变电站直流系统简介
变电站直流系统介绍及常见故障处理
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald54DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.26.054变电站直流系统介绍及常见故障处理赵青(国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司 湖北宜昌 443000)摘 要：直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置、UPS （交流不间断电源）、断路器、隔刀及事故照明等提供操作控制回路线圈动作电源。
如果电力系统直流电流消失，最直接影响是变电站内继电保护系统将失去系统保护机会。
各种由直流电源提供操作控制回路的断路器无法自动跳闸，给变电站带来巨大的危害，直流系统如同变电站的中枢神经，它运行可靠与否，对变电站的安全运行起着至关重要的作用。
本文就变电站内常见直流接地问题及查找故障方法作全面概述，对实践工作有一定指导意义。
关键词：直流系统 接地 拉合法中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)09(b)-0054-021 直流系统介绍变电站直流系统主要由三部分组成：充电装置、蓄电池、直流负荷。
直流屏是一种全新的数字化控制、保护、管理、测量的新型直流系统，直流屏内含交流配电模块、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压、微机中央信号等功能。
主机配置液晶触摸屏，各种运行状态和参数均以数字和汉字显示，方便简洁。
主要相关模块有以下几个单元：交流配电单元、充电模块、绝缘监察、电池巡检、调压模块、微机监控等等。
（1）交流配电单元，它主要有两个作用，其一是引入交流电源并实现充电；其二是实现互相切换交直流电源。
（2）充电模块，将三相交流电380V转变为220V直流电压，一方面对蓄电池进行充电和提供合闸输出，另一方面经过直流馈电屏为各直流负荷供电。
（3）绝缘监察核心目标是对绝缘数值大小进行监测，当发现直流屏各直流母线、各直流支路的对地绝缘数值在规定的整定数值条件下，就发生告警显示，通知运行值班人员；另一方面在直流电压过、欠或直流系统绝缘强度降低等情况也会发出报警信号。
直流系统简介
直流系统简介直流系统是发电厂和变电所的重要系统。
发电厂及大、中型变电所的控制回路、保护装置、出口回路、信号回路包括事故照明都采用直流供电方式。
直流系统就是给上述回路装置及动力设备提供直流电源的设备。
由此可见，直流系统的用电负荷极为重要，所以直流系统必须保证在外部交流电中断的情况下，由蓄电池组继续可靠地为工作设备提供直流工作电源，保障系统设备正常运行。
今天我们就一起来了解一下直流系统的相关知识。
1、直流系统的结构直流系统主要包括直流电源（充电装置、蓄电池组）、直流母线（合闸母线、控制母线）、直流馈线、监控系统（微机监控装置、绝缘监测装置）组成。
并且可以根据具体情况装设放电装置、母线调压装置。
直流系统的结构示意图如下.图中黑色粗线为电缆线，蓝色细线为通信线。
可以看出交流电通过充电模块整流，给蓄电池组充电，并给直流负荷供电。
绝缘监测单元对直流回路的对地绝缘进行监测。
监控系统相当于整个直流系统的大脑，通过通信线对各个单元进行监控和管理。
下面对各个单元的作用做简单介绍：充电模块：将交流电整流成直流电，主要实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充电。
蓄电池组：将电能与化学能相互转化，平时处于浮充电备用状态，在交流电失电、事故状态、大电流启动等情况下，蓄电池是负荷的唯一直流电源供给。
合闸母线：直流电源屏内供开关操作机构等动力负荷的直流母线。
控制母线：直流电源屏内供保护及自动控制装置、控制信号回路的直流母线。
控制母线与合闸母线的区别：控制母线提供持续的较小负荷的直流电源，一般为220V；合闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流，合闸时电流较大，会造成母线电压的短时下降，一般为240V。
降压硅链：串联与合母与控母之间的硅二极管，起到降压作用。
监控单元：对直流系统进行监控管理，包括蓄电池组充电方式的控制，对系统故障异常情况的显示及报警，对设备的遥信、遥测及遥控等。
绝缘监测：直流接地是直流系统最常见的故障。
一点直流接地虽不影响系统的正常运行，但如果再有一点发生接地，就可能造成保护的误动拒动。
变电站直流系统讲解
蓄电池：阀控式密封铅酸蓄 电池
■ 该蓄电池组运行过程中充电方式通常有三种： ■ （1）初充电 ■ （2）浮充电 ■ （3）均衡充电
■ （1）初充电：
■ 新安装的蓄电池或大修中更换的蓄电池第一次充电， 称为初充电。初充电电流为1.0倍I10（10小时率放 电电流），单体电池充电电压到2.3~2.4V时电压平 衡，电压下降即可投运，即转为浮充运行。
电池巡检单元
开关量检测单元
■ 开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一 种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者 是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并 能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是 哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路 开关量和多路无源干节点告警输出。
■ 蓄电池在充电和放电过程中，端电压的变化很大，放电时，酸性蓄电池 每个蓄电池的端电压由2V下降到1.75-1.8V；充电时则由2.1升高到2.6-2.7。 为了维持直流母线电压的稳定，在充放电过程中必须调整电压。在电力 系统中，多采用端电池调节器，用来调节接到母线上蓄电池的数目，以 维持直流母线的电压。为此，将全部蓄电池分为两部分，一部分固定不 调的基本蓄电池，另一部分是可调的端电池。在充放电过程中，通过改 变段电池的数目，达到维持母线电压基本稳定的目的。
直流系统的用途
■ 广泛应用于水力、火力发电厂，各类变电站 和其它使用直流设备的用户(如发电厂、变电 站、配电站、石化、钢铁、电气化铁路、房地 产等)，为信号设备、保护、自动装置、事故 照明及断路器分、合闸操作提供直流电源，它 也同样广泛的应用于通信部门、计算机房、医 院、矿井、宾馆，以及高层建筑的可靠应急电 源，用途十分广泛。
■ 还有直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行 科学的维护是直流系统的核心工作。
直流系统简介
蓄电池经分段开关接至两端母线，二套充电机分别接至两段母线。分段开关设保护元件，限制故障范围，提高 安全可靠性
二组充电机一组蓄电池单母分段接线（单电两充）
整个系统由二套单电源配置和单母线接线组成，两段母线间设分段隔离开关，正常两套电源各自独立运行，安全可靠性高。
二组充电机二组蓄电池双母接线（两电两充）
绝缘监察装置一般要求
01
例行巡视设备外观、异响、指示灯、仪表、标识标志、接地
04
特殊巡视全站交流失电、直流断路器脱扣等异常时开展
02
全面巡视仪表校验周期、防火、防小动物措施、抄录蓄电池检测数据
03
熄灯巡视接线端子防止短路接地
电压每月检测一次内阻每年至少1次
内阻无异常变化，单只偏离不大于10%
测试时连接电缆正确，逐一蓄电池开展
检测值在厂家规定范围内
蓄电池内阻检测
异常处理
Thanks!
