浅析高港泵站直流系统的运行维护及故障处理

蔡亚琴++钱华清++陈擎环

摘 要：直流系统是大型泵站重要的电源系统，为工程设备提供稳定可靠的工作电源，用于控制、保护、信号、事故照明和应急消防等。直流系统是浮空制的不接地系统，如果发生母线绝缘不良等接地故障，可能引起保护装置误动、拒动，从而造成重大事故。该文了阐述了高港泵站直流系统的情况介绍、日常维护以及故障案列处理方法，为泵站现场运行和检修人员迅速有效地应对直流系统故障提供参考。

关键词：泵站 直流系统 维护 故障处理

中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系统介绍

直流电源系统是高港泵站二次系统的重要组成部分，由程控高频开关整流模块、可编程控制器（PLC）、蓄电池组、绝缘监视装置、蓄电池自动监测装置、母线电压自动调节装置、触摸屏、预告信号装置等组成，电气原理框图见图1。铅酸蓄电池采用德国阳光胶体dryfit A412/180AH免维护蓄电池，电池组电压243 V左右。高港泵站直流电源系统主要用于主变、站变、主机的控制和保护，断路器手车的储能，主机快速闸门的控制，闸门抱闸电磁铁的吸合，主机励磁可控硅、电磁闭锁、逆变器、控制楼的事故照明和应急消防等，它的可靠性直接影响整个大型泵站工程的安全运行和工程效益的充分发挥。实际运行过程中，直流系统故障引起保护的误动或拒动，严重威胁到设备的安全运行，甚至出现特别严重的安全事故。因此加强直流系统的运行维护，快速进行直流系统故障处理，及时消除故障隐患，从而保证大型泵站的安全运行至关重要。

2 直流系统运行维护

直流系统运行维护的内容如下：

（1）对充电整流器进行电压测量，检查输入输出端子连接是否紧固、模块与底座连接处有无发热氧化现象、散热风扇工作是否正常及模块与PLC通讯情况，及时清除模块内部粉尘。

（2）检查PLC、触摸屏运行状态，以及与扩展模块的通讯和连接情况，及时更新PLC程序。

（3）检查系统各功能控制器、采样传感器、继电器、主接触器外形、温度及运行情况是否正常。

（4）检查系统充放电功能，每年做一次电池的充放电试验，记录单体电池电压、总电压、充放电电流并存档。发现电池性能不符合要求应及时处理。

（5）检查进线电源双回路自动切换功能、保护报警功能是否正常。

（6）在巡视中应检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱和安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池温度是否过高等。

（7）根据现场实际情况，应定期一个月对蓄电池组做外壳清洁工作，记录单个电池端电压，以及电池组总电压、充电电压、充电电流、母线电压。

3 直流系统故障处理

直流系统常见的故障有系统失电、绝缘不良报警等接地故障、熔断器熔断等，具体故障案列及处理方法如下：

（1）直流系统失电的原因是多方面的，比如无交流电输入、元器件损坏、接触不良等，造成的后果是所有电气设备必须停止运行。2007年11月15日我站在进行所变、站变倒电切换操作中发现直流系统全部失电（当时交流电输入已被切断），无法进行高压断路器的储能、控制和倒闸操作。处理方法是：首先用万用表测量蓄电池组两端的电压，电压显示240 V左右，说明蓄电池组联接正常，单体电池性能良好。然后沿着蓄电池组放电回路依次检查输出电压，发现电池输出总开关QF31进线端、出线端皆有电压显示，而负载总开关1和负载总开关2进线端均无电压显示，说明问题出在QF31空气开关至负载总开关这一段电缆上。最后通过拆线检查，发现QF31空气开关出线端端子压在电缆皮上造成接触不良，对电缆进行处理后进行了重新联接，直流系统工作正常，故障排除。

