一起由蓄电池单体故障扩大为全站失压事故的分析.doc

1、一起由蓄电池单体故障扩大为全站失压事故的分析摘要：本文分析了一起典型的由于单体蓄电池故障，造成直流系统失压，导致备自投失电未动作引起的全站失压事故，进而指明了蓄电池组检查、维护的重要性。 关键词：蓄电池；直流系统；备自投；失压；检查维护 中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号： 引言 变电站直流系统是变电站内独立的电源，它为继电保护、控制信号、自动装置、计算机控制系统、断路器的操作、通信以及事故照明提供可靠的操作电源。而在变电站直流系统中提供能源的主要是蓄电池，蓄电池相当于变电站整个二次系统的心脏,为二次系统的正常运行提供动力。正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流失电

2、时,蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。如各类事故照明、交流不停电电源等，同时也必须可靠提供事故停电时的控制、信号、保护、通信等重要电源，因此，蓄电池组的运行状态，决定了变电站直流系统的稳定性。本文通过一起典型的因单体蓄电池故障造成的全站失压事故的分析，指明了蓄电池组的日常检查、维护的重要性。 1、某 110V 变电站全站失压案例分析 2012 年 10 月 6 日 10 时 53 分 08 秒 796 毫秒，某变电站 110kV 卫马线 39 号杆由于事故车辆碰线，造成线路两侧零序保护段保护动作，接地距离保护段动作，两侧断路器跳闸，全站失压。直流系统由蓄电池供电，10 时 53 分 11 秒 7

3、25 毫秒，蓄电池组 107 号蓄电池故障，导致蓄电池系统开路，造成全站直流系统失压，110kV 进线备自投保护装置失电未动作，某 110kV 变电站全站失压。 1.1 事故前运行方式 1.2 保护动作情况分析 2012 年 10 月 6 日 10 时 53 分 08 秒 796 毫秒，某 110kV 变电站卫马线 112 线路保护动作，零序段出口（定值=6.8A 0.3S） ，自产零序电流大小为 9.550A， （反映到一次 2292A）二次零序电流满足零序段动作条件；10 时 53 分 08 秒 801 毫秒，112 线路保护动作，接地距离段出口（定值=1.46 欧 0.3S） ，测控阻抗

4、为 1.038 欧，阻抗大小满足接地距离段动作条件，断路器跳闸。 正常运行时，主变高压侧中性点均未直流接地，而经放电间隙接地，在卫马线 111 线路发生 A 相接地故障时，1 号、2 好主变中性点产生过电压，击穿主变中性点放电间隙，构成零序网络通道，造成该 110kV 变电站卫马线 112 线路保护零序段出口、接地距离段出口。 1.3 110kV 进线备自投未动作原因 现场检查 110kV 进线备自投保护未动作，保护定值中 110kV 备自投动作跳主供线路卫马线 112 动作延时 4.5 秒，合备用电源进线桥马线 111动作延时 0.3 秒。10 时 53 分 08 秒 796 毫秒，卫马线

5、112 保护跳开 112断路器，造成全站失压，直流系统因所用电源消失，全站直流蓄电池组供电。10 时 53 分 11 秒 725 毫秒，蓄电池组 107 号蓄电池故障，导致蓄电池系统开路，造成全站直流系统失压（监控后台报文有直流电池巡检整组电压异常动作信号） 。而 110kV 进线备自投还未满足 4.5S 的动作延时，全站直流系统已失压，110kV 进线备自投保护装置已失电，造成110kV 进线备自投保护未动作。 1.4 直流系统失压原因 该组蓄电池为 2001 年出厂阀控式铅酸蓄电池组，至事故发生时年限已超过 10 年。监控后台及直流系统监控单元报“直流电池巡检整组电压异常动作” ，现场检查

6、蓄电池两端电压为 16.7V，测量 107 号蓄电池组两端电压为 1.4V，故判断为 107 号蓄电池内部存在开路，导致蓄电池组回路开路，全站直流系统失压。经判断分析，在直流系统交流进线电源消失后，蓄电池组带全站负荷及 112 跳闸冲击电流，突然以大电流（约5.1A）放电 3S 过程中，107 号蓄电池老化、内阻大，在大电流作用下突然发生开路，导致直流系统失压。 1.5 动作时间顺序 2、 事故案例主要原因分析 本起事故，由一起简单的双回互为备投线路跳闸事故演变为一起全站失压的重大事故，其主要原因在于当主供线路卫马线 112 线路于 10 时53 分 08 秒 796 毫秒故障跳闸后，按照定制