谢谢观看！
蓄电池室严禁点火、吸烟，严禁明火靠近
蓄电池运维要求
不间断电源
不间断电源即UPS。是一种含储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分，为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。逆变电源即INV,一种不含整流器的电力用交流不间断电源。
电力系统UPS的一些要求（1）监控系统和远方通信系统对变电站十分重要，因此作为电源的UPS系统的可靠性也有非常高的要求；（2）综自系统的负载大多数为单相负载，因此电力系统专用的UPS电源大多数要求为三相/单相输入、单相输出的中小型功率 UPS ，容量一般在 60kVA 范围之内；（3）旁路静态切换开关应具有自动、手动两种工作方式，实现无间断切换；（4）由于变电站有 220V或 110V 直流系统，并有直流充电屏给蓄电池充电。所以电力专用UPS自身不带蓄电池，直接使用直流系统作为UPS的直流输入，并且不需要具备充电功能；（5）电力专用 UPS 的直流输入端一般要求装有反灌杂讯抑制器，如逆止二极管等，使 UPS 对直流母线的影响尽量小；（6）UPS电源在带满全部设备后，应留有40%以上的供电容量。UPS在交流电失电后，不间断供电维持时间不小于60分钟。
变电站直流电源系统介绍
变电站直流电源系统介绍发布时间：2022-07-28T08:59:42.011Z 来源：《福光技术》2022年16期作者：徐洋[导读] 通信直流供电系统主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电、电源监控等设备组成，为通信设备提供48V直流电源。
通信直流电源系统主要为变电站内通信设备提供48V直流电源，同时也为其他保护装置、安稳装置、自动化装置等设备提供直流电源，保证变电站内信息网络、业务通道安全稳定的传输。
云南电网有限责任公司普洱供电局云南普洱 665000摘要：变电站通信电源系统是为变电站站内通信设备、保护接口装置等设备提供48V直流电源的设备。
二次直流系统是为变电站内各类二次设备、操作机构等提供220V直流电源的电源设备。
它们分别为变电站内不同设备提供所需的不同电压等级直流电源，是保证变电站设备运行不可缺少的动力来源。
一体化电源是将220V与48V电源集成后的直流电源系统，在新建变电站用得到推广运用。
关键词：通信直流电源二次直流系统一体化电源1通信直流电源系统1、通信直流电源系统简介通信直流供电系统主要由高频开关电源、蓄电池组、直流配电、电源监控等设备组成，为通信设备提供48V直流电源。
通信直流电源系统主要为变电站内通信设备提供48V直流电源，同时也为其他保护装置、安稳装置、自动化装置等设备提供直流电源，保证变电站内信息网络、业务通道安全稳定的传输。
通信直流电源的核心是整流模块，通过整流模块将220V交流电源整流成稳定的48V直流电源供给通信设备使用。
因此在配置整流模块时需要有冗余配置。
按照《南方电源通信电源技术规范》，电源整流模块应满足M+N冗余配置，其中N中主用,N≤10时，1只备用，N＞10时，每10只备用1只。
整流模块数量应不少于3只。
通信直流电源系统供电来源是变电站内380V站用交流电源，两路来自不同站用电系统的电源同时为其供电，保证一路交流输入中断后可有另一路交流为其供电，同时其配备有48V蓄电池组，在发生交流电源全部中断时，蓄电池组也会继续供电，保证48V直流供电的持续稳定，因此也可称为不间断电源。
直流系统基础知识详解
直流系统基础知识详解一、直流系统的作用1. 直流系统在变电站中为控制、信号、保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。
它还为操作提供可靠的操作电源。
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。
2. 在生产设备发生故障的关键时刻，直流系统故障，特别是全站控制直流消失，必将造成主设备严重损坏或火灾、爆炸、电力系统大面积停电等极其严重的后果和巨大经济损失。
二、直流系统构成的主要部件1. 蓄电池、充电机、直流母线、绝缘监察装置、馈出负荷。
2. 直流系统示意图：3. 组成一个不可分割的整体。
若把蓄电池比喻成身体的心脏，直流回路就是身体中的血管，直流负载是身体的肌肉，而充电装置就是身体的脾脏，它担负这生血和造血的功能4. 直流系统的相关技术措施i. 变电站的交流、直流回路不能公用一条电缆：原因交直流系统是互相独立的直流系统绝缘系统而交流是接地系统，两者公用一条电缆，若两者一旦发生短路会造成直流接地，同时影响两个系统。
交流传入直流后果不堪设想，华北电网就发生类似事故。
造成大面积停电事故。
同时公用电缆会干扰。
ii. 变电站直流系统应使用专用的直流熔断器。
用交流熔断器的直流灭弧性能差iii. 高压开关柜、开关机构箱内的照明和加热器不能使用直流电源iv. 事故照明使用蓄电池时应限制事故照明的容量和使用时间。
三、蓄电池1. 阀控密封铅酸蓄电池的特点（本讲义主要讲解该种蓄电池，以下简称蓄电池）1) 常采贫液式设计（也有胶体式，但使用不多），在正负极板之间预留有气体通道，电池充电过程中，正极上产生的氧气通过隔板顺利到达负极，与负极活性物质反应并还原成水，从而实现了气体再化合；同时板栅的设计，抑制了氢气的析出，达到基本不失水的目的。
