直流系统检修和反措培训

直流系统检修和反措培训 第一部分 直流系统运行维护一 直流系统概述二 直流系统规范及常用规程三 直流系统的运行维护四 蓄电池的运行维护五 充电装置的运行维护六 直流系统的巡视第二部分 故障处理一 蓄电池的常见异常及故障处理二 直流系统常见异常及故障处理 第三部分 直流设备检修一 蓄电池更换 二 充电装置更换 三 直流屏更换 四 直流系统检修作业指导书 第四部分 直流系统反事故措施 一 直流系统的作用及重要性 在发电厂和变电站中 为了给控制回路 信号回路 继电保护和自动装置及事故照明等回路提供电源 一般均设有独立的电源 这个电源称为操作电源 操作电源在变电站设备管理划分中属于二次设备的附属设备 但其的作用和重要性可关系到整个电网和设备的安全运行 一旦操作电源出现故障或失去操作电源 运行中的电网和设备将处于极不安全的状态 甚至会造成事故和扩大事故 因此每个变电站都必须设有独立的操作电源 操作电源可以是直流 也可以是交流 由于蓄电池是一种可逆电源 它具有安全可靠 电压稳定 供电方便等优点 而且不受交流系统故障的影响 因此目前仍被广泛地应用在各种发电厂和变电站中 一 直流系统的作用及重要性 直流系统的可靠与否 对变电站的安全运行起着至关重要的作用 是变电站安全运行的保证 直流电源系统是电网设备的重要组成部分 其安全可靠性直接关系到整个电网和设备的安全 稳定运行 但长期以来由于受体制 管理方式的影响 直流电源系统在设备配置 选型 运行维护 检修 故障处理 技术监督 预防事故措施等方面工作开展不平衡 不利于直流电源系统整体装备水平和规范化管理水平的提高 直流系统的构成 变电所内的直流系统一般由蓄电池 充电设备 直流屏 直流负荷等构成 我国应用过 磁放大式直流电源 硅整流电容器储能直流电源 复式整流直流电源 蓄电池组直流电源 目前以蓄电池组直流电源应用最为广泛 蓄电池组直流电源的构成1 蓄电池蓄电池是一种化学能源 它能把电能转变为化学能并储存起来 目前 广泛使用的是铅酸蓄电池 以GGF型防酸隔爆式铅酸蓄电池和GFM型阀控式密封铅酸蓄电池两种类型最为普遍2 充电设备充电设备用于对蓄电池的充电和浮充电 普遍使用的是硅整流装置 当前已普遍采用高频开关电源 高频开关电源具有稳压 稳流精度高 体积小 效率高 输出纹波及谐波失真小 自动化程度高 可以热插拔 具有N 1备份 便于运行维护等优点 直流电源设备的发展 在上个世纪90年代初 我国电力工业得到迅速发展 大机组 高电压 跨区域大电网相继出现和形成 随着电网一次设备保护双重化 保护下放和高压断路器操作机构双分闸线圈的配置以及无人值班变电站的技术发展 需要提供与其相适应 相匹配的可靠性高 故障率低 运行维护工作量少的直流电源设备 而当时直流电源设备却仍然处在技术水平低 装备落后的状态 设备可靠性差 故障率高 运行维护工作量大 直流电源设备形式多样 种类繁杂 直流供电网络接线不规范 直流回路保护处于熔断器 交流断路器和交直流两用断路器及直流断路器混合使用现象十分普遍 造成直流回路保护电器级差配合不合理 动作选择性差等问题 直流电源系统的现状不能满足电网安全运行的要求 直流电源设备的发展 为了扭转这种被动局面 尽快完善和提高变电站直流电源设备的规范化设计和可靠性的提高 1991年9月原电力工业部组织开展电力系统用直流电源典型设计和样机研制工作 1992年完成了直流电源典型设计和 GZD 样机的研制及型式试验工作 1993年完成了 GZD 产品的技术鉴定和推广工作 随着阀控蓄电池的出现和电子元器件的发展 1995年完成了 GZDW 微机控制直流电源柜技术条件和设计方案的审查工作 提出了自动化运行过程曲线图 并确定了一系列整定参数 目的是为满足无人值班的要求 1998年随着高频开关电源的出现和阀控蓄电池的大量广泛使用 效率高 体积小 稳流稳压精度高 功能完善 使的 GZD GZDW 直流电源装置又进入了崭新时代 直流电源设备规程标准的修订情况 随着直流电源系统设备的发展 其相关的技术标准 规程未进行及时的修订 不能满足设备的运行维护要求和技术指导作用 