站用電源系統(tǒng)(蓄電池)典型案例分析及預(yù)防措施

深圳市泰昂能源科技股份向參加培訓(xùn)的各位專家領(lǐng)導(dǎo)問好！站用電源系統(tǒng)〔蓄電池〕典型案例分析及預(yù)防措施深圳市泰昂能源科技股份深圳市泰達(dá)效勞電源技術(shù)楊朋靜2023/7/6一、某500kV變電站站用電源事件二、某220kV變電站站用電源事件三、某110kV變電站站用電源事件四、蓄電池質(zhì)量問題五、存在問題及防范措施六、防止站用交流電源失電七、防止站用直流電源失電八、交流電源系統(tǒng)常見故障處理九、直流電源系統(tǒng)常見故障處理目錄某500kV變電站站用電源事件一、事故概況：2021年08月，某500kV變電站發(fā)生站用交流電源全失事件，由于380VIM母線相間短路故障引起。故障發(fā)生后：#1站用401斷路器首先過流跳閘，380VIM母線失壓；隨后#1備自投動(dòng)作，合上400甲斷路器；故障電流未消除，400甲斷路器未動(dòng)作，#0站用變保護(hù)跳#0站用變變高717斷路器，造成0M母線失壓；然后#2備自投動(dòng)作，合上400乙斷路器，故障電流仍未消除，400乙斷路器未動(dòng)作，#2站用變保護(hù)跳#2站用變變高349和變低402開關(guān)，最終導(dǎo)致全站380V交流失壓。某500kV變電站站用電源事件一、交流電源系統(tǒng)接線圖如下圖某500kV變電站站用電源事件一、直接原因經(jīng)檢查，#1母線分支母線末端的絕緣支撐件絕緣降低為事故的直接原因。變電站所處位置剛剛下雨，交流電源屏的運(yùn)行環(huán)境與外部直接相通，環(huán)境絕緣降低，最終發(fā)生短路故障。某500kV變電站站用電源事件一、擴(kuò)大原因事故開展的順序來看，擴(kuò)大原因?yàn)椋?、開關(guān)定值設(shè)置錯(cuò)誤：380V低壓開關(guān)保護(hù)定值設(shè)置比站用變保護(hù)的定值大，導(dǎo)致站用變保護(hù)先于380V低壓401開關(guān)保護(hù)動(dòng)作，站用變保護(hù)跳站用變兩側(cè)開關(guān)，造成了#1站用變高壓側(cè)開關(guān)跳閘。2、401開關(guān)保護(hù)動(dòng)作后未閉鎖備自投：造成#1備自投裝置誤將400甲開關(guān)合閘致故障母線，同樣由于1原因，#0站用變高壓側(cè)開關(guān)跳閘，#0母線失電。3、備自投動(dòng)作邏輯不合理:#0母線失電后，400乙開關(guān)合上，還是由于1原因，最終造成了#2站用變高壓側(cè)開關(guān)跳閘，最終全站失壓。某500kV變電站站用電源事件一、事故開展的時(shí)間圖如下：某500kV變電站站用電源事件一、暴露問題：對(duì)站用電源的定值整定和維護(hù)存在缺乏，現(xiàn)場斷路器定值整定未設(shè)置備自投邏輯不合理故障后未閉鎖備自投某220kV變電站站用電源事件二、事故概況：2021年10月臺(tái)風(fēng)登陸期間，某220kV變電站110kVⅠM、ⅡM母線，及4座110kV變電站發(fā)生失壓事件，事件后果到達(dá)二級(jí)電力平安事件標(biāo)準(zhǔn)。事故原因：電池組失效、保護(hù)裝置控制電源和操作電源不在同一母線某220kV變電站站用電源事件二、暴露問題：1、變電站直流系統(tǒng)維護(hù)不到位2021年12月，#2蓄電池組#38、#42電池因外殼輕微裂紋退出運(yùn)行。