（2）直流系统常见接地故障有绝缘不良、一点接地、多点接地等，产生的原因有设备损坏、天气原因引起设备及端子受潮、电缆表皮由于振动和碰撞产生绝缘破损、裸露金属积有灰尘、控制电缆的接头遇到渗漏油的侵蚀、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信号、照明部分后操作部分、先室外后室内、先负荷后电源为原则，采取拉路寻找、分路处理的办法。具体处理方法有拉回路法和仪器定位法。使用拉回路法切断各直流回路时，切断时间不得超过3 s，不论故障报警信号是否消除均应合上。当发现接地在某一回路，有环路的应先解环，再采用取熔丝（保险）及拆端子的办法，直至找到故障点并消除为止。我站2012年4月某日凌晨4点多，值班人员听到报警声，现场发现是直流系统灯光音响信号报警，检查触摸屏报警信息为正母线绝缘不良故障。通过对合闸母线和控制母线上的分路负载进行拉路检查，确定了绝缘故障在10 kV控母这一路负载开关，10 kV控母下有9台主机、站变、所变及10 kV进线开关柜控制电源12路负载，再采取拔熔丝的方法对每一路负载进行检查判断，最终锁定故障在7#主机高压控制柜。通过拆除高压柜内正母线（线号201）端子上的所有控制线，逐根排查发现：安装在7#主机外壳上紧急停机按钮控制线电缆接头由于透平油的侵蚀与零电位的电机外壳接触导致正母线绝缘不良故障。处理措施：拆开绝缘不良的正母线控制电缆两头，对其重新进行连接和绝缘处理，防止控制电缆再与接地机壳直接接触，故障消除。

4 结语

直流系统作为十分重要的电源系统，在泵站日常运行中要加强巡查，及时发现系统的安全隐患。发现故障要及时排查、处理，对于一时无法处理的系统故障，要做好汇报和记录工作，以确保直流系统的安全运行。

参考文献

[1] 毛伟昕.直流系统接地故障检测方法比较[C]//第十届全国煤矿自动化学术年会论文集，2000.

[2] 荣晓松，陈磊.变电站直流系统的优化[J].硅谷，2011（15）.endprint

摘 要：直流系统是大型泵站重要的电源系统，为工程设备提供稳定可靠的工作电源，用于控制、保护、信号、事故照明和应急消防等。直流系统是浮空制的不接地系统，如果发生母线绝缘不良等接地故障，可能引起保护装置误动、拒动，从而造成重大事故。该文了阐述了高港泵站直流系统的情况介绍、日常维护以及故障案列处理方法，为泵站现场运行和检修人员迅速有效地应对直流系统故障提供参考。

关键词：泵站 直流系统 维护 故障处理

中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系统介绍

直流电源系统是高港泵站二次系统的重要组成部分，由程控高频开关整流模块、可编程控制器（PLC）、蓄电池组、绝缘监视装置、蓄电池自动监测装置、母线电压自动调节装置、触摸屏、预告信号装置等组成，电气原理框图见图1。铅酸蓄电池采用德国阳光胶体dryfit A412/180AH免维护蓄电池，电池组电压243 V左右。高港泵站直流电源系统主要用于主变、站变、主机的控制和保护，断路器手车的储能，主机快速闸门的控制，闸门抱闸电磁铁的吸合，主机励磁可控硅、电磁闭锁、逆变器、控制楼的事故照明和应急消防等，它的可靠性直接影响整个大型泵站工程的安全运行和工程效益的充分发挥。实际运行过程中，直流系统故障引起保护的误动或拒动，严重威胁到设备的安全运行，甚至出现特别严重的安全事故。因此加强直流系统的运行维护，快速进行直流系统故障处理，及时消除故障隐患，从而保证大型泵站的安全运行至关重要。

2 直流系统运行维护

直流系统运行维护的内容如下：

（1）对充电整流器进行电压测量，检查输入输出端子连接是否紧固、模块与底座连接处有无发热氧化现象、散热风扇工作是否正常及模块与PLC通讯情况，及时清除模块内部粉尘。

（2）检查PLC、触摸屏运行状态，以及与扩展模块的通讯和连接情况，及时更新PLC程序。

（3）检查系统各功能控制器、采样传感器、继电器、主接触器外形、温度及运行情况是否正常。

（4）检查系统充放电功能，每年做一次电池的充放电试验，记录单体电池电压、总电压、充放电电流并存档。发现电池性能不符合要求应及时处理。

（5）检查进线电源双回路自动切换功能、保护报警功能是否正常。

（6）在巡视中应检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱和安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池温度是否过高等。

