变电站全停 不是直流系统自己背锅
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科技
2024-12-25 12:19
河北
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前两天传说有个地方因为直流系统失效，造成故障情况下保护无法动作，变压器烧毁的事故。这段时间一直对变电站直流系统感兴趣，主要是原来了解的实在不多。直流系统是电力系统的重要基石 ，我们前面也曾经写过两篇文字讨论，各位有兴趣可以参考。![]()
这两天又遇到一个直流系统问题造成变电站全站停电的案例。各种因素凑到了一起，造成了一次大范围的停电，我们一起来看看。某220kV变电站，220kV、110kV和10kV电压等级，站内配置两台220kV主变压器。10kV母线分段布置，分别配置一台站用变压器。110kV双母线布置，包括母联和变压器开关，共15个间隔。![]()
某日，在进行110kV母线倒闸操作时，刀闸瓷瓶脱落，造成母线故障。110kV母线保护动作，5个间隔断路器跳开，10个间隔断路器跳闸失败。后续变压器保护和220kV保护均跳闸失败，最终依靠220kV电源线对侧开关跳开，隔离了故障。![]()
当110kV母线发生故障时，造成系统电压降低，并波及到10kV系统。因为110kV母线正在倒闸操作过程中，两条母线处于死连接状态，相当于两条母线都发生了故障，因此两个10kV站用变的输出电压都降低。电压的降低，引起变电站直流系统的两台充电机均输出闭锁。这个问题很关键也很常见，前面我也曾经有过一篇文字，欢迎大家参考。![]()
当充电机闭锁输出后，连接在直流母线上的蓄电池组投入工作，为直流负荷提供电源。但直流系统配置的两组蓄电池中，分别存在异常蓄电池，其内阻很高，因此造成了蓄电池组输出电压只能达到额定电压的80%左右。![]()
充电机退出后，全站直流负荷全部由蓄电池组承担，正常负荷大约70A。伴随着母差保护的动作，15个间隔的跳闸回路同时驱动，以每个间隔跳闸电流2A计算，突增直流负荷为30A。如此之大的直流突增负荷，使得本来内阻就很高的蓄电池组无法支撑负荷需要，造成直流系统电压短时降低到额定电压的80%以下。![]()
为了保证断路器可靠动作，对断路器的最低动作电压是有要求的。原来对于直流驱动的断路器，一般强调在最低动作电压在额定电压30-65%之间为宜，低于30%额定电压不能动作。但现在显然是30%比较重视，而上限则容易被忽视。比如DL/T-596中直流设备，分闸脱扣器在额定电压65-110%之间可靠动作。检查本次涉及的15个间隔断路器设备，动作电压很多高于额定电压的80%，因此在母差保护发出跳闸令后，由于直流系统电压降低，造成一些断路器跳闸失败。还是那句老话，电力系统是一个综合系统。建议大家各专业知识融合一下，会有更好的能力和视野。
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