2021年6月3日，繼保班組在專業(yè)巡視中發(fā)現(xiàn)#2蓄電池組#31、#45、#48等3只蓄電池外殼有裂紋，未做進(jìn)一步測試，僅報(bào)一般缺陷〔蓄電池外殼破損缺陷應(yīng)為重大缺陷〕。因無備用蓄電池，未進(jìn)一步開展消缺工作，#2蓄電池組仍帶缺陷運(yùn)行。2021年6月，變電運(yùn)行人員測量#1蓄電池組3只蓄電池〔#7、#29、#48〕電壓為0V，未按緊急缺陷立即上報(bào)〔11月6日#1蓄電池組核容結(jié)果正常，退出的蓄電池核容結(jié)果也正常，說明變電運(yùn)行人員測量方法不正確〕。2021年10月5日，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)#2蓄電池組#18、#27等2只蓄電池組外殼爆裂，僅按一般缺陷上報(bào)〔實(shí)際屬重大缺陷〕，延誤了缺陷處理。某220kV變電站站用電源事件二、2、反措執(zhí)行不到位——未取消低壓脫扣西安事故之前，要求對(duì)全部變電站開展站用變低壓側(cè)380V開關(guān)隱患排查，對(duì)具有低壓脫扣功能的380V開關(guān)要采取可靠措施，取消低壓脫扣功能，但此變電站仍未按時(shí)限要求完成整改，導(dǎo)致站用交流380VⅡ段母線失壓。3、保護(hù)電源與操作電源仍接在不同直流母線上，落實(shí)反措不到位。4、缺陷填報(bào)存在關(guān)鍵信息錯(cuò)誤2021年10月運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)#2蓄電池組#18、#27等2只蓄電池組外殼爆裂，缺陷填報(bào)時(shí)將該缺陷錯(cuò)誤地填報(bào)為220kV**站的缺陷，檢修人員赴**站未見相關(guān)缺陷，致缺陷處理延誤。某220kV變電站站用電源事件二、5、缺陷定級(jí)錯(cuò)誤2021年6月3日與10月5日，檢修人員與運(yùn)行人員相繼發(fā)現(xiàn)#2蓄電池組多只蓄電池外殼有裂紋或爆裂，僅報(bào)一般缺陷〔實(shí)屬重大缺陷〕。6、缺陷管理未能有效閉環(huán)、未給予追查問題形成閉環(huán)。7、缺陷處理不及時(shí)。某110kV變電站站用電源事件三、事故概況：2021年某110kV變電站一條10kV線路三相短路，引起10kVIM電壓降低，造成#1站用變380V輸出電壓降低，#2直流系統(tǒng)充電機(jī)模塊欠電壓保護(hù)動(dòng)作全部退出運(yùn)行，同時(shí)#2蓄電池組故障無輸出，造成#2直流母線失壓，影響由#2直流母線供電的110kV備自投裝置、#1及#2主變差動(dòng)及兩側(cè)后備保護(hù)裝置及所有保護(hù)測控一體化裝置失電無法動(dòng)作，造成全站失壓。事故原因：事故原因?yàn)?2段直流系統(tǒng)失電，#2直流系統(tǒng)的交流輸入為#1站用變，事故發(fā)生時(shí)#1站用變失電且交流切換裝置不能正常切換至#2站用變，造成#2直流系統(tǒng)交流輸入失電，同時(shí)蓄電池組已經(jīng)徹底損壞，進(jìn)而造成重要負(fù)荷裝置等設(shè)備停電，直至變電站失電。某110kV變電站站用電源事件三、暴露問題：1、直流系統(tǒng)交流切換裝置不能正常切換2、蓄電池組損壞不能帶載導(dǎo)致保護(hù)裝置失電3、系統(tǒng)維護(hù)不到位4、核容工器具存在問題，為假恒流方式。某110kV變電站站用電源事件三、蓄電池質(zhì)量問題四、蓄電池質(zhì)量問題四、蓄電池內(nèi)部開路故障故障蓄電池進(jìn)行解剖圖：現(xiàn)場解剖負(fù)極匯流排與負(fù)極極耳連接處腐蝕嚴(yán)重，直接導(dǎo)致大局部負(fù)極極耳與負(fù)極匯流排脫離。