某變電站1號站用變低壓側斷路器欠壓保護動作，使1號站用變壓器低壓側斷路器先后跳閘，導致站用380V交流電源失壓，直流屏充電裝置失去電源停止工作，直流屏蓄電池組為直流負荷提供電源；因蓄電池已存在隱患，造成直流母線失壓。

二、故障原因分析

   1. 系統組成及運行方式

   該站直流系統操作電壓為DC220V，采用單母線接線、分段運行方式，正常運行時，兩段直流母線聯絡斷路器在分位。配置2組閥控式鉛酸蓄電池，個數108只/每組，容量300Ah；配置2套許繼充電裝置（配置ZZG22A-2022010共10臺）。

   220kV系統：

   該站共有4條220kV母線，Ⅰ、Ⅱ段母線為敞開式設備，××線、  Ⅲ、Ⅳ段為擴建間隔，GIS設備，封閉式母線。   Ⅰ、Ⅲ段母線分段開關合，并列運行；Ⅱ、Ⅳ段母線分段開關合，并列運行；每條母線均配置一臺220kV電壓互感器。

   66kV系統：

   66kV水泥線、1號主變壓器在66kV東母線運行；2號主變壓器在66kV西母線運行；1號66kV母聯斷路器在合位，東、西母線并列運行。

   站用交流系統：

東風變壓器共有站用變壓器2臺，容量均為630kVA。1號站用變壓器接入該站66kV母線；2號站用電壓器的電源為外接電源，由66kV線路2對側變送電；母線聯絡斷路器在分位，2臺站用變壓器分列運行。

 

2. 故障描述

   （1）外觀/解體檢查情況。對蓄電池外觀檢查未見漏液、鼓肚、凹陷等異常。選擇43、54號電池進行現場解體，發現43號蓄電池正、負極板腐蝕嚴重，負極極柱出現熔化現象，殼體內部出現熔鉛；54號蓄電池負極極柱與匯流排連接處未完全斷裂。

   （2）對蓄電池組試驗檢測情況。

1）再次對第一組電池進行了核對性充放電試驗（放電電流為31.5A），放電時43號蓄電池電壓迅速下降，隨后將其脫離蓄電池組，測量電壓為1.85V。將其余107只電池繼續進行核容試驗，核容結果良好。

2）利用內阻測試儀對第一組蓄電池進行檢測，發現43號蓄電池內阻為0mΩ（電壓1.633V），54號蓄電池內阻偏大（4.621 mΩ）。

（3）對低壓交流系統試驗檢測情況。1號站用變壓器低壓交流系統為低壓斷路器采用JXW1-2000智能型萬能式斷路器，具備過電流保護盒欠壓保護功能。通過對斷路器檢查，電壓設定值為額定相電壓的85%，當電壓低于187V時，該斷路器瞬時動作跳閘。

3. 故障原因分析

經現場檢查報告分析，引發本次故障的主要原因如下：

（1）1號站用變壓器低壓側斷路器脫扣跳閘。1號站用變壓器低壓側斷路器具有欠壓保護功能，在66kV水泥線短路故障時造成66kV母線電壓降低，導致1號站用變低壓側母線電壓降低，達到欠壓保護整定的定值從而欠壓保護動作，低壓側斷路器正確跳閘。

（2）第一組蓄電池單體電池異常。結合檢查及試驗過程，其分析原因如下：

1）43號蓄電池由于運行年限較長（該組蓄電池運行近十年），正、負極板腐蝕嚴重，電池負極極柱與匯流排連接處出現溶化現象，殼體內部出現熔鉛，內部匯流條與匯流排連接處接觸不良，電壓快速下降（1.633V）；54號蓄電池負極極柱與匯流排連接處未完全斷裂，54號蓄電池負極稍微用力即斷裂，內阻偏大（4.621 mΩ）。

2）在正常運行狀態下，直流負荷是由直流屏充電裝置提供，蓄電池浮充電流較小（0.3A左右），因此蓄電池不會出現負極極柱與匯流排連接處斷裂和熔斷故障。但當1號站用變跳閘后1號充電裝置失去交流電源停止工作，由該組蓄電池帶直流Ⅰ段母線全部直流負荷（負荷電流大約18A），因負荷電流較大，致使電池負極極柱與匯流排連接處部分斷裂，大電流無法通過，蓄電池組電壓逐步下降，最終降至保護、測控等裝置無法運行。

3）現場對蓄電池帶載試驗檢查：

a. 放電電流為6.8A，雖然匯流條可能處在虛接狀態，但因電流較小，沒有發生斷路，使蓄電池組形成回路，得以持續放電。

b. 采用31.5A大電流進行核容放電時，進一步加劇匯流條的熔斷，導致匯流條瞬間斷裂，電池損壞，停止放電。

即蓄電池因出現負極極柱與匯流排連接處斷裂和熔斷故障，是直流母線電壓異常的主要原因。

（3）存在的問題。

1）該組蓄電池按照規程要求進行了核對性放電、進行了端電壓測量均未發現異常，數月后出現異常，暴露出目前對正常運行時處于直流屏系統中浮充電狀態蓄電池的內部缺陷、隱患的監測和檢測手段缺乏。

2）該組蓄電池已運行9年多，接近壽命后期，運維單位在運維上未對其采取相應的措施強化其日常運維檢測工作。

3）該站為變電站運維班所在地，在本次異常情況的處理之中，直流屏運維人員的反應速度較慢，站用交流恢復的時間較長。

三、故障處理與防范措施

1. 故障處理

對存在問題的蓄電池進行更換，并定期進行檢測維護。

2.防范措施

（1）立即組織對其他區域變電站站用交直流電源系統進行專項排查，排查直流屏蓄電池整組核對性充放電情況、單體蓄電池是否有鼓肚、變形、漏液情況，開蓋檢查正負極接線端子是否有嚴重腐蝕的情況等，對存在的問題組織制定整改措施。

（2）目前閥控式密封鉛酸蓄電池使用壽命一般為10年左右(對運行超過10年、連續三次核對性放電容量不足80%的進行更換)，根據運行經驗和廠家技術人員反饋，閥控式密封鉛酸蓄電池在使用后期可能會出現電解液干涸、極板腐蝕、失水等現象導致容量下降。要求各單位進一步強化對蓄電池的運維管理（特別是運行8年及以上蓄電池），按照要求定期進行核對性充放電和端電壓測試，并開展蓄電池內阻測試工作，發現問題立即更換。

（3）組織研究對運行中蓄電池采取技術措施（如加裝在線內阻測試裝置等），做到早日發現蓄電池缺陷。針對不同運行年限的蓄電池，研究制訂采取抽樣檢查的措施，必要時進行解剖檢查。

（4）對于個別落后蓄電池可采用蓄電池活化儀進行活化處理。同時采購直流屏綜和特性測試儀，對直流屏充電模塊的穩壓、穩流、紋波系數等進行測試，對不合格的直流屏充電模塊返廠維修。

（5）在條件成熟時，對蓄電池組加裝蓄電池綜和在線監測裝置，實時測量蓄電池的內阻、電壓、溫度、極化電容、極化內阻等，提前發現蓄電池的潛在問題，實現提前預警，提前防范。對有風險的蓄電池加裝防開路跨接裝置。