查找和处理变电站站用交流与直流系统的故障时，必须考虑保证保护及自动装置的电源、调度通信电源、强油风冷变压器的冷却电源、充电装置电源的正常供电，以保证一次主设备和电力系统的安全运行。由于站用交流与直流系统所接负荷众多，处理不当往往会引起一次系统故障，甚至会造成人身伤亡，因此掌握站用交流与直流系统异常及故障处理是运行人员非常重要的工作。
教学目标
知识目标：
（1）熟悉变电站站用交流系统、直流系统运行的基本知识。
（2）熟悉站用交流系统、直流系统的异常及事故现象。
（3）掌握站用交流系统、直流系统异常及事故的处理流程和处理步骤。
能力目标：
（1）能说出变电站站用电系统运行的基本要求，区别站用交流系统、直流系统的正常运行、异常运行及事故运行状态。
（2）能正确写出站用交流系统、直流系统典型异常及事故的处理步骤。
（3）能在仿真机上熟练进行站用交流系统、直流系统的异常及事故处理。
素质目标：
（1）能主动学习，在完成任务过程中发现问题、分析问题和解决问题。
（2）能严格遵守专业相关规程标准及规章制度，与小组成员协商、交流配合，按标准化作业流程完成学习任务。
任务分析
（1）在熟悉变电站站用电系统的正常运行方式的基础上，能正确掌握站用电系统典型异常及事故状况的处理步骤，进行异常及事故处理。
（2）在熟悉变电站直流系统设备组成和正常运行方式的基础上，能正确掌握直流系统典型异常及事故的处理步骤，并进行相应的异常及事故处理。
相关知识
一、站用交流系统异常运行及故障现象
（一）站用交流系统一般常见异常及现象
1.电压异常及现象
交流380／220 V 三相四线制系统允许电压波动范围为（ ＋7%～－10%）×380 V，当超出范围时发信号。
（1）电压高。例如交流母线电压达425 V 时，报警，自动化信息显示“某变电站交流母线电压高”，遥测数据电压达到425 V。交流屏“交流母线电压高”光字牌亮，交流屏指示电压为425 V。系统母线电压高或站用变压器挡位选择低。
（2）电压低。例如交流母线电压达335 V 时，报警，自动化信息显示“某变电站交流母线电压低”，遥测数据电压达到335 V。交流屏“交流母线电压低”光字牌亮，交流屏指示电压为335 V。系统母线电压低或站用变压器挡位选择高。
2.其他异常现象
站用电失压，主变压器冷却电源失电，主变压器冷却器第一、第二电源故障等。
（二）站用交流系统设备异常分析
（1）电压高。一般站用380 V 交流母线电压允许过电压范围不超过＋10% （或＋7%），即418 V （或407 V）。电压高可能是变压器分接头位置不合理或系统电压高。
（2）电压低。一般站用380 V 交流母线电压允许过电压范围不超过－ 10% （或－7%），即342 V （或353 V）。电压低可能是变压器分接头位置不合理或系统电压低。
（三）站用低压配电屏支路故障现象
变电站站用负荷主要有远动屏、火灾报警、逆变电源、直流充电机、主变压器冷却风扇、断路器储能、事故照明、主变压器调压控制、照明箱等。有的支路二次开关跳闸，自动化信息报警；有的支路故障，二次开关跳闸，要结合巡视才能发现。
（四）站用变压器低压侧断路器跳闸现象
站用变压器低压侧断路器跳闸（或低压侧熔断器熔断）现象与站用电接线的形式有关，例如两台站用变压器同时工作，分别带380 V Ⅰ、Ⅱ段母线，分段断路器断开，其现象为：报警，自动化信息显示“站用电某段母线失电”，380 V 某段母线站用配电屏上各配电支路电流表、电压表显示为零。
（五）站用变压器故障现象
站用变压器故障，其故障现象与站用电接线的形式、站用变压器高压侧装设熔断器还是断路器以及有无备自投装置有关，例如两台站用变压器同时工作，分别带380 V Ⅰ、Ⅱ段母线，分段断路器断开，站用变压器高压侧采用断路器，配置两段式电流保护。