從拆后的痕跡大致可以判斷，4片尚存局部連接，其余8片均已自然腐蝕斷開。內(nèi)阻測試嚴(yán)重偏大，證明蓄電池未到使用年限提前失效蓄電池質(zhì)量-人為原因四、蓄電池質(zhì)量問題四、導(dǎo)致事故兩臺(tái)主變及開關(guān)室設(shè)備燒毀蓄電池室起火燒毀蓄電池質(zhì)量問題四、暴露問題：蓄電池質(zhì)量問題突出實(shí)際發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場蓄電池房間的環(huán)境溫度堪憂，有些區(qū)域溫差大也是造成蓄電池故障的一大原因。蓄電池室的窗戶，陽光照射蓄電池，造成蓄電池室內(nèi)溫度高，未安裝空調(diào)新安裝的蓄電池在投運(yùn)前，應(yīng)進(jìn)行蓄電池核容測試蓄電池螺絲未打緊，交流斷電時(shí)蓄電池向負(fù)載供電，導(dǎo)致螺絲未打緊部位打火、冒煙乃至燒毀蓄電池日常維護(hù)欠缺、消缺不及時(shí)蓄電池質(zhì)量問題四、預(yù)防措施：改善蓄電池室環(huán)境溫度蓄電池室防止陽光直射蓄電池安裝時(shí)必須落實(shí)所有脊柱螺絲的緊固性檢查必須對(duì)其進(jìn)行定期充放電和日常的維護(hù)工作。存在問題及防范措施五、1、站用電源系統(tǒng)管理措施有待完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)未對(duì)斷路器保護(hù)、斷路器保護(hù)和變壓器保護(hù)的配合以及備自投投切原那么等方面進(jìn)行明確的規(guī)定。2、個(gè)別站用電源系統(tǒng)配置不滿足要求蓄電池缺乏有效的監(jiān)測手段，局部變電站沒有蓄電池監(jiān)測裝置。3、蓄電池質(zhì)量問題突出近年來蓄電池質(zhì)量下降明顯，漏膠、容量缺乏、外殼變形、內(nèi)部開路的缺陷頻發(fā)。4、存在運(yùn)維工作不到位的情況站用交直流電源系統(tǒng)的應(yīng)按照方案時(shí)間和方案的試驗(yàn)工程開展維護(hù)檢修工作，有些因人力配置等原因未按照定檢周期進(jìn)行相關(guān)的直流系統(tǒng)維護(hù)、蓄電池核容放電試驗(yàn)。存在問題及防范措施五、5、運(yùn)維力量有待加強(qiáng)絕大局部單位由繼?；驒z修班人員兼職運(yùn)行維護(hù)，同時(shí)，直流系統(tǒng)專業(yè)為小專業(yè)，培訓(xùn)有待加強(qiáng)，技能水平有待提高。同時(shí)，蓄電池核容占用大量的人力資源；6、站用電源系統(tǒng)長時(shí)間未有維護(hù)；7、站用交流電源系統(tǒng)低壓保護(hù)定值無專業(yè)部門管理，導(dǎo)致定值失配；8、備自投動(dòng)作邏輯未予驗(yàn)證；9、備投裝置備投邏輯設(shè)計(jì)不合理，低壓側(cè)故障后，未閉鎖備自投裝置；10、蓄電池運(yùn)行環(huán)境溫差大。11、加強(qiáng)站用交、直流電源系統(tǒng)維護(hù)防止站用交流電源失電六、2021年110kV***變電站發(fā)生饋線支路ABC相間短路,饋線開關(guān)不跳閘,站用交流進(jìn)線開關(guān)不跳閘,站變過流保護(hù)越級(jí)動(dòng)作,不閉鎖380V備自投動(dòng)作切換，造成全站站用交流電源失電。事故原因：1、開關(guān)在ABC相間短路故障后熱磁保護(hù)動(dòng)作曲線與站變保護(hù)沒有配合，無法及時(shí)隔離故障；2、站變過流保護(hù)越級(jí)動(dòng)作跳閘后，380V備自投切換擴(kuò)大了事故范圍。

