变交流电压过高导致直流充电模块损坏缺陷

五、110kVLS变交流电压过高导致直流充电模块损坏缺陷

(一)缺陷概况

1.缺陷发生时的现象

2012年7月17日，110kVLS变发生直流系统交流故障，直流充电模块故障，#1、#3充电模块运行指示灯不亮，不能工作，#2、#4充电模块运行指示灯亮，故障指示灯亮，充电屏后有烧焦的气味。直流系统交流失电，站内直流负荷由蓄电池供电。

2.缺陷设备基本信息

110kVLS变#1、#3故障直流充电模块型号为ATC230M10Ⅲ，直流系统接触器型号为LC1－D3210。投运日期为2009年7月28日。

(二)缺陷处理情况

到现场后，检查110kV里山变直流充电屏内交流进线电压三相均为235V左右，接近正常运行值232V。#1、#3直流充电模块运行灯不亮，模块背后保险有烧焦痕迹，#2、#4直流充电模块运行灯亮，故障灯也亮，虽然直流充电模块没有损坏的迹象，但已退出运行。运行人员反映，之前测量损坏的#1、#3模块交流进线发现A相电压偏低，现场再次测量，B、C相电压为235V，A相电压仅有115V。

进一步检查发现，#1交流进线接触器进线端电压正常，出线端A相电压降到115V(当时#1交流进线主供)，断开#1交流进线空气开关，发现该接触器已不能返回，测量空气开关节点接触电阻结果为A相64MΩ，B、C相均为0 MΩ，证实该接触器A相节点已损坏。

正常运行时，断开#1交流进线后应由交流配电单元自动切换到#2交流进线主供，测量#2交流进线接触器线圈电压为235V，正负电均导通至接触器线圈，但节点未吸合，判断#2接触器也损坏。

#1、#3充电模块有烧焦痕迹，已损坏。#2、#4充电模块未损坏，缺陷发生时故障指示灯亮，是由于交流进线电压消失发出报警。

更换#1、#2交流进线接触器以及损坏的#1、#3直流充电模块，缺陷消除，直流系统运行正常。

(三)缺陷原因分析

1.10kVI段母线电压

图5－6为10kVI段母线电压曲线图，从图中曲线可以看出，在7月17日4时至8时期间10kV电压变化较大，最大值为10.68kV，最小值为9.54kV。

图5－6　10kVI段母线电压曲线图

2.10kVWSI回负荷

图5－7为10kVWSI回负荷曲线图，从图中曲线可以看出，10kVWSI回在0时到8时左右为负荷高峰期，8时以后负荷呈阶梯式降低。

图5－7　10kVWSI回负荷曲线图

3．0.4kV电压

图5－8为0.4kV电压曲线图，从图中可以看出，在7月17日04时05分左右电压达到最低值215.86V，在07时55分(8时)左右达到最大值，从历史曲线可见，最高电压可能超过242V。

图5－8　0.4kV电压曲线图

4.7月17日电容器投切情况

表5－5　为#1、#2电容器投切情况表。

表5－5#1、#2电容器投切情况表

综上分析，可以得出在8时左右由于10kVWSI回负荷突降，电容器未及时切除，所以导致电压升高。

5.高频模块损坏

高频模块配置有过压保护功能，交流输入电压超过10%额定电压(220V)即超过242V时模块就有可能损坏或退出运行。通过上述分析可见，缺陷当天交流输入电压确已短时大于242V，故判断模块为过电压损坏。

6.交流接触器损坏

由于输入电压过高，且接触器节点特性不完全相同，接触器节点损坏。加上高频模块烧坏时产生冲击，#1、#2交流进线接触器均烧坏。

(四)防范措施

1.运行部门在监查时，应注意观察400V站用变电压情况，当负荷变化较快时，应及时投切无功设备，防止系统过电压损坏设备。

2．根据站用变电压等级，如图5－9所示，在直流充电模块交流进线装设400V防浪涌保护器，吸收交流系统过电压，并应按级差配合装设空气开关，防止防浪涌保护器击穿后越级跳闸。

图5－9　雷击浪涌吸收器安装图

3.在负荷变化较大的变电站配置电压无功自动补偿系统(VQC系统)，在电压异常时，自动投切无功补偿设备。

4.在变电站直流系统发生故障停运，特别是现场有烧焦痕迹、气味时，运行人员不应试送交流进线空气开关，避免对交流接触器和直流充电模块造成再次冲击。