(国网福建省漳州供电公司，福建 漳州 363000)

1 引言

一体化电源系统是指由直流电源系统、交流电源系统、UPS逆变电源系统、通信电源系统组合而成的智能供电系统。该系统承担着为站内各个设备供电的重要任务，发生任何问题都可能影响到其他运行设备，严重者甚至影响到一次设备能否正常分合，保护能否正确动作等。随着电力需求的快速增长，电网结构的日益复杂，电网的安全稳定运行也愈发的重要。当故障发生时，能否正确地、快速地、有选择地、可靠地切除故障，故障信息能否准确地、及时地上送调度系统等，都是评估电网稳定性的重要指标。因此，如何保证站内一体化电源系统的稳定运行，对突发事件如何进行有针对性的防范值得探讨。本文结合现场的一起典型一体化电源系统故障事件，对该系统缺陷引起的故障进行全面分析，并进一步针对运行中该系统的不足提出改进建议。

2 运行方式及事件经过

2.1 110kV竹林变当日运行方式

漳州110kV竹林变110kV侧为扩大内桥接线，由220kV总山变通过110kV总林线向站内供电，再经过110kV竹南线向110kV南坑变供电。在该运行方式下，全站为单电源供电。

110kV竹林变10kV侧为单母分段接线，10kVⅠ段母线由#1主变供电，10kVⅡ、Ⅲ段母线由#2主变供电，#1站用变接于10kVⅠ段母线，#2站用变接于10kVⅢ段母线，10kVⅠ、Ⅱ段母线分列运行。

图1 一次主接线图

2.2 事件经过

2017年1月14日14时50分，110kV总林线181对侧开关因线路故障跳闸，由于110kV竹林变为单电源供电，导致该站全站交流失压，同时，调度四级数据网发生通讯中断。14时59分，调度值班台对110kV总林线进行遥控合闸操作后，全站交流电压恢复，调度四级数据网通讯中断复归。通讯恢复后，监控人员发现站内有“#1、#2直流充电机交流进线失电”等异常信号。

运维人员进站检查发现，后台监控机已断电关机，直流总控装置报“1—40号电池电压低(0V)”异常信号。站用电屏Ⅰ上的“直流充电屏交流进线一空开”，站用电屏Ⅱ上的“直流充电屏交流进线二空开”，直流充电屏内的“#1交流进线空开”“、#2交流进线空开”、“#2充电机交流空开”、“#5充电机交流空开”已全部跳开，试送空开仍会再次跳闸。运维人员在断开直流充电屏上的全部充电机空开后，先试送直流充电屏以及站用电屏的空开均成功，再试送直流充电屏的充电机空开也成功，至此，110kV竹林变一体化电源恢复正常运行。

3 故障现象分析

3.1 现象一

调度四级数据网在全站交流失压的情况下，出现通讯中断的情况。

分析：现场调度四级数据网是由UPS电源供电，当110kV总林线故障跳闸时，UPS应正常供电，不应导致调度四级数据网通讯中断。

图2 一体化电源系统接线图

图3 直流总控装置报电池电压低(0V)”

3.2 现象二

运行人员进站检查发现，直流总控装置报“1—40号电池电压低(0V)”异常信号。

分析：此时站内由直流系统供电的装置均正常运行，全站直流系统应处于正常运行状态，直流总控装置不应报电池电压低异常信号。

3.3 现象三

检查发现，全站交流电压恢复的同时，充电机交流进线多级空开跳开。

分析：正常交流电压恢复，站内交流系统的空开不应出现多级跳开现象。

4 缺陷排查及处理

4.1 调度四级数据网通讯中断排查

由于四级数据网通讯中断在全站交流失压复归后立即恢复，同时现场检查发现后台监控机也已断电关机。因此可认为站内UPS系统无法正常工作，导致包括四级数据网交换机在内的设备失去不间断电源。

针对站内UPS系统可能存在问题的几种因素，进行了全面的排查分析：

4.1.1 因素一

由UPS装置供电的设备，其交流电源错接至交流屏，UPS装置未能对其进行正常供电。

针对该可能因素，检修人员对各个由UPS装置供电的设备，检查了其电缆走向的正确性，以及电缆芯数、二次线颜色等是否与UPS逆变电源屏内一致。检查结果为现场电缆走向和接线均正确，排除了该因素的可能。

4.1.2 因素二

UPS装置未能通过蓄电池组正常直流输入供电，而是只采用市电供电方式工作。

检修人员现场检查UPS装置运行情况，发现其面板上的信号灯显示为“逆变”，无告警信号。通过断开UPS装置的交流输入电源测试(断电前已告知调度监控班，并且现场已将涉及的设备关机)，发现UPS装置交流输出全部断电。至此，可确认该UPS装置的逆变功能出现问题，装置始终在使用市电供电，直流输入供电回路已失去作用。