事故分析過程：負(fù)荷短路站用變先于饋線開關(guān)動(dòng)作，I段母線失電，但故障點(diǎn)未排除，ATS切換#2站用變保護(hù)動(dòng)作，II段母線失電防止站用交流電源失電六、解決問題的核心解決開關(guān)隔離各種故障的能力問題。如解決好開關(guān)隔離各種故障的選擇性問題，那么站變過流保護(hù)、零序過流保護(hù)等就應(yīng)反響站用變壓器內(nèi)部故障，站變保護(hù)動(dòng)作應(yīng)閉鎖380V備自投。那么380V備自投的閉鎖、全站交流失電等問題就迎刃而解。防止站用交流電源失電六、廣東某局的解決方法1：加裝保護(hù)CT，在控制算法中參加過流保護(hù)和零序保護(hù)，先于變壓器保護(hù)跳開交流電源的進(jìn)線開關(guān)或閉鎖ATS防止站用交流電源失電六、解決方法2：參加站用變保護(hù)閉鎖ATS信號(hào)當(dāng)站用變保護(hù)，閉鎖ATS。防止站用直流電源失電七、現(xiàn)狀：前述變電站失壓發(fā)現(xiàn)后備電源的蓄電池都沒有有效的保障蓄電池后備帶載。解決問題的核心解決交流故障時(shí)站用電源系統(tǒng)、蓄電池延續(xù)向母線供電的能力。如解決好蓄電池滿足設(shè)計(jì)容量，使運(yùn)行中的蓄電池通過日常維護(hù)、核容等措施來保障蓄電池的容量，全站直流失電等問題就迎刃而解。解決方法有：1、按規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)交、直流系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電測試。2、或者通過專業(yè)維護(hù)團(tuán)隊(duì)對(duì)交、直流系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)、蓄電池進(jìn)行核對(duì)性放電測試。以保障系統(tǒng)以最優(yōu)的狀態(tài)運(yùn)行下一步工作管理手段：開展站用交、直流電源系統(tǒng)設(shè)備問題排查及整治；完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高標(biāo)準(zhǔn)；把好移交驗(yàn)收關(guān)，實(shí)現(xiàn)零缺陷移交；加強(qiáng)站用電源班組建設(shè)，提高檢修能力通過引入專業(yè)電源廠家配合維護(hù)、檢修技術(shù)手段：按規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)蓄電池核對(duì)性放電工作問題，提高蓄電池組的運(yùn)行可靠性；用技術(shù)手段解決蓄電池組在線監(jiān)測、在線核容的平安便捷性問題；采用新技術(shù)、方法，解決現(xiàn)有直流系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集分析工作量大的問題；交流電源系統(tǒng)常見的故障處理八、序號(hào)故障現(xiàn)象常見原因解決方法1交流監(jiān)控通信中斷通訊線接、電源線觸不良、監(jiān)控?fù)p壞、通訊地址不對(duì)、裝置未上電檢查通訊線有無松動(dòng)，判斷監(jiān)控器是否損壞，檢查通訊地址、波特率等，裝置有無上電。