（7）根据现场实际情况，应定期一个月对蓄电池组做外壳清洁工作，记录单个电池端电压，以及电池组总电压、充电电压、充电电流、母线电压。

3 直流系统故障处理

直流系统常见的故障有系统失电、绝缘不良报警等接地故障、熔断器熔断等，具体故障案列及处理方法如下：

（1）直流系统失电的原因是多方面的，比如无交流电输入、元器件损坏、接触不良等，造成的后果是所有电气设备必须停止运行。2007年11月15日我站在进行所变、站变倒电切换操作中发现直流系统全部失电（当时交流电输入已被切断），无法进行高压断路器的储能、控制和倒闸操作。处理方法是：首先用万用表测量蓄电池组两端的电压，电压显示240 V左右，说明蓄电池组联接正常，单体电池性能良好。然后沿着蓄电池组放电回路依次检查输出电压，发现电池输出总开关QF31进线端、出线端皆有电压显示，而负载总开关1和负载总开关2进线端均无电压显示，说明问题出在QF31空气开关至负载总开关这一段电缆上。最后通过拆线检查，发现QF31空气开关出线端端子压在电缆皮上造成接触不良，对电缆进行处理后进行了重新联接，直流系统工作正常，故障排除。

（2）直流系统常见接地故障有绝缘不良、一点接地、多点接地等，产生的原因有设备损坏、天气原因引起设备及端子受潮、电缆表皮由于振动和碰撞产生绝缘破损、裸露金属积有灰尘、控制电缆的接头遇到渗漏油的侵蚀、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信号、照明部分后操作部分、先室外后室内、先负荷后电源为原则，采取拉路寻找、分路处理的办法。具体处理方法有拉回路法和仪器定位法。使用拉回路法切断各直流回路时，切断时间不得超过3 s，不论故障报警信号是否消除均应合上。当发现接地在某一回路，有环路的应先解环，再采用取熔丝（保险）及拆端子的办法，直至找到故障点并消除为止。我站2012年4月某日凌晨4点多，值班人员听到报警声，现场发现是直流系统灯光音响信号报警，检查触摸屏报警信息为正母线绝缘不良故障。通过对合闸母线和控制母线上的分路负载进行拉路检查，确定了绝缘故障在10 kV控母这一路负载开关，10 kV控母下有9台主机、站变、所变及10 kV进线开关柜控制电源12路负载，再采取拔熔丝的方法对每一路负载进行检查判断，最终锁定故障在7#主机高压控制柜。通过拆除高压柜内正母线（线号201）端子上的所有控制线，逐根排查发现：安装在7#主机外壳上紧急停机按钮控制线电缆接头由于透平油的侵蚀与零电位的电机外壳接触导致正母线绝缘不良故障。处理措施：拆开绝缘不良的正母线控制电缆两头，对其重新进行连接和绝缘处理，防止控制电缆再与接地机壳直接接触，故障消除。

4 结语

直流系统作为十分重要的电源系统，在泵站日常运行中要加强巡查，及时发现系统的安全隐患。发现故障要及时排查、处理，对于一时无法处理的系统故障，要做好汇报和记录工作，以确保直流系统的安全运行。

参考文献

[1] 毛伟昕.直流系统接地故障检测方法比较[C]//第十届全国煤矿自动化学术年会论文集，2000.

[2] 荣晓松，陈磊.变电站直流系统的优化[J].硅谷，2011（15）.endprint

摘 要：直流系统是大型泵站重要的电源系统，为工程设备提供稳定可靠的工作电源，用于控制、保护、信号、事故照明和应急消防等。直流系统是浮空制的不接地系统，如果发生母线绝缘不良等接地故障，可能引起保护装置误动、拒动，从而造成重大事故。该文了阐述了高港泵站直流系统的情况介绍、日常维护以及故障案列处理方法，为泵站现场运行和检修人员迅速有效地应对直流系统故障提供参考。

关键词：泵站 直流系统 维护 故障处理

中图分类号：TV675 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0070-01

1 直流系统介绍

直流电源系统是高港泵站二次系统的重要组成部分，由程控高频开关整流模块、可编程控制器（PLC）、蓄电池组、绝缘监视装置、蓄电池自动监测装置、母线电压自动调节装置、触摸屏、预告信号装置等组成，电气原理框图见图1。铅酸蓄电池采用德国阳光胶体dryfit A412/180AH免维护蓄电池，电池组电压243 V左右。高港泵站直流电源系统主要用于主变、站变、主机的控制和保护，断路器手车的储能，主机快速闸门的控制，闸门抱闸电磁铁的吸合，主机励磁可控硅、电磁闭锁、逆变器、控制楼的事故照明和应急消防等，它的可靠性直接影响整个大型泵站工程的安全运行和工程效益的充分发挥。实际运行过程中，直流系统故障引起保护的误动或拒动，严重威胁到设备的安全运行，甚至出现特别严重的安全事故。因此加强直流系统的运行维护，快速进行直流系统故障处理，及时消除故障隐患，从而保证大型泵站的安全运行至关重要。