在电池的整个使用寿命期间，不用加酸加水2) 电池气密和液密好，使用过程中无酸雾溢出，不腐蚀设备3) 正常浮充使用寿命10年4) 自放电小5) 结构紧凑6) 安全阀：内部气压超过预定值时，安全阀自动开启，释放气体，内部气压降低后安全阀自动闭合，同时防止外部空气进入蓄电池内部2. 蓄电池的作用充电装置与与蓄电池并联工作，蓄电池的外特性较平坦，蓄电池的内阻比充电装置小，再通过大电流时，大部分电流由蓄电池承担，充电装置在由平时很小的输出电流突然需要输出几十乃至几百安的大电流时，相当于是个短路过程，一般充电装置都设有限流保护装置。
变电站直流系统简介
变电站直流系统简介变电站直流系统简介第一章直流及不间断电源系统第一节概述为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，变电站内应设由蓄电池供电的直流系统第二节站内直流母线接线方式简介一、变电所直流系统典型接线变电站常用的直流母线接线方式有单母线分段和双母线两种双母线突出优点在于可在不间断对负荷供电的情况下，查找直流系统接地但双母线刀开关用量大，直流屏内设备拥挤，检查维护不便，新建的-kv变电站多采用单母线分段接线kv变电所直流系统典型接线：kv变电所直流系统典型接线：二、站内直流电压特点的简介：变电所的强电直流电压为：V或V，弱电直流电压为48V 强电直流采用V的优点：1）蓄电池个数少，降低了蓄电池组本身的造价，减少蓄电池室的建筑面积，减少蓄电池组平时的维护量2）对地绝缘的裕度大，减少直流系统接地故障的机率，在一定程度上提高直流系统的可靠性3）直流回路中触点的断开时，对连接回路产生干扰电压，直流用V时，能降低干扰电压幅值4）对人员较安全，减少中间继电器的断线故障强电直流采用V的缺点：1）变电站占地面积大，电缆截面大，给施工带来困难2）一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关，对长线路的保护不利3）交流的V照明电源和V的直流电源无法直接切换，需增加变压器和逆变电源，增加事故照明回路的复杂性4）在站内有大容量直流电动机的情况下，增大电缆截面，增加投资基于技术和经济上的考虑，对于采用集中控制的-kV变电站，强电直流系统的工作电压宜选用V当变电站规模较小或全户内的kV变电所情况下，控制电缆长度较小时，强电直流系统的工作电压宜选用VKV变电所多采用分布式控制方式，二次设备分部控制，在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制，电缆的长度大大缩短，变电所的蓄电池组数多这种情况下变电所强电直流系统的工作电压宜选用V三、变电站弱电直流系统的电压：按我国的惯例，变电所弱电系统的工作电压一般采用48V，这一电压等级也符合国际标准第三节直流系统的绝缘监察和电压监察一、提高直流系统直流系统的绝缘水平，直接影响到直流系统乃至变电所的安全运行当变电所的绝缘降低造成接地或极间短路时，将造成严重后果为防止直流系统绝缘水平下降危及安全运行，可采用以下对策：对于直流系统直接连接的二次设备绝缘水平有严格的要求在有条件的情况下，将保护、断路器控制用直流和其他设备用直流分开户外端子箱、操作机构，要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构户外电缆沟及电缆隧道要有良好的排水设施主控室内的控制、保护屏宜采用前后带门的封闭式结构对直流系统的绝缘水平要进行经常性的监视采用V的直流系统二、直流系统的绝缘监察 1．电磁式绝缘监查装置利用电桥原理构成的电磁型直流系统绝缘监查装置的接线如图10-13所示这种装置具有发出绝缘下降的信号和测量绝缘电阻值两种功能2．电子型直流系统绝缘监察装置：电子型直流系统监视装置的原理接线如图10-14所示装置内有低频信号发生器，产生一低频正弦信号家在直流母线与地之间当某一直流馈线回路对地绝缘下降或接地时，低频信号回路沟通，可使信号装置动作报警四、直流系统的电压监察直流母线电压应保持在85～%范围之间电压过高，将使信号装置的灯泡寿命降低，经常励磁的继电器线圈过热电压过低，信号灯亮度不够，继电器和断路器的机构动作不正常第四节变电所的不间断电源系统交流不间断电源系统的印文缩写为：，简称为系统一、对系统的基本要求：保证在变电所正常运行和事故停电状态下为计算机、自动化仪表、继电保护设备提供不间断的交流电源在变电所全所停电的情况下，满负荷、连续供电的时间不得少于半小时的负荷侧与其交流电源间应设有抗干扰的隔离措施，防止用电系统的暂态干扰进入负荷侧应配备有效的过电流保护、过电压保护、指示仪表、就地信号和远方信号的空触点应密封、防尘、防潮、通风，适应在0～40度室温下连续工作应有良好的电磁屏蔽措施应有较高的电压输出指标二、的构成及工作原理是由整流器、逆变器、旁路隔离变压器、逆止二极管、静态开关、手动切换开关、同步控制电路、直流输入电路、交流输入电路等部分组成整流器它的作用是将所用电系统的交流整流后与蓄电池系统的直流并联，为逆变器提供电源逆变器它的作用是将整流器输出的直流或来自蓄电池组的直流变换成正弦交流，它是装置中的核心部件旁路隔离变压器它的作用是当逆变回路故障时能自动地将负荷切换到旁路回路静态开关它的作用是将来自变压器的交流电源和旁路交流电源选择其一送至负荷手动切换开关它的作用是在维修或需要时将的负荷再逆变回路和旁路回路之间进行手动切换信号及保护回路屏上设多种信号，以便监视其运行状态第二章变电站直流控制系统第一节变电站控制系统的设计一、变电站控制系统的设计1．控制回路的设计：是指从控制指令的发出到执行元件动作，全部电气回路接线设计包括控制回路工作电压的选择，控制回路接线设计，闭锁回路、监视回路、信号回路、电源回路的设计2．