站用电系统故障查找仪及其直流电源装置

站用电系统故障查找仪及其直流电源装置

佘楚云梁瑞利王兵

（深圳供电局有限公司广东深圳518001）

摘要：在变电站380V站用电系统中，传统的排查馈线短路故障方法以检查绝缘为主，耗时长且极易引发上级开关二次跳闸。文章介绍了用以排查系统故障馈线的移动式故障查找仪及其直流电源装置。本装置克服了传统方法的弊端，大大缩小了排查作业的人工耗时，杜绝了上级开关二次跳闸的风险，可获得可观的社会效益及经济效益。

关键词：站用电系统；微机保护装置；四段式保护；直流电源装置

1引言

变电站380V站用电系统中，馈线开关指直接用以供给站用电负荷电源。站用电系统最主要三级开关模式为：馈线开关-站用变变低开关-站用变变高开关。馈线开关直接为“主变冷却电源”等变电站内负荷馈线供电。

本文所介绍的站用电系统短路故障查找仪的可以杜绝二次跳闸风险、迅速判断故障支路、并显示故障电流及类型。既能避免上级开关二次跳闸，又能判断故障支路，那么研制出的查找仪就应在通过故障电流时判断故障，并先行跳闸，从而避免变电站内开关动作。故总体思路为，在馈线开关与上级开关之间加装查找仪，合上某馈线开关后，若该支路故障则查找仪应判断故障并先于上级开关跳闸。移动式直流电源则为故障查找仪提供稳定直流电源、可通过档位灵活变换输出电压、满足站内绝大部分直流负荷需求的移动式直流电源装置。

2功能实现与应用

2.1查找仪原理

查找仪通过电源供给、逻辑判断、电流采样、跳闸兼后备四个单元共同实现功能。逻辑框图及内部布置图如下：

图1查找仪内部逻辑图

功能实现简述：

电流互感器作为采样单元，将监测得到的电流数据反馈给逻辑判别单元（微机保护装置），逻辑判别单元对反馈回来的数据进行综合判断后，对执行单元发送指令信号。若逻辑判别单元判断测量单元发送的数据满足动作需要，则发送动作信号，执行单元（塑壳开关）动作。微机保护装置其工作电源主要由装置工作电源提供。

数个磷酸铁锂电池构成端电压为12V的电池组，通过DC/DC变换器,将12V电压转换成110V电压，供移动式保护装置使用。移动式保护装置通过外置接点并入站用电系统，实现快速查找故障支路的功能。

2.2直流电源装置原理

移动式直流电源装置由动力单元、保护单元、充电单元、输出单元共同完成电压输出功能。由4节磷酸铁锂电池串联成为蓄电池组，再经由DC/DC(变比为12/110V、12/220V)变换器升压，从而稳定输出DC110V电压。

当装置处于放电装置、输出电压时，#1开关处于“合位”，#2开关处于“分位”，#1、#2熔断器处于“合位”；

当装置处于充电状态时，#1开关处于“分位”，#2开关处于“合位”，#1、#2熔断器处于“分位”。逻辑框图如2：

功能实现如下：

（1）动力单元：由4节磷酸铁锂电池串联而成。每节电池稳定提供3.2V输出电压，4节电池串联则可提供DC电压12.8V；每节蓄电池组容量为100Ah，即可以10A大电流持续输出10小时。由于磷酸铁锂电池容量与时间的线性关系，可以根据输出时间灵活调整输出功率；（2）充电单元：由1台临时充电机、#2微型断路器（额定电流50A）组成。蓄电池由于平时自放电导致容量下降，需要由临时充电机补充充电。在蓄电池组容量低于80Ah时，将临时充电机调至均充状态，合上#2微型断路器即可以80A电流对蓄电池补充充电；（3）保护单元：由2个熔断器（额定电流100A）、#1微型断路器（额定电流50A）组成。当使用动力单元供电时，C特性微型断路器与熔断器组成主备保护。由于蓄电池严禁过度放电，其放电电流不能超过100A，则当线缆载流量大于100A（2倍）时，#1微型断路器根据C特性反时限动作曲线延时跳闸，以避免烧坏装置；若#1微型断路器不能及时跳闸，则由#1、#2熔断器立即跳闸，切断电源。（4）输出单元：由1台DC/DC变换器及输出端子连接而成。由单相桥式整流电路、隔离变压器等组成。通过可选择档位，可将DC12V电压升压至DC110V或220V，为其他装置提供稳定电源。

图2移动直流电源装置逻辑框图

2.3使用步骤

使用背景假设：某变电站380V站用电系统因某馈线支路不明原因短路导致其上级开关——站用变变低开关1QF、2QF跳闸，380V第I段母线失压。查找仪使用步骤如下：

（1）隔离故障：将所有下级馈线开关打至“分”位，隔离故障；与此同时，确认查找仪装置功能正常，耗时约5分钟；

（2）接入装置：将查找仪牢固跨接在馈线开关与其上级开关之间，耗时约20分钟；

（3）核对定值：核对查找仪电流保护、零序保护定值无误，耗时约5分钟；

（4）合上上级开关：将已断开的上级开关“1QF、2QF”打至“合”位，耗时约1分钟；

（5）排查支路：逐一将所有下级馈线开关打至“合”位，若有馈线故障引发查找仪动作跳闸，则观察记录其故障电流及故障类型，耗时约30分钟。

利用查找仪可将所有馈线的可能故障排查完毕，全过程耗时共计约60分钟。

3结语

本文介绍了用以排查380V站用电系统故障馈线的移动式查找仪装置及其直流电源装置。装置克服了传统方法的弊端，大大缩小了排查作业的人工耗时，杜绝了上级开关二次跳闸的风险，可获得可观的社会效益及经济效益。移动式直流电源则为故障查找仪提供稳定直流电源、可通过档位灵活变换输出电压、满足了变电站内绝大部分直流负荷的需求的移动式直流电源装置。

参考文献：

【1】杨忠亮,刘平.智能变电站站用电源系统（J).低压电器.2012（13）.

【2】李淮海,张玉林.智能交直流一体化站用电源系统的应用研究（J).安徽电力.2011（03）.