7、单投入要求，备用电源进线桥马线 111 线路应在延时 4.5S 后投入运行，但当故障跳闸到备用电源等待4.5S 延时动作期间，10 时 53 分 11 秒 725 毫秒，蓄电池组 107 号蓄电池故障，导致蓄电池系统开路，造成全站直流系统失压，此时等待 4.5S 延时的备用电源进线桥马线 111 线路备自投装置失电，备自投延时时限4.5S 到时，备自投未动作，造成全站失压。 事故发生后，对 110kV 变电站 107 号蓄电池进行解体检查，打开蓄电池的安全阀，发现蓄电池在正极汇流排存在裂缝，负极汇流排正常。为了进一步检查电池的内部情况，对蓄电池的密封盖进行了拆解。打开蓄电池的密封盖体发现蓄电池

8、的正极汇流排已经变形，负极汇流排形体正常。在正极汇流排靠近正极柱体的部位呈现下凹形体，该处汇流排存在断裂迹象。在进一步的检查中发现蓄电池正极柱体与汇流排已经处在虚接状态。正常时蓄电池正极柱体与汇流排为同体一次成型后在电池壳体外与正极接线柱连接后胶注密封，不应存在连接或焊接部件，从现状分析可能是在蓄电池正极汇流排在组装过程中，受力下凹变形，在 10 年的运行过程中，经历了多次核对性充放电、均充等大电流运行，电池正极汇流排逐渐老化，原来变形的部位在多次电流的作用下逐步发生变形，由于柱体部位与壳体胶注在一起，当汇流排下凹变形加重时造成汇流排与正极柱体不能一同向下位移，于是在蓄电池正极柱体与汇流排处出

9、现裂缝并逐步劣化加重。在 10 月 6 日，电池突然由浮充状态转变到大电流放电时，正极汇流排发生断裂，造成电池开路整组蓄电池失压。 3 、事故对蓄电池运行维护的启示 3.1 蓄电池出厂时应严格检查实验报告的相关内容，特别要核查恒流放电电压（蓄电池在放电过程中，放电电流始终保持恒定不变，直放到规定的终止电压为止） 、容量实验（新安装的蓄电池组，安规定的恒定电流进行充电，将蓄电池充满容量后，按规定的恒定电流进行放电，当其中一个蓄电池放至终止电压时为止。C=Ift）数据是否合格；并在进行核对性充放电实验时，根据实际数据与容量试验计算值进行对比来确定蓄电池组的容量是否合格。 3.2 蓄电池室应温度应经

10、常保持在 2025并装设抽风机保证室内干燥以减小环境湿度对蓄电池自放电加剧的影响，门窗应安装遮光玻璃或涂有带色油漆的玻璃，以避免阳光直射造成蓄电池组加速老化； 3.3 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，极柱与安全阀周围有无酸雾溢出，蓄电池温度是否过高； 3.4 阀控式蓄电池在运行中电压偏差值及放电终止电压应符合一下规定，若发现该两项数据出现异常或偏差较大，需要对蓄电池组进行进一步的检查甚至更换； 阀控式 3.5 阀控式蓄电池温度补偿系数受环境影响，基准温度为 25时，每下降 1，单体阀控蓄电池浮充电电压值应提高（35）mV； 4、 结束语 直流系统作为变电站的核心组成部分，在日程的运行中起到至关重要的作用，而蓄电池更是直流系统的心脏，日常重视蓄电池系统的运行、维护、检修工作，不仅是保证变电站直流系统安全运行的保障，更能在关键时刻确保保护及自动化装置的可靠动作，有效的隔离故障，防止事故扩大化。 参考文献： 1 DL/T7242000电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 2 国家电力调度通信中心电力系统继电保护实用技术答中国电力出版社，2009 3 江苏省电力公司电力系统继电保护原理与实用技术中国电力出版社，2007