控制回路的选择：包括控制屏、操作继电器屏、接线端子屏、控制开关、操作中间继电器、信号指示设备、闭锁设备、计量表计、变送器、控制回路电缆、熔断器等设备的选择3．控制回路的布置：包括住控制室的布置，继电器室、计算机室的布置，控制屏、各种继电器屏、电度表屏、变送器屏的屏面布置二、对控制系统的基本要求 1．要有高的可靠性2．要有适应各种运行方式的完整的控制功能 3．控制操作要简单方便 4．要提高控制系统的经济性5．控制系统应留有与继电保护和自动装置的接口 6．控制系统要有灵活性7．要有抗干扰措施和防误操作的闭锁第二节变电站断路器控制回路在发电厂和变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操动机构来实现的控制回路是连接一次设备和二次设备的桥梁，通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控通过控制回路，实现了低压设备对高压设备的控制一、控制信号传送过程常规变电站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程母差、低周减载、备自投、主变等控制屏通道保护屏操作插件就地操作断路器跳合闸线圈通信设备远动屏由上图可以看出，断路器的控制操作，有下列几种情况：主控制室远方操作：通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件，再由保护屏操作插件传递到开关机构箱，驱动跳、合闸线圈就地操作：通过机构箱上的操作按钮进行就地操作遥控操作：调度端发遥控命令，通过通信设备、远动设备将操作信号传递至变电站远动屏，远动屏将空接点信号传递到保护屏，实现断路器的操作开关本身保护设备、重合闸设备动作，发跳、合闸命令至操作插件，引起开关进行跳、合闸操作母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作，引起断路器跳闸可以看出，前三项为人为操作，后两项为自动操作，因此断路器的操作据此可分为人为操作和自动操作根据操作时相对断路器距离的远近，可分为就地操作、远方操作、遥控操作就地通过开关机构箱本身操作按钮进行的操作为就地操作，有些开关的保护设备装在开关柜上，相应的操作回路也在就地，这样通过保护设备上操作回路进行的操作也是就地操作，保护设备在主控室，在主控室进行的操作为远方操作，通过调度端进行的操作为遥控操作综自站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程母差、低周减载、备自投、主变保护等后台机通信屏测控屏远动通信屏远动通信屏保护屏操作插件就地操作断路器跳合闸线圈通信设备通信设备通道操作方式与常规变电站相比，仅在远方操作和遥控操作时不同在主控室内进行远方操作，一般是通过后台机进行，操作命令传达到测控装置，启动测控装置跳、合闸继电器，跳、合闸信号传递到保护装置操作插件，启动操作插件手跳、手合继电器，手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路，启动断路器跳、合闸当后台机死机或其它原因不能操作时，可以在测控屏进行操作遥控操作由调度端发送操作命令，经通讯设备至站内远动通讯屏，远动通讯屏将命令转发至站内保护通讯屏，然后保护通讯屏将命令传输至测控屏，逐级向下传输需要指出，有些老站遥控命令是通过后台机进行传输的，如虚线图所示，但由于后台机死机时，将不能进行遥控操作，现在新上站，遥控通道不再经后台机，提高了遥控操作可靠性二、常规断路器控制回路原理下图为最简单的断路器控制回路原理图+KK51ZJKK678-DLHC手动自动DLTQ手动自动HCHQHC-合闸回路跳闸回路合闸线圈回路+KK—控制开关 HC—合闸线圈或合闸接触器线圈TQ—跳闸线圈 DL—断路器辅助接点 1ZJ—保护及自动装置接点—保护出口继电器接点 HQ—电磁机构中的断路器合闸线圈合闸回路断路器合闸回路由以下几部分组成合闸启动回路→ 断路器辅助接点→ 合闸线圈手动合闸或自动合闸时，合闸启动回路瞬时接通，合闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关合上后，串于合闸回路的断路器常闭接点打开，断开合闸回路跳闸回路断路器跳闸回路由以下几部分组成跳闸启动回路→ 断路器辅助接点→ 跳闸线圈手动跳闸或自动跳闸时，跳闸启动回路瞬时接通，跳闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关跳开后，串于跳闸回路的断路器常开接点打开，断开跳闸回路断路器辅助接点的作用在操作回路中串入断路器辅助接点的作用：跳闸线圈与合闸线圈厂家是按短时通电设计的，在跳、合闸操作完成后，通过DL触点自动地将操作回路切断，以保证跳、合闸线圈的安全；跳、合闸启动回路的触点由于受自身断开容量限制，不能很好地切断操作回路的电流，如果由它们断开操作电流，将会在操作过程中拉弧，致使触点烧毁断路器辅助接点断开容量大，由断路器辅助接点断开操作电流，可以很好地灭弧，保护控制开关及继电器接点不被烧毁断路器防跳回路以上只是最简单的断路器控制回路示意图，在生产过程中，有时由于控制开关原因或自动装置触点原因，在断路器合闸后，上述启动回路触点未断开，合闸命令一直存在，此时，如果继电保护动作，开关跳闸，但由于合闸脉冲一直存在，则会在开关跳闸后重新合闸，如果线路故障为永久性故障，保护将再次将开关跳开，持续存在的合闸脉冲将会使开关再次合闸，如此将会发生多次的“跳—合”现象，此种