为了提高直流电源系统设备的制造质量 规范系统设备配置和系统接线 全面提升变电站直流电源系统设备的安全运行水平和自动化程度 国家和行业及国家电网公司近几年相继颁布了一系列直流相关规程 标准 规范及反措等文件 直流系统常用规范 目前已颁布执行的直流电源设备规程标准有 1 国家标准有 GB T13337 1 1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件 GB50172 92 电气安装工程蓄电池施工及验收规范 直流系统常用规范 2 行业标准有 DL T637 1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件 DL T459 2000 电力系统直流电源柜订货技术条件 DL T724 2000 电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 DL T5120 2000 小型电力工程直流系统设计规程 DL T781 2001 电力用高频开关整流模块 DL T856 2004 电力用直流电源监控装置 DL T857 2004 发电厂 变电站蓄电池用整流逆变设备技术条件 DL T5044 2004 电力工程直流系统设计技术规程 3 国家电网公司标准规范 国家电网生 2004 634号 直流电源系统技术标准 国家电网生 2004 641号 预防直流电源系统事故措施 国家电网生 2005 172号 直流电源系统运行管理规范 国家电网生 2005 173号 直流电源系统设备检修规范 国家电网生 2005 174号 直流电源系统技术监督规定 国家电网生 2005 400号 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 国家电网生 2006 51号 变电站直流电源系统技术改造指导意见 国家电网生 2006 57号 直流电源系统评价标准 试行 山东电力集团公司企业标准Q GDW061170301 2009 变电站直流电源系统技术标准 当前直流系统维护存在的主要问题 1 直流设备运行维护中存在的主要问题 生产厂家多 型号杂 产品质量参差不齐 检修维护技术不易掌握 变电站直流设备长期带电运行 操作少 致使部分工作人员在故障处理 运行操作等方面显得技术生疏 不能得心应手 城 农网改造后 新产品 新设备 新技术在电力系统直流设备得到广泛应用 但相应培训工作没跟上 人员的专业素质还跟不上技术发展的步伐 对直流设备的运行维护存在认识上的误区 认为充电设备是全自动的 阀控式密封铅酸蓄电池是免维护的 所以就不加维护 直流设备长期没人检查 没人维护 对直流设备存在的缺陷没有及时发现 从而给整个系统的安全运行留下了隐患 2 蓄电池运行维护中存在的主要问题 阀控密封铅酸蓄电池正常运行时 浮充电压过高或过低 浮充电压设置过低 会造成蓄电池充电不足 使电池极板硫化而缩短电池寿命 浮充电压设置过高 电池将长期处于过充电状态 是电池的隔板 极板等由于电解氧化而遭破坏 造成电池板栅腐蚀加速 活性物质松动 而使电池失效 均充过于频繁 蓄电池过充电 当蓄电池过充时 电池内部生成气体的速率将超过电池吸收气体的速率 电池内气压将提高 气体从安全阀排出 造成电解液减少或干枯 水分的过量损耗 将使蓄电池的使用寿命提前终止 阀控密封铅酸蓄电池的最佳运行环境温度为25 有的蓄电池室的温度没有装设空调 将会直接影响蓄电池的使用寿命 环境温度一旦超过25 只要温度每升高10 蓄电池的使用寿命就会减少一半 当蓄电池组在运行中发生一只或几只蓄电池损坏时 有将不同容量 不同厂家或同一厂家容量相同但批次不同的蓄电池替换上串接使用的情况 这样就造成了同一组蓄电池中两种性能不同的蓄电池互为影响 更加速了蓄电池的老化和使用性能 新阀控密封铅酸蓄电池组购买后 因种种原因未能及时安装使用 超过存放期限又没有按要求进行及时补充电 造成蓄电池组在投运后 轻者在浮充运行时 会出现电压偏差较大 超过平均值 0 05V 的故障 重者存放时间过长 蓄电池极板硫化严重或完全失效 