开闭站直流设备运行应注意的问题

电力18讯：    
北京电力朝阳供电公司  马晓东

北京电力朝阳供电公司运行人员在例行巡视某开闭站时，发现站内直流电源失电。经测量，蓄电池已完全耗尽。由于同类设备在北京电力朝阳供电公司使用较多，为此立即组织了分析。

通过检查，发现直流屏柜后进线电源的熔断器保护A、C相熔断，高频开关电源2#充电模块已失灵。技术人员会同生产厂家通过对高频开关电源2#充电模块的解体分析，内部桥式整流电路中有一只二极管短路，造成A、C相短接，使2#模块保护断路器掉闸（定值20 A）。同时柜后进线电源的熔断器保护A、C相熔断（定值40 A），使三个模块的进线电源完全失去。使电池失去充电电源，逐渐自放电耗尽。

通过分析，需解决以下几点问题。

该直流电源故障的直接原因是因为2#模块的桥式电路中有一只二极管短路。此二极管正常工作承受反向电压为400 V，厂家加压试验电压为1000 V，之所以击穿，一是质量不稳定，耐压下降。同时电网中有尖峰电压输入，也会影响整流电路。为避免电网中尖峰电压输入对整流电路的影响，在2#模块集成电路板上焊接了一些吸收元件，看来是远远不够的，应增加避雷器以提供泄压通道。同时由于目前的高频开关电源的监控装置，只能监测持续时间超过5 s的过电压输入，并记录在故障记录中，无法检测对持续时间极短的尖峰电压输入，建议生产厂家改进其功能，便于监测分析。

进一步分析，即使是2#模块故障，也只应跳2#模块断路器，不应使进线电源的熔断器保护熔断。可见，正是由于断路器和熔断器的配合没有做到选择性，造成了故障范围的扩大。通过对两者的配合曲线进行理论 及试验分析，断路器和熔断器各自的电流时间曲线已查到，在短路电流700～800 A之间，两者的动作时间已非常接近，800 A以上熔断器动作时间快于断路器。随后进行的一系列试验也验证了结论。鉴于熔断器本身产品参数的分散性很大，不易做到与下级断路器的精密配合，建议厂家今后不用熔断器和断路器的配合模式，改用断路器与断路器的配合模式，以与主网直流设备配置原则一致。

多年的运行实践表明，直流电源问题已是影响开闭站安全运行的重大因素，该事件由于运行人员巡视及时，及时处理，未酿成事故。但一旦因直流设备出问题，保护拒动，常常是其中一路馈线故障，造成开闭站半段母线停电，影响范围极大。对于一些特殊的，只能电动操作的设备，如果不能从进线侧取得电源，还有可能使本站设备无法操作，造成电源已送至本站进线，却无法进一步往下送的情况，延误了发电时间。一些开闭站直流设备已运行多年，无论是充电电源还是蓄电池本身均临近设备运行寿命，问题隐患加重。而目前的配电设备日益增加，仅以朝阳供电公司为例，2005年开闭站就投运20余座，运行人员数量却未增加，工作量也大。

建议对直流设备加装远程监控装置。由于目前开闭站正在配合加装远采装置，可以使用其通道，这种方式投资少，见效快。从长远规划来说，完备的开闭站 及各配电小区集中监控系统，在开闭站设集中通信管理单元，通过CAN现场工业总线网、RS485双绞线通信电缆实现对该开闭站及其所带的配电小区的集中监 控功能。将开关柜、直流屏的模拟量（电压、电流、有/无功功率、功率因数）、开关量（开关位置、已有的保护状态信息：速断/过流/零序等）信息收集并存储 在该开闭站控制室的集中监控计算机中，实现四遥功能。如果能实现，可以做到故障（包括直流故障）提早发现和处理。