站用变压器故障现象为：报警，自动化信息显示某号站用变压器回路断路器闪烁，“某号站用变压器电流保护”动作，“站用电某段母线失压”，某号站用变压器回路表计读数为零，380 V 某段母线站用配电屏上各配电支路电流表为零，失压母线电压表读数为零。
（六）站用电全停故障现象
报警，自动化信息显示“站用电源Ⅰ、Ⅱ段母线失电”“机构储能电机失电”“直流母线电源异常”等报文信息。站用配电屏上各配电支路电流表、电压表显示为零，全站照明用电、站用电全失，事故照明亮。
二、站用交流系统异常及故障处理
1.站用交流系统设备异常处理
（1）电压高。汇报调度，调整变压器分接头位置；申请站用变压器停电，根据系统电压重新调整站用变压器分接头位置。
（2）电压低。汇报调度，调整变压器分接头位置；申请站用变压器停电，根据系统电压重新调整站用变压器分接头位置。
2.站用低压配电屏支路故障处理步骤
（1）到站用低压配电屏查找所跳闸的二次开关支路。
（2）断开该支路的所有下级二次开关。
（3）合上该支路二次开关，若再次跳闸说明该支路故障或支路二次开关故障，应立即上报缺陷，并联系检修人员进行检查。
（4）合上站用低压配电屏所跳闸的支路二次开关，正常后再逐一合上下级二次开关，同时检查二次开关容量配置是否符合配置标准。当合到某一下级二次开关时，站用低压配电屏支路二次开关再次跳闸时，应立即断开该二次开关。然后重新合上低压配电屏支路二次开关，逐一合上其他下级二次开关，上报缺陷并联系检修人员。
3.站用变压器低压断路器跳闸处理步骤
（1）断开失压的低压母线上各二次开关（或熔断器），检查该段母线上有无异常。
（2）若380 V 母线上无故障现象，合上站用变压器低压侧二次开关（或更换熔断器），试送母线成功后，逐条分路检查无异常后试送（先试送主干线，后送分支线）一次，以查出故障点。对于经检查有异常现象的分支，不能再投入运行。
（3）若发现母线上有故障现象，应立即排除或隔离后，合上站用变压器低压侧二次开关（或更换熔断器），试送母线成功后，逐条恢复各分路运行。若试送不成功，则将重要的负荷倒至另一段低压母线上供电。应注意逐条分路倒换，并注意在倒换时有无异常，若出现短路现象应立即将其拉开，再恢复正常支路的运行。同时立即联系检修人员进行抢修。
4.站用变压器故障处理步骤
（1）记录故障时间，检查后台监控机上的故障信息，确认后复归信号。
（2）到保护室检查保护动作信号，确认后复归保护信号。
（3）到现场对保护范围内设备进行检查。应对站用变压器进行外观检查，重点检查支柱绝缘子、套管等有无短路现象，站用变压器本体是否有异常。
①若是站用变压器速断保护跳闸，应立即将该站用变压器进行隔离，汇报调度，经专业人员对该站用变压器试验合格后方可投入使用。
②若是站用变压器过流保护动作，经外部检查未发现异常的，可汇报调度，根据调度指令试送一次。一般情况下，如果另一台站用变压器运行正常，则应在对跳闸用站用变压器进行试验合格后再恢复运行。
③若是站用变压器没有装上备自投装置的，应手动合上380 V 分段断路器，这时应注意断开停电的站用变压器的低压侧断路器。
④若是装设备自投装置动作后380 V 分段低压断路器再次跳闸，则说明该段380 V 母线或某条支路有短路故障，应在查明故障的支路后恢复该段380 V 母线运行。
⑤若是380 V 供电线路故障，支路断路器未能断开造成越级跳闸，则应隔离该支路后恢复站用电供电。
（4）若380 V 装设备自投装置动作成功，则等查明具体故障后再恢复站用变压器正常运行方式。
5.站用电全停处理步骤
（1）检查站用电母线电压、电流，各侧母线电压，应分清是全站失压还是站用电全停故障。
