变交流缺相导致直流高频充电模块烧坏缺陷

四、110kVTH变交流缺相导致直流高频充电模块烧坏缺陷

(一)缺陷概况

1.缺陷发生时的现象

2012年4月7日，110kVTH变直流系统交流电源Ⅰ开关跳闸，1路交流进线欠压，2路交流进线电压正常。直流系统充电屏内交流配电单元不能自动切换至2路交流电源供电，手动也不能切换至2路电源对直流系统充电，直流充电机无交流电源输入，后台监控机发#1、#2、#4直流充电模块故障。目前，站内直流系统由蓄电池供电。

2.缺陷设备基本信息

110kVTH变直流系统直流充电模块型号为ATC230M10Ⅲ，交流进线接触器型号为LC1－D3210。投运日期为2009年7月。

(二)缺陷处理情况

现场检查整理直流充电屏内集中监控器报文见表5－4。从直流监控器报文可见，装置在4月7日04时34分到35分期间，先后发生#2交流缺相、#1交流欠压发生、#1充电机04模块通信故障、#1充电机02模块通信故障、#1充电机04模块故障。

表5－4　直流充电屏报文表

检查直流充电屏内直流系统二次回路，交流进线接触器Ⅰ、Ⅱ接触不到位，外观查看交流接触器在吸合位置时，用万用表测量接触器Ⅰ的B相未导通，接触器Ⅱ的A相未导通，判断直流充电屏内交流进线接触器Ⅰ、Ⅱ损坏。#1、#2、#4直流充电模块损坏，#4直流充电模块有明显烧焦痕迹。

更换交流接触器Ⅰ、Ⅱ后，分别模拟1路、2路交流电压失电，直流充电屏内两路交流进线切换正常，分别测量切换后交流电压正常，无缺相，交流接触器Ⅰ、Ⅱ能可靠吸合。交流切换试验正常后，更换#1、#2、#4直流高频充电模块，模块经均充、浮充转换，工作正常。

(三)缺陷原因分析

该变电站近两年共发生8起直流充电模块故障缺陷，直流充电模块缺陷暴发率较高。根据报文先后顺序判断，本次缺陷起因是交流接触器Ⅱ损坏，导致直流充电模块交流电源缺相，长时间缺相运行#4直流充电模块内部短路烧坏。

110kVTH变直流系统出厂时未在充电模块交流进线配置空气开关，仅在模块内配置了一个防过压保险。#4直流充电模块内部短路，模块内保险烧坏未能切除故障，只能通过上一级空气开关跳闸，即跳开0.4kV站用变屏内直流充电电源Ⅱ空气开关切除故障，参考图5－4。

图5－4　直流系统原理图

图5－5　双路交流电源自投原理图

如图5－5，双路交流电源自投原理图所示，0.4kV站用变屏内直流充电电源Ⅱ空气开关跳开后，直流充电屏内交流切换由1路供电，交流接触器Ⅰ吸合，直流系统交流充电电源Ⅰ送电至充电模块。由于#4直流充电模块内部故障未隔离，0.4kV站用变屏内直流充电电源Ⅰ空气开关也跳开，变电站直流充电模块两路交流电源进线均消失，直流系统靠蓄电池供电。

观察#4直流充电模块有明显烧焦痕迹，测量模块内A、B、C三相有短路，内部已击穿。交流接触器Ⅰ在吸合时，将送电至#4直流充电模块内部，产生短路过电压，交流接触器Ⅰ烧坏，#2、#3直流充电模块前后受到两次过电压冲击烧坏。

(四)防范措施

1.该站直流系统生产厂家未在充电模块交流进线侧配置空气开关，模块内部故障，通过模块内部保险无法切除故障时直接跳交流进线电源，不利于直流充电模块稳定运行。在新建站和改扩建站招标采购时，要求每块充电模块各自配置满足级差要求的交流进线空气开关。

2.对该型号直流充电模块进行专项检查，增加配置满足级差要求的直流充电模块空气开关。

3.国产交流接触器抗短路冲击能力较差。变电站设备招标采购时，应将配置性能较好的进口交流接触器的要求列入技术协议。

4.长时间交流缺相运行会导致直流充电模块烧坏。运行人员巡视时应观察直流充电屏内交流接触器是否吸合可靠，测量交流接触器下端电压，确保吸合正常。

5.在新建和改扩建工程验收时，运行维护人员应注意查看直流系统是否为每块充电模块单独配置交流进线空气开关，若没有配置提出增加。