西霞院電站直流系統異常處理

崔培磊 翟冬毅 魯鋒 王秀

（黃河水利水電開發總公司，河南 濟源 459017）

西霞院電站位于小浪底下游16公里處，電站裝機容量4*35MW軸流轉漿式水輪發電機組，總裝機容量140MW，多年平均發電量5.8億千瓦時，2007年全部投產發電。電站設置1套直流系統，兩段分段運行。主要給機組自動控制系統、繼電保護裝置、事故照明、高壓開關操作等重要設備供電。投運以來，直流系統運行比較穩定。

一、西霞院直流系統組成

西霞院電站220V直流系統由2套浮充電裝置、1套充電裝置、2段直流負荷饋電盤、2組免維護蓄電池組組成，直流系統設有JYM-I直流系統絕緣監測裝置和PSM-E20直流監控裝置。220V直流系統供全廠控制、操作、保護、信號、事故照明用。

220V直流系統裝設2套微機絕緣監測裝置，2套裝在中控樓繼保室內直流屏上，監測直流屏和直流負荷屏上的所有饋線回路。

二、直流保護配置

充電浮充電裝置保護配置有過流、過壓、欠壓、缺相、三相不平衡，CPU自檢錯等報警；以及過流保護、短路保護功能。微機蓄電池電壓檢測儀保護配置有對單體電池電壓的上限、下限、反極性報警保護。220V直流電源系統裝設4套微機絕緣監測裝置，2套裝在中控樓繼保室內直流屏上，監測直流屏和直流負荷屏上的所有饋線回路；1套裝在1#發電機機旁直流配電屏上，監測1#～2#機旁直流配電屏上的所有饋線回路，另1套裝在3#發電機機旁直流配電屏上，監測3#～4#機旁直流配電屏上的所有饋線回路。4套微機絕緣監測裝置能夠相互通信，并帶有可與電站計算機監控系統通信的串行通信接口。

三、直流系統運行方式

（一）在交流電源正常供電的情況下，電站直流電源系統為浮充電運行方式，僅為直流經常負荷和沖擊負荷供電，浮充電壓控制在蓄電池型號要求的浮充電壓值，并按實際運行溫度自動調整。在交流事故停電的情況下，電站直流電源系統為蓄電池放電運行方式，負擔電站直流電源系統全部負荷。交流電源恢復后，采用恒壓限流充電方法對蓄電池組進行均衡充電。

（二）兩組蓄電池應相互獨立運行，不允許兩組蓄電池并聯運行。均充時，可以先對一組蓄電池進行充電，另一組接在母線上繼續帶負荷浮充運行，待第一組充足后再充第二組。兩組蓄電池均充足電后，系統轉入正常浮充電運行。

（三）為了防止兩組蓄電池并聯（形成環流），其中充電裝置出口開關3QF1、3QF2之間及主母線出口開關1QF3、QF和2QF3三者之間，均加有電氣閉鎖，即3QF1、3QF2中任一個開關合上，另一只開關則合不上；1QF3、QF和2QF3三者中任兩者投入，第三者則合不上。

四、故障現象及處理過程

（一）2018年4月4日，電站監控系統報公用I段直流母線異常。值班員現場查看發現公用I段直流絕緣監察裝置上有報警，報警支路為K116(8#機組直流負荷)對地電阻為17.1K歐，K307 對地電阻為18.3K歐。

（二）使用便攜式接地查找儀對繼保室一段220V直流系統直流接地 [1]故障檢查，經過確定為8#機機旁直流負荷屏1Q7支路（至機組測量屏電源）有接地，再用拉掉1Q7開關的方法進一步確認是1Q7支路接地，現在已拉掉該開關，上位機報公用一段直流母線絕緣降低[2]信號復歸。

（三）通過檢查8#機機組測量屏直流回路發現，在8#機測量屏內安裝的弱電防雷箱接地線與機組測量屏內直流220V負極接在一起，導致直流220V負極接地，將此兩線斷開，負極接地信號消失，8＃機機旁直流配電屏至機組測量屏直流電源開關1Q7已合上，值班人員聯系弱電防雷箱安裝人員進行整改。

五、原因分析

弱電防雷箱接地線與機組測量屏內直流220V負極接在一起是導致直流220V負極接地直接原因。其根本原因是弱電防雷箱安裝人員在工作過程中沒有認真核對接線，工作馬虎大意。在施工過程中，對設備接線不了解是造成此次事件的直接原因。另外，電站維護人員在與外來施工單位技術交底和現場作業監護存在薄弱環節。

六、經驗教訓

直流系統是我廠一個重要的組成部分，它要給繼電保護設備提供穩定可靠的直流電源，而繼電保護設備的安全穩定運行是保障電力設備安全和防止及限制電力系統長時間大面積停電的最基本也是最重要的技術手段。由于直流系統所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會加上環境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等，而不可避免發生直流系統接地。出現接地應該準確、迅速地找到接點并盡快消除，防止直流兩點接地而造成更嚴重的后果。