（2）检查站用电系统，查明故障点。若未发现明显故障点，可断开母线上所有馈线，用站用变压器低压侧二次开关对该母线进行试送，试送成功后可恢复各馈线，在恢复馈线时又出现站用电全停时，则隔离该馈线，按原方法重新试送母线，恢复馈线。
（3）若故障点在站用电母线上，应立即抢修。
（4）若一时无法恢复站用电时，应立即汇报调度，并严密监视主变压器油温及绕组温度的变化、监视直流母线的电压、UPS 装置的运行情况等，如果断路器操动机构是液压或气压的，还要密切关注操动机构的压力情况。条件允许的可以申请用发电车暂时恢复站用交流电。
三、站用直流系统一般常见异常及现象
1.电压异常及现象
正常运行时直流母线电压应在200～240 V 范围，当运行中电压超出规定范围，则会报警发信号。
（1）电压高。例如直流母线电压达245 V 时，报警，自动化信息显示“某变电站直流母线电压高”，遥测数据电压达到245 V。直流屏“直流母线电压高”光字牌亮，母线电压显示245 V。
（2）电压低。例如直流母线电压达195 V 时，报警，自动化信息显示“某变电站直流母线电压低”，遥测数据电压达到195 V。直流屏“直流母线电压低”光字牌亮，母线电压显示195 V。
2.直流接地异常及现象
报警，自动化信息显示“某变电站直流母线绝缘降低”。直流屏显示“直流母线绝缘降低”、选线系统显示“支路－接地”。
3.阀控密封铅酸蓄电池异常及现象
（1）阀控密封铅酸蓄电池压力释放阀动作。
①蓄电池压力释放阀附近均有液体痕迹，室温高。
②蓄电池压力释放阀附近均有液体痕迹，蓄电池柜内温度高。
③直流屏蓄电池充电电压高。
（2）阀控密封铅酸蓄电池壳体变形。
①个别阀控密封铅酸蓄电池壳体变形，直流屏蓄电池充电电压高。
②个别阀控密封铅酸蓄电池壳体变形，室温高。(www.xing528.com)
（3）阀控密封铅酸蓄电池运行电压不均衡。
（4）蓄电池组熔断器熔断。
①报警，自动化信息显示“某变电站蓄电池熔断器熔断”。蓄电池熔断器熔断，蓄电池无异常。
②报警，自动化信息显示“某变电站蓄电池熔断器熔断”。蓄电池熔断器熔断，蓄电池外引线有短路痕迹。
四、站用直流系统设备异常分析
1.电压异常分析
（1）电压高。正常220 V 直流母线允许过电压范围为不超过＋10%，即242 V。当蓄电池充电电压设置不当、模块异常时，可能会引起母线电压高信号，电压高会造成保护设备等发热、异常。
（2）电压低。正常220 V 直流母线允许过电压范围为不超过－10%，即198 V。当模块异常输出电压降低、直流充电机空开偷跳等造成蓄电池放电带负荷，会造成直流母线电压低，影响保护等设备异常运行或不能正确动作。
2.直流接地异常分析
报警的设定：额定电压为220 V 的系统，绝缘电阻≤25 kΩ；额定电压为110 V 的系统，绝缘电阻≤7 kΩ。直流接地可能是充电机、蓄电池、回路及各装置绝缘不良，也可能是交直流公用一根电缆绝缘不良造成交直流混电。直流接地如果发展为两点接地，会造成保护装置拒动或误动，后果严重。
3.阀控密封铅酸蓄电池异常分析
（1）阀控密封铅酸蓄电池压力释放阀动作。蓄电池室温度应在5～30℃范围，如果室内温度高会造成蓄电池温度超标而压力释放阀动作，也可能是浮充电压高造成，如达到2.4 V×N。
（2）阀控密封铅酸蓄电池壳体变形。其主要原因是充电电流过大、充电电压超过了2.4 V×N、内部有短路或局部放电、温升超标、安全阀动作失灵等因素造成内部压力升高。
（3）阀控密封铅酸蓄电池运行电压不均衡。可能是蓄电池质量不良、内阻差异大造成。
4.蓄电池组熔断器熔断
可能是电池组短路或越级跳闸造成。
五、直流系统充电机故障
1.直流系统正常运行方式