2交流過負(fù)荷負(fù)載電流超過設(shè)定值、系統(tǒng)短路、保護(hù)定值過低排查系統(tǒng)是否負(fù)載過大，檢查監(jiān)控裝置CT定值是否正常3交流母線故障交流母線短路，過載、接地，進(jìn)線空開跳閘檢查系統(tǒng)有無短路、過載等導(dǎo)致進(jìn)線空開跳閘現(xiàn)象，故障排查后將進(jìn)線開關(guān)復(fù)位。4交流零序過流動(dòng)作回路接地、保護(hù)定值過低、負(fù)載嚴(yán)重不平衡排查線路短路及接地現(xiàn)象，檢查保護(hù)定值設(shè)置是否合理、。5交流裝置動(dòng)作監(jiān)控裝置產(chǎn)生邏輯動(dòng)作/裝置重新上電狀態(tài)位，通過復(fù)位鍵信號(hào)復(fù)歸交流電源系統(tǒng)常見的故障處理八、交流電源系統(tǒng)常見的故障處理八、6交流裝置故障裝置電源松動(dòng)或者裝置損壞/裝置失電檢查電源、更換監(jiān)控裝置，裝置重新上電7交流母線電壓異常

母線電壓過欠壓，缺相，失電，母線電壓采樣保險(xiǎn)損壞

查看裝置的各項(xiàng)電壓采集是否正常，查看采樣保險(xiǎn)是否熔斷，檢查進(jìn)線電壓是否正常,ATS觸點(diǎn)是否有斷電缺相等8交流電源2電壓異常

交流進(jìn)線#1電壓過欠壓，缺相，失電，母線電壓采樣保險(xiǎn)損壞，交流參數(shù)設(shè)置不正確9交流電源1電壓異常

交流進(jìn)線#2電壓過欠壓，缺相，失電，母線電壓采樣保險(xiǎn)損壞，交流參數(shù)設(shè)置不正確10交流閉鎖切換狀態(tài)任意交流進(jìn)線開關(guān)因短路、接地、過載等導(dǎo)致進(jìn)線開關(guān)脫扣查看系統(tǒng)是否存在短路現(xiàn)象導(dǎo)致進(jìn)線開關(guān)跳閘，找出問題點(diǎn)后復(fù)位開關(guān)即可11饋線開關(guān)跳閘回路有無短路、過載導(dǎo)致饋線空開跳閘現(xiàn)象。檢查回路回路有無短路、過載導(dǎo)現(xiàn)象故障排查后將進(jìn)線開關(guān)復(fù)位。交流電源系統(tǒng)常見的故障處理八、備自投裝置：

ATS、斷路器〔備自投開關(guān)〕建議一個(gè)月內(nèi)模擬動(dòng)作切換一次，便于檢測備自投裝置備投性能及ATS的投切功能等

注：檢查防止發(fā)生兩站用變并列運(yùn)行的情況發(fā)生故障排查：故障排查需要我們根據(jù)設(shè)備圖紙資料，分析原理，厘清回路，分段或分方向性的根據(jù)故障現(xiàn)象排查缺陷直至缺陷處理。直流電源系統(tǒng)常見的故障處理九、序號(hào)故障現(xiàn)象常見原因解決方法1直流母線過壓充電機(jī)輸出電壓過高/電池電壓過高/監(jiān)控保護(hù)設(shè)定值太低設(shè)置充電機(jī)的輸出電壓/檢查電池過壓的原因/設(shè)置正確的保護(hù)定值/更換采樣保險(xiǎn)。2直流母線欠壓充電機(jī)輸出電壓過低/電池電壓過低/監(jiān)控保護(hù)設(shè)定值太高/采樣保險(xiǎn)燒毀設(shè)置充電機(jī)的輸出電壓/檢查電池欠壓的原因/設(shè)置正確的保護(hù)定值/更換采樣保險(xiǎn)。3蓄電池欠壓電池開關(guān)被分開/電池欠壓/充電機(jī)輸出電壓過低合上電池開關(guān)/查找電池欠壓的原因/設(shè)置監(jiān)控上的充電參數(shù)。4直流母線電壓不平衡饋線空開接地/母線接地/設(shè)定值不正確查看觸摸屏饋線菜單，找出接地的之路。5直流充電模塊故障模塊故障/輸入電壓過低過高更換充電模塊/調(diào)整交