现象被称为“跳跃”断路器的多次跳跃，会使断路器毁坏，造成事故扩大因此，必须对操作回路进行改进，防止“跳跃”发生防跳继电器就是专门用于防止断路器跳跃的在操作回路中增加防跳回路后示意图如图所示+KK51ZJKK678DLTQI带防跳回路的断路器控制回路与上图相比，增加了中间继电器，称为跳跃闭锁继电器它有两个线圈，一个是电流启动线圈，串联于跳闸回路中，这个线圈的额定电流应根据跳闸线圈的动作电流选取，并要求其灵敏度高于跳闸线圈的灵敏度，以保证在跳闸操作时它能可靠地起动；另一个线圈为电压自保持线圈，经过自身的常开触点并联于合闸线圈回路中在合闸回路中还串联接入了一个的常闭触点工作原理如下：当利用控制开关合闸或自动装置合闸以后，若合闸接点未断开，当线路发生故障时，保护出口，闭合，将跳闸回路接通，使断路器跳闸，同时跳闸电流也流过防跳继电器的电流启动线圈，使启动，其常闭触点断开合闸回路，常开触点接通电压线圈，此时如果合闸脉冲未解除，则的电压线圈通过KK的5—8触点或1ZJ的触点实现自保持，长期断开合闸回路，使断路器不能再次合闸只有合闸脉冲解除，的电压自保持线圈断电后，才能恢复至正常状态防跳继电器在保护屏操作插件内断路器位置监视回路以下是常规控制回路的红绿灯监视回路原理图+LD绿灯电阻HD红灯电阻DL断路器灯光监视回路，一般用红灯表示断路器的合闸状态，用绿灯表示断路器的跳闸状态，指示灯是利用与断路器传动轴一起联动的辅助触点DL来进行切换的当断路器在断开位置时，DL常闭触点接通，绿灯亮，当断路器在合闸位置时，DL的常开触点接通，红灯亮红、绿灯一方面监视断路器的位置，一方面监视控制回路的完好性，断路器处于分位时，绿灯亮，表示外部合闸回路完好，断路器处于合位时，红灯亮，表示外部跳闸回路完好以下是完整的直接用跳、合闸回路启动红绿灯的控制回路图+-HCKK58VDL(+)SM1ZJLD1415HDDLTQ17XJ信号I断路器位置继电器监视回路，断路器位置可以用红、绿灯监视，也可以用位置继电器监视，在合闸回路中用跳闸位置继电器代替了绿色信号灯LD，在跳闸回路中用合闸位置继电器代替了红色信号灯HD正常情况下只有一个继电器通电，当断路器在合闸位置时，合闸位置继电器通电，当断路器在跳闸位置时，跳闸位置继电器通电当控制回路断线时，和同时断电，利用两个相串联的常闭触点和报“控制回路断线”信号分相操作的断路器控制回路，KV设备开关实行的是分相操作，控制回路中通过手跳、手合继电器实现手动分、合开关具体就是利用手跳继电器、手合继电器的触点实现分相操作下图中用位置继电器代替了上述控制回路中的红绿灯，同时用位置继电器的接点点亮红绿灯现在的微机保护控制回路中，红绿灯均采用断路器位置继电器接点点亮+-KK1ZJV58跳闸位置(+)SMLDHDTQ671 合闸位置XJ信号I开关机构压力监视回路所谓开关机构箱的压力监视回路，是指开关机构箱的压力异常时，应能发出信号到断路器控制回路，进行报信号，或闭锁控制回路的相应操作功能三、微机保护控制回路与常规保护控制回路的不同 (一) 跳合闸启动回路不同与常规控制回路相比，微机保护控制回路在进行手跳、手合时，要启动手跳、手合继电器，手跳、手合继电器通过自保持回路启动跳、合闸回路而常规保护控制回路只在分相操作回路中有手跳、手合继电器及其自保持回路常规三相操作回路中，手跳、手合直接由控制开关触点启动断路器线圈红绿灯启动回路不同红绿灯启动回路不同，常规保护红绿灯直接由断路器辅助触点启动，微机保护控制回路中，红绿灯分别由合闸位置继电器和跳闸位置继电器启动微机保护控制回路中均有自保持功能跳、合闸保持回路，微机保护中，不论自动操作，或人为操作，均有自保持回路，而常规三相操作回路中，只有自动操作经过自保持回路，人为操作不经自保持回路四、控制回路应实现的功能通过以上分析，控制回路应具备以下功能：(一) 应能进行手动跳、合闸和由继电保护与自动装置实现自动跳、合闸并且当跳、合闸操作完成后，应能自动切断跳、合闸脉冲电流应具备防止断路器跳跃功能此功能由防跳继电器实现应能指示断路器的合闸与断路器的跳闸位置状态跳闸位置继电器，合闸位置继电器红绿灯自动跳闸或合闸应有明显的信号保护屏操作箱上跳、合闸回路中串有信号继电器用于指示保护动作、重合闸动作应能监视熔断器的工作状态及跳、合闸回路的完整性跳闸位置继电器，合闸位置继电器红绿灯开关压力异常时应能报信号，或者闭锁操作回路保护屏操作箱中有开关压力监视继电器，实现闭锁操作功能五、控制回路断线原因分析首先要明白控制回路断线信号是怎样报出来的，控制回路断线信号是由跳位继电器与合位继电器常闭触点串联构成的不论什么原因引起跳位继电器与合位继电器同时失磁，控制回路断线信号都将报出引起控制回路断线信号的原因有：控制保险熔断，、触点同时失磁，控制回路断线信号报出跳合闸线圈损坏，回路不通断路器辅助接点没有闭合好，同样引起外回路不通由开关机构箱引至控制回路的各种闭锁信号，引起控制回路断线六、操作故障原因分析控制回路断线信号并不能监视整个控制回路的完好性，在目前的情况下，基于厂家的设计，控制回路断线信号仅仅是监视保护屏外二次回路及开关机构箱内部回路的完好性没有控制回路断线信号报出，并不能说明整个回路没有问题测控屏保护屏开关控制回路断线信号监视范围图中表示的范围是控制回路断线信号监视的范围在没有异常信号的情况下，我们从控制屏合闸，控制信号要经过以上图示途径，有时开关合不上，就说明回路有问题，或者开关有问题，可以根据经验逐级排查，运行人员在控制屏进行开关操作时，会启动保护屏内手合继电器、手跳继电器继电器动作时会有很利索的“嚓嚓”的动作声音，如果在操作开关时，平常能在保护屏听到继电器动作的声