Ⅰ、Ⅱ两段母线的联络Q0 开关拉开，两个直流系统被分成两个没有电气连接的部分。1＃（1＃备用）充电机带1 组蓄电池以浮充方式运行，带Ⅰ段母线的全部控制以及动力负荷。2＃充电机带2 组蓄电池以常充电状态方式运行，带Ⅱ段母线的全部控制以及动力负荷。
2.操作注意事项
（1）倒切整流器时应先停、后合，禁止两台整流器并列运行，防止环流造成事故。
（2）停用整流器时应先拉直流后拉交流，投入时顺序相反。
（3）禁止两条母线馈出的环路并列运行。
（4）倒切蓄电池时可以在整流器退出后以及两组电池电压等电位的前提下“先并列，后退出另一组电池”。
3.直流系统充电机故障现象
报警，自动化信息显示“充电机输出电压异常”，充电机屏显示充电模块“故障”或“微机监控单元异常”告警信号灯亮。
六、蓄电池故障
1.变电站蓄电池运行注意事项
（1）两组蓄电池之间可以互相备用，但不能长时间并联运行。当其中一组蓄电池需要检修或充放电试验需要脱离母线时，分段断路器合上，两段母线的直流负荷由另一组蓄电池供电。
（2）特别要提出的是，正常运行时，一定要保持两组蓄电池系统的独立性，即电气上不相连接，以防止造成环流以及有效地减小直流系统的对地电容，减小直流接地时产生的电容电流。
（3）两段母线馈出的环路禁止并列运行。倒切整流器时应先停、后合。倒切蓄电池时可以在整流器退出后以及两组电池电压等电位的前提下先并列、后退出另一组电池。（两组蓄电池不可以长时间并列）
（4）环路操作：先合大环路，后合小环路，严禁两组电池长期并列运行。主控控制、10 kV 控制电源环路操作方法是：先环大环路，断开一组电池，再环小环路，解环运行。保证控制回路不断电。
2.蓄电池故障现象
报警，自动化信息显示“蓄电池熔断器熔断”及“直流母线电压异常”等信息。
3.发生下列情况时，运行人员应进行的汇报和处理工作
（1）蓄电池浮充运行时，单体电池浮充电压偏差应控制在±50 mV 内，电压偏差超出控制范围时，应立即告知专业班组及分管领导。
（2）蓄电池严重溢液、渗液时，应立即告知专业班组及分管领导。
（3）若直流系统过流、过压或失常，立即告知专业班组及分管领导。
（4）事故照明自动切换回路应由专业人员和运行人员配合，每年核对一次（对于房屋改造或其他工作都不能破坏事故照明回路，应明确室内照明回路交流是接地回路，事故照明回路是绝缘。防止基建等遗留的问题，专业人员应先对事故照明馈出分路检查后，再投切“自投”检验），保证回路的可靠性和完整性。
（5）直流系统操作须两人进行，并填写倒闸操作票。
（6）巡视时检查直流监控装置运行履历，了解直流电源系统运行工况。
（7）电业生产二类故障标准规定：直流系统接地，延续时间超过4 h；蓄电池组中存在“落后”或失效电瓶，一周内未消除此类缺；由于跑油、跑液、跑碱构成严重污染者。
七、直流母线故障现象
报警，自动化信息显示“直流母线电压异常”“微机保护装置异常”“控制回路断线”等信息。
八、直流系统异常及故障处理
1.直流系统设备电压异常处理
（1）电压高。如控制系统异常，重新设定控制系统定值；如无法设定的退出自动控制，改为手动。如模块异常，将异常模块退出，重新调整正常模块的输出。
（2）电压低。如模块异常，将异常模块退出，重新调整正常模块的输出。如直流充电机开关偷跳时应查明原因，先将电池补充电，然后联系相关专业人员更换。
2.直流设备接地处理
（1）停止直流回路的作业。
（2）通过直流绝缘监察系统监察是正极接地还是负极接地。
（3）对有作业回路进行检查。
（4）根据天气等实际情况对变电站有关直流回路进行巡视检查。
（5）对变电站直流回路进行检查和接地选择，按以下顺序进行分支检查：事故照明回路→试验电源回路→备用设备直流回路→断路器直流储能回路→信号回路→故障录波器等装置的电源回路→自动化设备电源回路→户外合闸回路→户内合闸回路→变电站各控制回路→变电站各保护回路→蓄电池→直流母线和充电机。