图4 UPS装置接线方式

缺陷处理：

检修人员拆下UPS装置，发现装置内部积灰严重，拆开该装置检查时发现，UPS装置内部如图5所示，电容器已损毁。至此，可以确认该UPS装置内部元件损坏，导致了直流输入回路无法正常工作。

工作人员启用旁路检修功能，暂用交流市电代替UPS装置对各设备供电，同时将该损坏UPS装置进行更换。更换完毕后，分别对新装置进行了交、直流输入的功能测试，均合格。至此，该故障已处理完成。

4.2 直流总控装置报多节电池单体电压低报警排查

当全站交流失压，此时站内的直流系统改由蓄电池供电，检查现场由直流系统供电的设备，发现均正常工作，由此初步判断站内蓄电池处于正常工作状态。而运行人员检查站内的直流总控装置，发现该装置报出“1—40号电池电压低(0V)”异常信号。

图5 UPS装置内部损坏的电容器

针对该现象，检修人员对以下几种可能的因素进行了排查分析：

4.2.1 因素一

部分蓄电池电压过低：

针对蓄电池性能不佳的问题，检修人员做了相应的模拟试验，现场断开蓄电池组的交流充电电压，模拟全站交流失电情况。让蓄电池组在不充电的情况下运行30分钟后，用万用表检查蓄电池组的输出电压，检查结果合格，总电压保持在219V，对单个蓄电池进行检查，发现蓄电池的单体电压均在2.15V左右，同时直流总控装置内蓄电池电压数据均正常。由此可以判定，站内蓄电池组性能正常，排除该因素的可能性。

4.2.2 因素二

直流总控装置误报信号：

检修人员针对该直流总控装置，模拟了全站失压并恢复的过程，对其进行断电后重启，发现该装置重启后报出“1—40号电池电压低(0V)”，现象与当时全站交流失压时一致。其后，检修人员通过联系厂家得知，当该型号直流总控装置死机重启，或者装置复位过程中，装置将暂时无法接收到蓄电池电压数据，可能会出现多节蓄电池单体电压低报警。至此，可确认该电压低报警信号为直流总控装置在重启或复位时报出。

缺陷处理：

检修人员收集该型号装置的信息，并对运维人员和地调监控班做相应的交底，告知该装置重启时报出的异常告警属于正常现象。

4.3 充电机交流进线多级空开跳开排查

当全站交流失压复归时，充电机交流进线多级空开立即跳开。运维人员初次试送空开仍会再次跳闸，但改变试送空开的顺序后，又可成功合上空开。针对该现象，检修人员主要排查了以下几种可能因素：

4.3.1 因素一

试送空开顺序的不同，可能导致出现不同的短时大电流：

针对该可能因素，检修人员进行了相关的测试，再次断开全部交流充电空开，以及各个充电机交流空开，尝试各种试送空开的顺序。发现无论用何种方式试送空开，都能够正常送电，不存在因试送空开顺序的不同而发生跳闸的情况。故排除该因素的可能性。

4.3.2 因素二

上下级间，空开的跳闸电流级配不正确：

经检查发现，交流屏Ⅰ，交流屏Ⅱ上的“直流充电屏交流进线空开”跳闸电流为50A，而直流充电屏内的“交流进线空开”跳闸电流为63A，两者间的配合出现错误，上级空开的跳闸电流小于下级空开。因此，上下级的空开级配错误是导致多级空开跳开的因素之一。

4.3.3 因素三

变电站一次送电的瞬间，站内交流系统出现谐波和畸变，由电能质量异常引起空开的跳闸：

当一次系统的电能质量发生异常，如单相电压偏低，或者容性电流过大等，都可能导致充电电流异常而跳闸。根据本次变电站一次设备运行方式，结合其他站已出现过的类似情况。110kV总林线故障跳闸，之后成功合闸，导致了交流系统短时的过电流，同时由于因素二提到的空开级配问题，最终造成多级空开跳闸的故障。因此，送电瞬间的短时过电流为导致空开跳开的可能因素之一。

缺陷处理：

检修人员将交流屏Ⅰ，交流屏Ⅱ上的“直流充电屏交流进线空开”更换成跳闸电流为65A的空开，优化了上下级空开之间的级配关系。同时，也针对其他类似的单电源供电方式的变电站一体化电源进行逐一排查，做好隐患的预防和缺陷的处理。

5 结语

通过本次一体化电源缺陷引起的事故，对一体化电源的验收和日常维护提出以下建议：(1)基建验收方面，应加强对一体化电源系统的蓄电池的充放电试验，确认交直流系统空开级配的正确性，并重点对UPS系统的回路进行把关。(2)日常维护及巡视时，应加强对一体化电源系统的监视，检查各装置是否正常运行，无死机现象，并重视蓄电池组带载充放电等试验，一旦发现问题，应第一时间上报，以便及时消除隐患。

综上所述，强化对一体化电源的巡视，保证该系统缺陷能被提前发现、及时消除，这对降低变电站一体化电源体统的故障率、提高站内交直流系统运行的稳定具有重要意义。