變電站直流屏異常造成直流母線異常案例分析

一、故障簡述

直流屏廠家220kV變電站發生一起一次直流屏系統異常，造成站用變壓器低壓斷路器401、402低壓脫扣跳閘（自動控制裝置閉鎖沒有動作），全站交流電源失去；直流充電裝置失去電源停止工作，第2組蓄電池存在開路，直流Ⅱ段母線電壓異常。

二、故障原因分析

1.系統組成及運行方式

該站直流屏系統操作電壓為DC220V，采用單母線接線、分列運行方式；饋線網絡輻射供電；正常運行時，兩端直流母線聯絡斷路器在分位。直流屏系統配置2組蓄電池，每組有2V400AH蓄電池104只；配置3組60A充電裝置，兩組蓄電池公用一臺備用充電裝置。

該站站用交流電源系統，兩臺站用變壓器取自該站35kV系統，低壓側接線方式為單母分段接線，配有備自投裝置，投入運行時具備互投，但不具備自復功能。

2. 故障描述

（1）外觀檢查情況。對第2組蓄電池外觀檢查未發現漏液、鼓肚、凹陷等異常。選擇75號蓄電池進行現場解體，發現75號蓄電池正、負極極板腐蝕嚴重，負極極柱出現溶化現象，蓄電池負極極柱與匯流排連接處已斷裂，現場看專業技術人員確認75號蓄電池開路。即第2組蓄電池組存在多支開路。

（2）試驗檢測情況。因一次系統所帶負載某電鐵牽引站發生短路故障，引發該站一次系統波動。

經現場檢測報告分析，由于一次系統異常造成站用變壓器低壓斷路器401、402低電壓脫扣跳閘；在此站用交流電源失去1h期間，直流屏電源1、2組蓄電池分別帶全站直流電源負荷，此時該220kV站用直流電源系統監控裝置報直流屏Ⅱ段母線電壓低信號，專業班組人員現場對75號蓄電池檢查存在開路現象，導致直流Ⅱ段母線電壓異常。

此時。整組電池會提供一個工作電流 ，并在每個內阻 上產生一個電壓降 。若 增大，則 隨之增大，???該節電池的端電壓 =E2×V ，若 =20A，內阻 增加到200mΩ時， 就會達到4V，在電池內阻繼續增大時，電池兩端產生的反置電壓會急劇增大，導致電源供電回路崩潰甚至失效，電池會發生爆炸。

三、故障處理過程

該站發生一起一次系統異常，造成站用變壓器低壓斷路器401、402低電壓脫扣跳閘（自動控制裝置閉鎖沒有動作），全站失去交流電源；運維人員進入現場，對站用低壓斷路器進行檢查，確認低壓斷路器401、402無問題后，手動將站內401、402交流電源投入運行；在此交流電源失去1h期間，直流屏電源1、2組蓄電池分別帶全站直流屏電源負荷，且UPS負荷約27A，直流屏系統監控裝置報直流Ⅱ段母線電壓低信號，次日，專業班組人員檢查第2組蓄電池的部分電池多支已開路，隨即由1組蓄電池及1組充電裝置帶全站直流負荷。