3.阀控密封铅酸蓄电池异常处理
（1）阀控密封铅酸蓄电池压力释放阀动作。如果是室内温度高，则加装调温装置；如果是浮充电压高的，调整浮充电压，对直流屏进行检查。然后联系相关专业人员检查直流电压高的原因，并对蓄电池进行核对性放电，根据核对性放电结果确定电池性能。
（2）阀控密封铅酸蓄电池壳体变形。调整浮充电压，对直流屏进行检查。联系相关专业人员检查安全阀是否堵塞，更换部分电池，如需要更换的较多，应整组更换，确保整组蓄电池内阻均衡，每只运行电压均衡。联系相关专业人员进行核对性放电，如放电发现容量降低应更换电池组，在未更换前加强检查维护。
（3）阀控密封铅酸蓄电池运行电压不均衡。联系相关专业人员进行核对性放电、测量内阻，如电压不均衡的比较多，应申请更换整组电池。如放电发现容量降低，应更换电池组，在未更换前加强检查维护。
4.蓄电池组熔断器熔断处理
若有两组电池时，将备用电池投入系统。如果只有一组电池，通知相关专业人员将备用电池运抵现场并投入，防止直流母线失电。然后尽快安排蓄电池更换。如果是越级跳闸，应隔离故障点，按照越级跳闸事故进行处理。将浮充电压调整至与电池组电压相同，使用专用把手进行熔断器更换，更换后调整好浮充电压。
5.直流系统充电机故障处理
（1）若有两台硅整流充电机，应先断开故障充电机后，再合上备用充电机，两台充电机不得并列运行。
（2）使用充电模块，应先断开故障充电模块，再合上备用充电模块。
（3）充电机故障会导致蓄电池组电压下降，所投入充电机可先均充一段时间，待蓄电池组电压上升至额定电压后，切换为浮充方式。
（4）若只有单台充电机运行时，应严密监视直流母线的电压，采取措施确保直流母线电压在允许范围内，并立即汇报调度，等待专业人员进行处理。
6.蓄电池故障处理
（1）在蓄电池室检查蓄电池是否有异常。
（2）如果发现蓄电池组熔断器熔断，应检查对应的直流母线是否运行正常，用蓄电池巡检仪能检测，若没有发现电压异常的蓄电池且对应的直流母线运行正常，则可更换同一型号、容量的熔断器。若熔断器再次熔断，应立即汇报调度，等待处理。
（3）如果充电电压异常引起蓄电池电压出现异常报警，应通过手动或自动方式调整充电电压以确保直流母线电压在允许范围内。
（4）如果经检查发现蓄电池存在故障，应将蓄电池隔离，用直流充电机对直流母线供电，此时应密切注意充电机运行情况，同时应通过手动或自动方式调整充电电压以确保直流母线电压在允许范围内，并立即汇报调度，等待专业人员进行处理。
7.直流母线故障处理
（1）检查直流充电屏，查充电机输入电流、电压，输出电流、电压等情况。
（2）检查直流馈线屏，查直流母线、各馈线及蓄电池熔断器等情况。
（3）有明显故障点，故障点能隔离的，应立即隔离，恢复直流母线运行。
（4）有明显故障点，故障点不能隔离的，应立即汇报调度，等待专业人员抢修，对全站只有一段直流母线的，根据调度指令进行监视或操作。各馈线若有备用电源的，在检查各分路无故障异常后，先断开原电源二次开关，合上备用电源。
（5）若无明显故障点，可断开所有馈线，对直流母线进行试送，试送成功后再逐一恢复各馈线，查找故障馈线。在试送过程中应根据调度指令停用相关保护，防止处理过程中保护误动。
任务实施
（1）根据变电站站用交流系统异常及事故处理基本原则、调度和现场运行规程，运行值班人员对站用交流系统异常及故障进行处理。
（2）根据变电站直流系统异常及事故处理基本原则、调度和现场运行规程，运行值班人员对直流系统异常及故障进行处理。
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