音，这次操作时，不能听到继电器动作的声音，则说明保护屏内操作继电器没有启动，具体什么原因，可能是控制开关有问题；进行后台机操作时，也可能是测控屏内控制跳、合闸的继电器没有启动；或者二次回路接线有松动；也有可能是保护屏内操作继电器故障不管什么原因，只要保护屏内操作继电器不启动，运行在检查控制保险正常，没有异常闭锁信号，排除自身操作问题的情况下，可以通知保护人员到现场进行处理当然，经验丰富的运行人员可以看图纸，用万用表量电位，具体判断出是哪一级出了问题在以上操作过程中，如果操作箱内继电器能够启动，开关仍然不能合闸，就要到开关本体进行观察，一人在主控室操作，一人听开关合闸线圈的动作声音，如果平时能够听到开关合闸线圈的动作声音，这次听不到，则表明开关合闸线圈没有启动如果当班运行人员对回路比较熟悉，一人操作，一人可以用万用表判断合闸脉冲是否到达开关端子箱，开关合闸脉冲在合闸时过不来，说明问题仍然在二次设备、二次回路如果有合闸脉冲，则说明合闸线圈拒动，需要通知检修人员到现场进行处理如果合闸时，合闸线圈能够进行正常启动，机构不动，运行人员要检查开关是否已储能；开关大合闸保险是否完好；操作程序是否正确，有无相护关联的机械闭锁；开关的各种压力指标是否正常，有无闭锁信号，排查没有发现异常问题后，可以通知检修人员检查机构以上是进行开关操作时遇到的一些情况，根本点就是要判断保护屏操作箱继电器是否启动，开关跳、合闸线圈是否启动，据此来判断问题该由哪个专业来处理七、开关跳合闸线圈烧毁原因分析在对高压开关的操作过程中，每年都有跳、合闸线圈烧毁的情况发生，其中主要集中在10KV开关，尤其集中在合闸过程中由于经济技术的原因，10KV开关结构简单，可靠性相对于高电压等级开关来说比较低，开关自身的自我保护措施不完备，这就是10KV 开关故障比较多的原因，另外，出于保证设备故障时可靠跳闸的需要，开关跳闸的可靠性比较高，因此，线圈烧毁主要集中在合闸线圈 (一) 引起线圈烧毁的原因引起开关合闸线圈烧毁的原因既有间接原因，又有直接原因间接原因先说间接原因，目前的微机保护控制回路全部带有跳、合闸自保持回路，不论是手动操作，还是自动操作只要合闸命令发出以后，合闸回路就一直处于自保持状态，直到开关合上以后，依靠断路器辅助接点的切换，断开合闸回路合闸电流如果开关由于种种原因开关没有合上，或者是合上以后断路器辅助接点没有切换到位，则合闸保持回路将一直处于保持状态，这样一直持续下去，将会把合闸线圈烧毁，对于电磁机构，将会同时烧毁合闸接触器线圈与大合闸线圈，有时甚至会烧毁保护装置操作插件直接原因1、断路器辅助接点切换不到位开关合上以后，断路器辅助接点切换不到位，没有及时断开合闸回路，致使合闸保持回路一直处于保持状态，引起严重后果 2、开关在没有合闸能量情况下合闸a) 对于弹簧机构，开关在未储能情况下合闸，特别是无人值守站的遥控操作，如果未储能信号不能及时传到远方，将会使操作人员误操作，造成合闸线圈烧毁，甚至于烧毁保护装置操作插件b) 对于电磁机构，合闸能量为通过大合闸保险的A电流，大合闸保险是否完好，现有传统的二次回路设计上没有监视回路如果在合闸过程中，大合闸保险熔断，或是运行人员误操作，漏投大合闸保险，将会烧毁合闸接触器线圈，严重的同样烧毁保护装置操作插件在大合闸保险正常的情况下，如若合闸接触器线圈故障，动作力度不够，同样烧毁接触器线圈或者保护装置操作插件 3、开关操动机构内部问题在外部回路正常的情况下，如果操动机构内部出现了问题，比如机构卡死，同样引起开关拒合，造成上述后果运行人员在操作开关时应注意事项通过以上分析，我们明白了引起开关线圈烧毁的原因，作为运行人员，在操作过程首先要避免人为因素引起的线圈烧毁在我们的变电站，有些站的10开关信号不是很完善，对于弹簧机构，开关未储能信号可能在主控制室看不到；另外，有些开关在未储能情况下，没有闭锁操作回路，我们在主控室看到红绿灯正常，没有异常信号，并不能说明没有问题。
变电站直流系统介绍及常见故障处理
变电站直流系统介绍及常见故障处理直流系统是变电站中的一种常用电源系统，其主要作用是将变电站的交流电转换为直流电，供给直流设备和直流负载使用。
直流系统由直流电源、直流断路器、直流安全接地装置、直流控制装置等组成。
直流电源是直流系统的核心设备，常见的直流电源有整流变压器、静止变流器和充电器等。
而直流断路器主要用于控制直流系统中的电流，一旦发生故障可以迅速切断电流以保护设备安全。
直流安全接地装置用于保证直流系统的安全接地，并使系统的接地电阻可靠地控制在一定范围内。
直流控制装置可根据需要对直流系统的电压、电流、功率等进行监控和调节。
在变电站中，直流系统常见的故障有短路、过电流、过压、接地故障等。
对于这些故障，需要及时处理以确保直流系统的正常运行。
常见的故障处理方法有：1. 短路故障处理：当直流系统出现短路故障时，应立即切断电源，寻找并消除短路点，修复或更换损坏的设备。
在排除故障之前，必须确保直流系统不再存在故障；修复后，应进行系统的复归测试，以确保修理效果。
2. 过电流故障处理：过电流故障是指直流系统的电流超过额定值。
处理方法可以是调整整流变压器的输出电流，或者更换合适的电流互感器。
4. 接地故障处理：接地故障是指直流系统接地电阻超过额定值，或者直流系统与地之间发生短路。
处理方法可以是寻找并消除接地点，修复或更换损坏的设备。
除了以上常见的故障处理方法外，还需要注意直流系统设备的定期检测和维护，例如定期对直流设备进行绝缘测试、接地测试和保护装置测试等，及时发现并排除潜在的故障隐患，确保直流系统的安全运行。
直流系统是变电站中重要的电源系统，通过提供稳定的直流电源供给直流设备和直流负载使用。