2 直流系统运行维护

直流系统运行维护的内容如下：

（1）对充电整流器进行电压测量，检查输入输出端子连接是否紧固、模块与底座连接处有无发热氧化现象、散热风扇工作是否正常及模块与PLC通讯情况，及时清除模块内部粉尘。

（2）检查PLC、触摸屏运行状态，以及与扩展模块的通讯和连接情况，及时更新PLC程序。

（3）检查系统各功能控制器、采样传感器、继电器、主接触器外形、温度及运行情况是否正常。

（4）检查系统充放电功能，每年做一次电池的充放电试验，记录单体电池电压、总电压、充放电电流并存档。发现电池性能不符合要求应及时处理。

（5）检查进线电源双回路自动切换功能、保护报警功能是否正常。

（6）在巡视中应检查蓄电池的单体电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，极柱和安全阀周围是否有酸雾溢出，绝缘电阻是否下降，蓄电池温度是否过高等。

（7）根据现场实际情况，应定期一个月对蓄电池组做外壳清洁工作，记录单个电池端电压，以及电池组总电压、充电电压、充电电流、母线电压。

3 直流系统故障处理

直流系统常见的故障有系统失电、绝缘不良报警等接地故障、熔断器熔断等，具体故障案列及处理方法如下：

（1）直流系统失电的原因是多方面的，比如无交流电输入、元器件损坏、接触不良等，造成的后果是所有电气设备必须停止运行。2007年11月15日我站在进行所变、站变倒电切换操作中发现直流系统全部失电（当时交流电输入已被切断），无法进行高压断路器的储能、控制和倒闸操作。处理方法是：首先用万用表测量蓄电池组两端的电压，电压显示240 V左右，说明蓄电池组联接正常，单体电池性能良好。然后沿着蓄电池组放电回路依次检查输出电压，发现电池输出总开关QF31进线端、出线端皆有电压显示，而负载总开关1和负载总开关2进线端均无电压显示，说明问题出在QF31空气开关至负载总开关这一段电缆上。最后通过拆线检查，发现QF31空气开关出线端端子压在电缆皮上造成接触不良，对电缆进行处理后进行了重新联接，直流系统工作正常，故障排除。

（2）直流系统常见接地故障有绝缘不良、一点接地、多点接地等，产生的原因有设备损坏、天气原因引起设备及端子受潮、电缆表皮由于振动和碰撞产生绝缘破损、裸露金属积有灰尘、控制电缆的接头遇到渗漏油的侵蚀、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上等。接地故障查找以先信号、照明部分后操作部分、先室外后室内、先负荷后电源为原则，采取拉路寻找、分路处理的办法。具体处理方法有拉回路法和仪器定位法。使用拉回路法切断各直流回路时，切断时间不得超过3 s，不论故障报警信号是否消除均应合上。当发现接地在某一回路，有环路的应先解环，再采用取熔丝（保险）及拆端子的办法，直至找到故障点并消除为止。我站2012年4月某日凌晨4点多，值班人员听到报警声，现场发现是直流系统灯光音响信号报警，检查触摸屏报警信息为正母线绝缘不良故障。通过对合闸母线和控制母线上的分路负载进行拉路检查，确定了绝缘故障在10 kV控母这一路负载开关，10 kV控母下有9台主机、站变、所变及10 kV进线开关柜控制电源12路负载，再采取拔熔丝的方法对每一路负载进行检查判断，最终锁定故障在7#主机高压控制柜。通过拆除高压柜内正母线（线号201）端子上的所有控制线，逐根排查发现：安装在7#主机外壳上紧急停机按钮控制线电缆接头由于透平油的侵蚀与零电位的电机外壳接触导致正母线绝缘不良故障。处理措施：拆开绝缘不良的正母线控制电缆两头，对其重新进行连接和绝缘处理，防止控制电缆再与接地机壳直接接触，故障消除。

4 结语

直流系统作为十分重要的电源系统，在泵站日常运行中要加强巡查，及时发现系统的安全隐患。发现故障要及时排查、处理，对于一时无法处理的系统故障，要做好汇报和记录工作，以确保直流系统的安全运行。

参考文献

[1] 毛伟昕.直流系统接地故障检测方法比较[C]//第十届全国煤矿自动化学术年会论文集，2000.

[2] 荣晓松，陈磊.变电站直流系统的优化[J].硅谷，2011（15）.endprint