造成蓄电池组的寿命提前终止 我们经常会碰到蓄电池组中一只或几只蓄电池损坏情况 这时我们可以将损坏蓄电池摘除 在保证总电压的前提下 系统仍可以正常运行 但有时我们往往忽略了需要同时降低蓄电池的相应均浮充电压设置参数 长期运行容易造成蓄电池过充 2 直流系统参数的设置 要保障直流系统的准确 安全 可靠的运行 直流系统内各设备参数设置是否准确合理至关重要 但现在部分变电站往往完全依靠厂家进行各种参数的设置 而未按相关规程要求进行严格检查设定 这样直流系统将不能准确报警 合理的管理蓄电池 现在大部分直流设备的运行参数不像继电保护定值那样严格 而且没有专门针对各种直流设备的定值单或者通用的定值参数单 1 交流输入电压波动范围不超过 10 15 交流输入电压不对称度不超过5 2 直流过压 欠压的整定值 通常设为额定电压的 10 3 绝缘水平整定值 220V直流系统两极对地电压绝对值差超过40V或绝缘降低到25K 以下 视为直流系统接地 48V直流系统任一极对地电压有明显变化时 应视为直流系统接地 1 具备两组蓄电池的直流系统应采用母线分段运行方式 每段母线应分别采用独立的蓄电池组供电 并在两段直流母线之间设联络开关或刀闸 正常运行时该联络开关或刀闸应处于断开位置 在合联络开关或刀闸之前 应首先测量两段直流母线的电压 若有比较大的差异 不得合此开关或刀闸 以防造成环流冲击影响正常运行 母线并列只能通过母线联络开关或刀闸进行 严禁通过馈线的联络开关并列母线 三 直流设备的运行与维护 2 直流电源系统保护电器的选择和级差配合直流熔断器和空气断路器应采用质量合格的产品 其熔断体或定值应按有关规定分级配置和整定 并定期进行核对 防止因其不正确动作而扩大事故 目前运行中直流电源系统采用的保护电器是多型号 多厂家 多组合的被动局面 这给直流电源系统的保护级差配合带来了一定的难度 一旦级差配合无选择性 其后果不堪设想 可能引发或导致全站失压或扩大电网事故 目前运行中的直流电源系统如何选择保护电器 以及合理配置保护电器的级差和动作选择性的确定 是直流电源系统存在的主要问题和棘手解决的问题 在直流电源系统新设备投运前性能评价中对直流屏主要元器件保护电器的检查中 强调其性能和级差及选择性应符合 直流电源系统管理规范 和 DL T5044 2004电力工程直流系统设计技术规程 以下简称新直规 及 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 等相关规定 三 直流设备的运行与维护 3 直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用 尤其不应在空气断路器的上级使用熔断器 防止在回路故障时失去动作选择性 由于交直流两用断路器质量差异较大 应慎重选用 当使用交直流两用断路器时 其性能既应满足开断直流回路短路电流的要求 还应满足动作选择性的要求 空气断路器与熔断器混合保护的级差配合比较困难 由于无时限的空气断路器的脱扣速度基本不变 而熔断器的动作具有反时限特性 电流越大 动作速度就越短 无论空气断路器安装在熔断器之前或之后 总在某些短路电流值范围内会出现失去动作选择性 因此 应尽量避免这种组合保护方式 三 直流设备的运行与维护 4 严禁直流回路使用交流空气断路器 据调查 部分制造厂和用户还存在直流回路使用交流空气断路器问题 给运行带来了较大的安全隐患 由于交流电弧与直流电弧具有不同的灭弧机理 决定了交流和直流空气断路器的灭弧室具有根本的差异 交流空气断路器不具备熄灭直流短路电弧的能力 因此 直流回路中严禁使用交流空气断路器 试验和运行实践都证明了交流断路器的分断能力仅为直流断路器的分断能力的1 5 1 8 额定电流分断时 直流电弧引起烧坏触头现象时有发生 全分断时间的不确定性 也是级差配合中的难题 三 直流设备的运行与维护 1 蓄电池的种类 蓄电池组主要分一下三种 防酸蓄电池 镉镍蓄电池 阀控蓄电池 四 蓄电池运行维护 一 防酸蓄电池组的运行与维护1 防酸蓄电池组正常应以浮充电方式运行 使蓄电池组处于额定容量状态 浮充电流的大小应根据所使用