在运行过程中可能出现各种故障，我们需要及时处理，并进行定期检测和维护，确保直流系统的正常运行和设备的安全。
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变电站直流系统简介第一章直流及不间断电源系统第一节概述为供给继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等直流负荷，变电站应设由蓄电池供电的直流系统。
第二节站直流母线接线方式简介一、变电所直流系统典型接线变电站常用的直流母线接线方式有单母线分段和双母线两种。
双母线突出优点在于可在不间断对负荷供电的情况下，查找直流系统接地。
但双母线刀开关用量大，直流屏设备拥挤，检查维护不便，新建的220-500kv变电站多采用单母线分段接线。
220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-1）220kv变电所直流系统典型接线：（如下图10-2）二、站直流电压特点的简介：变电所的强电直流电压为：110V或220V，弱电直流电压为48V。
强电直流采用110V的优点：1）蓄电池个数少，降低了蓄电池组本身的造价，减少蓄电池室的建筑面积，减少蓄电池组平时的维护量。
2）对地绝缘的裕度大，减少直流系统接地故障的机率，在一定程度上提高直流系统的可靠性。
3）直流回路中触点的断开时，对连接回路产生干扰电压，直流用110V时，能降低干扰电压幅值。
4）对人员较安全，减少中间继电器的断线故障。
强电直流采用110V的缺点：1）变电站占地面积大，电缆截面大，给施工带来困难。
2）一般线路的高频保护的收发信机输出功率大小与直流电压有关，对长线路的保护不利。
3）交流的220V照明电源和110V的直流电源无法直接切换，需增加变压器和逆变电源，增加事故照明回路的复杂性。
4）在站有大容量直流电动机的情况下，增大电缆截面，增加投资。
基于技术和经济上的考虑，对于采用集中控制（电缆线较长）的220-500kV 变电站，强电直流系统的工作电压宜选用220V。
当变电站规模较小或全户的220kV变电所情况下，控制电缆长度较小时，强电直流系统的工作电压宜选用220V。
500KV变电所多采用分布式控制方式，二次设备分部控制，在主控室和分控室都设有独立的直流系统控制，电缆的长度大大缩短，变电所的蓄电池组数多。
这种情况下变电所强电直流系统的工作电压宜选用110V。
三、变电站弱电直流系统的电压：按我国的惯例，变电所弱电系统的工作电压一般采用48V，这一电压等级也符合国际标准。
第三节直流系统的绝缘监察和电压监察一、提高直流系统直流系统的绝缘水平，直接影响到直流系统乃至变电所的安全运行。
当变电所的绝缘降低造成接地或极间短路时，将造成严重后果。
为防止直流系统绝缘水平下降危及安全运行，可采用以下对策：（1）对于直流系统直接连接的二次设备绝缘水平有严格的要求。
（2）在有条件的情况下，将保护、断路器控制用直流和其他设备用直流分开。
（3）户外端子箱、操作机构，要采用具有防水、防潮、防尘、密封的结构。
（4）户外电缆沟及电缆隧道要有良好的排水设施。
（5）主控室的控制、保护屏宜采用前后带门的封闭式结构。
（6）对直流系统的绝缘水平要进行经常性的监视。
（7）采用110V的直流系统。
二、直流系统的绝缘监察1．电磁式绝缘监查装置利用电桥原理构成的电磁型直流系统绝缘监查装置的接线如图10-13所示。
这种装置具有发出绝缘下降的信号和测量绝缘电阻值两种功能。
2．电子型直流系统绝缘监察装置：电子型直流系统监视装置的原理接线如图10-14所示。
装置有低频信号发生器，产生一低频正弦信号家在直流母线与地之间。
当某一直流馈线回路对地绝缘下降或接地时，低频信号回路沟通，可使信号装置动作报警。
四、直流系统的电压监察直流母线电压应保持在85～110%围之间。
电压过高，将使信号装置的灯泡寿命降低，经常励磁的继电器线圈过热。
电压过低，信号灯亮度不够，继电器和断路器的机构动作不正常。
第四节变电所的不间断电源系统交流不间断电源系统的印文缩写为：UPS（Uninterrupted power supply），简称为UPS系统。
一、对UPS系统的基本要求：（1）保证在变电所正常运行和事故停电状态下为计算机、自动化仪表、继电保护设备提供不间断的交流电源。
（2）在变电所全所停电的情况下，UPS满负荷、连续供电的时间不得少于半小时。
（3）UPS的负荷侧与其交流电源间应设有抗干扰的隔离措施，防止用电系统的暂态干扰进入负荷侧。
（4）UPS应配备有效的过电流保护、过电压保护、指示仪表、就地信号和远方信号的空触点。
（5）UPS应密封、防尘、防潮、通风，适应在0～40度室温下连续工作。
（6）UPS应有良好的电磁屏蔽措施。
（7）UPS应有较高的电压输出指标。
二、UPS的构成及工作原理。
UPS是由整流器、逆变器、旁路隔离变压器、逆止二极管、静态开关、手动切换开关、同步控制电路、直流输入电路、交流输入电路等部分组成。
（1）整流器。
它的作用是将所用电系统的交流整流后与蓄电池系统的直流并联，为逆变器提供电源。
（2）逆变器。
它的作用是将整流器输出的直流或来自蓄电池组的直流变换成正弦交流，它是UPS装置中的核心部件。
（原理见图10-19、10-20）（3）旁路隔离变压器。
它的作用是当逆变回路故障时能自动地将UPS负荷切换到旁路回路。
（4）静态开关。
它的作用是将来自变压器的交流电源和旁路交流电源选择其一送至UPS负荷。
（5）手动切换开关。
