿海地区的电厂，因海拔较低且处于高盐、高湿环境，更不可避免地会发生直流系统接地故障。直流系统两点接地的危害分析 现以图1为例说明直流接地的危害。当图1中A点与C点同时有接地出现时，等于+KM、-KM通过大地形成短路回路，可能会使熔断器1RD或2RD熔断而失去保护电源；当B点与C点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，TQ跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障情况下就要越级跳闸；当A点与B点或A点与D点同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸。直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点，还有很多，在此不一一介绍了。

图1 直流接地示意图 直流接地故障的查找方法及存在的问题

排除直流接地故障，首先要找到接地的位臵，这就是常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。

3.1拉回路法

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。3.2直流接地选线装臵监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装臵。该装臵的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装臵只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装臵必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装臵还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

3.3便携式直流接地故障定位装臵故障定位法

该装臵是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装臵的特点是无需断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装臵可将接地故障定位到具体的点，便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。防范措施

4.1 经常检查各支路直流系统的绝缘状况 ,对于户外电气设备和热工就地装臵的直流系统的绝缘状况更应经常检查 ,要特别注意检查各支路的跳闸回路。具体检查方法:将该支路的断路器合上(注意:此时隔离开关应在断开位臵或断路器拉至试验位臵)。然后取下该支路的直流电源的熔断器 ,在熔断器的下方(即负荷侧)将正、负极短接 ,用兆欧表检查绝缘电阻是否符合要求 ,如发现接地应及时消除。

4.2 发生直流系统接地时 ,常采用取下直流熔断器来观察直流接地是否消失 ,在取直流熔断器时应先取非接地极的熔断器;在投熔断器时 ,先投非接地极的熔断器。其目的是使非接地极对地电容有一定的充电时间 ,使该支路的正、负电源间在未形成回路前 ,先使非接地极电容充上一定电压 ,即 Uc不等于0 ,从而降低 UL ,防止断路器误动。

4.3 出口继电器和断路器的跳闸线圈的动作值按规程要求为(30 %-70 %)UH ,实际工作中调整在(60 %-70 %)UH之间最好。

4.4 运 行维 护人员必须熟悉现场运行规程，在直流回路工作时，做好安全措施，防止保护误动。结束语

直流电源在电力系统的作用十分重要，着重分析了直流接地对保护装臵的影响，在什么情况下可能造成保护误动和拒动，从而更好地为运行维护人员提供参 考依据，有利于更好地保证直流系统的稳定，从而保证电网的安全稳定运行。

参考文献

[1]张信，卢灿遹． 直流系统接地的危害分析与处理

[2]苏玉林 刘志民 熊深.怎样看电气二次回路图

[3]张善全.电力系统直流接地危害性分析及预防措施例