它的作用是在维修或需要时将UPS的负荷再逆变回路和旁路回路之间进行手动切换。
（6）信号及保护回路。
UPS屏上设多种信号，以便监视其运行状态。
第二章变电站直流控制系统第一节变电站控制系统的设计一、变电站控制系统的设计1．控制回路的设计：是指从控制指令的发出到执行元件动作，全部电气回路接线设计。
包括控制回路工作电压的选择，控制回路接线设计，闭锁回路、监视回路、信号回路、电源回路的设计。
2．控制回路的选择：包括控制屏、操作继电器屏、接线端子屏、控制开关、操作中间继电器、信号指示设备、闭锁设备、计量表计、变送器、控制回路电缆、熔断器等设备的选择。
3．控制回路的布置：包括住控制室的布置，继电器室、计算机室的布置，控制屏、各种继电器屏、电度表屏、变送器屏的屏面布置。
二、对控制系统的基本要求。
1．要有高的可靠性。
2．要有适应各种运行方式的完整的控制功能。
3．控制操作要简单方便。
4．要提高控制系统的经济性。
5．控制系统应留有与继电保护和自动装置的接口。
6．控制系统要有灵活性。
7．要有抗干扰措施和防误操作的闭锁。
第二节变电站断路器控制回路在发电厂和变电站中对断路器的跳、合闸控制是通过断路器的控制回路以及操动机构来实现的。
控制回路是连接一次设备和二次设备的桥梁，通过控制回路，可以实现二次设备对一次设备的操控。
通过控制回路，实现了低压设备对高压设备的控制。
一、控制信号传送过程（一）常规变电站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程由上图可以看出，断路器的控制操作，有下列几种情况：主控制室远方操作：通过控制屏操作把手将操作命令传递到保护屏操作插件，再由保护屏操作插件传递到开关机构箱，驱动跳、合闸线圈。
就地操作：通过机构箱上的操作按钮进行就地操作。
遥控操作：调度端发遥控命令，通过通信设备、远动设备将操作信号传递至变电站远动屏，远动屏将空接点信号传递到保护屏，实现断路器的操作。
开关本身保护设备、重合闸设备动作，发跳、合闸命令至操作插件，引起开关进行跳、合闸操作。
母差、低频减载等其他保护设备及自动装置动作，引起断路器跳闸。
可以看出，前三项为人为操作，后两项为自动操作，因此断路器的操作据此可分为人为操作和自动操作。
根据操作时相对断路器距离的远近，可分为就地操作、远方操作、遥控操作。
就地通过开关机构箱本身操作按钮进行的操作为就地操作，有些开关的保护设备装在开关柜上，相应的操作回路也在就地，这样通过保护设备上操作回路进行的操作也是就地操作，保护设备在主控室，在主控室进行的操作为远方操作，通过调度端进行的操作为遥控操作。
（二）综自站控制信号传输过程某线路高压开关控制信号传递过程操作方式与常规变电站相比，仅在远方操作和遥控操作时不同。
在主控室进行远方操作，一般是通过后台机进行，操作命令传达到测控装置，启动测控装置跳、合闸继电器，跳、合闸信号传递到保护装置操作插件，启动操作插件手跳、手合继电器，手跳、手合继电器触点接通跳、合闸回路，启动断路器跳、合闸。
当后台机死机或其它原因不能操作时，可以在测控屏进行操作。
遥控操作由调度端（或集控站端）发送操作命令，经通讯设备至站远动通讯屏，远动通讯屏将命令转发至站保护通讯屏，然后保护通讯屏将命令传输至测控屏，逐级向下传输。
需要指出，有些老站遥控命令是通过后台机进行传输的，如虚线图所示，但由于后台机死机时，将不能进行遥控操作，现在新上站，遥控通道不再经后台机，提高了遥控操作可靠性。
二、常规断路器控制回路原理下图为最简单的断路器控制回路原理图手动-+TQ HC DL DLKK KK BCJ 1ZJ7685自动手动自动合闸回路跳闸回路+-HCHCHQ合闸线圈回路KK —控制开关 HC —合闸线圈或合闸接触器线圈（电磁机构）TQ —跳闸线圈 DL —断路器辅助接点 1ZJ —保护及自动装置接点 BCJ —保护出口继电器接点 HQ —电磁机构中的断路器合闸线圈 （一）合闸回路断路器合闸回路由以下几部分组成合闸启动回路 → 断路器辅助接点（常闭）→ 合闸线圈手动合闸或自动合闸时，合闸启动回路瞬时接通，合闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关合上后，串于合闸回路的断路器常闭接点打开，断开合闸回路。
（二）跳闸回路断路器跳闸回路由以下几部分组成跳闸启动回路 → 断路器辅助接点（常开）→ 跳闸线圈手动跳闸或自动跳闸时，跳闸启动回路瞬时接通，跳闸线圈励磁，启动断路器操动机构，开关跳开后，串于跳闸回路的断路器常开接点打开，断开跳闸回路。
（三）断路器辅助接点的作用在操作回路中串入断路器辅助接点的作用：（1）跳闸线圈与合闸线圈厂家是按短时通电设计的，在跳、合闸操作完成后，通过DL 触点自动地将操作回路切断，以保证跳、合闸线圈的安全；（2）跳、合闸启动回路的触点（操作把手触点、继电器触点）由于受自身断开容量限制，不能很好地切断操作回路的电流，如果由它们断开操作电流，将会在操作过程中拉弧，致使触点烧毁。
断路器辅助接点断开容量大，由断路器辅助接点断开操作电流，可以很好地灭弧，保护控制开关及继电器接点不被烧毁。
（四）断路器防跳回路以上只是最简单的断路器控制回路示意图，在生产过程中，有时由于控制开关原因或自动装置触点原因，在断路器合闸后，上述启动回路触点未断开，合闸命令一直存在，此时，如果继电保护动作，开关跳闸，但由于合闸脉冲一直存在，则会在开关跳闸后重新合闸，如果线路故障为永久性故障，保护将再次将开关跳开，持续存在的合闸脉冲将会使开关再次合闸，如此将会发生多次的“跳—合”现象，此种现象被称为“跳跃”。