（大唐河北发电有限公司马头热电分公司 河北省邯郸市 056046）
前言：近几年来发生多起交流窜入直流系统引起保护误动、造成电网大面积停电事故。2012年3月国家电网公司制定的《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》规定了直流电源系统必须严防交流窜入，并且规定新建或改造站必须带有交流窜直流故障的测记和报警功能，原有直流系统绝缘监测装置需逐步改造使其具备交流窜直流故障的测记和报警功能。马头热电分公司对厂区直流监测系统进行改造，采用新型交流窜入告警及预防装置实时监测母线、蓄电池、各支路的绝缘情况。
一、背景及现状
马头热电分公司9、10号两台燃煤供热机组，额定功率300MW。直流系统改造前采用的WDCX-620型微机直流系统绝缘在线监测装置，此类监测装置的检测原理为定期向直流回路注入一定幅值的交流信号根据交流量的反馈计算相应的阻值来衡量接地故障是否发生及相应的接地点的位置，带来的弊端就是不具备交流窜入直流功能，当系统存在交流窜入直流回路时如果设备绝缘性能下降、设备老化可能引起交直流系统短路给电网安全运行埋下巨大的隐患。
二、交流窜入告警及预防装置特性
改造后绝缘监察装置能灵敏的反应各种接地故障且能有效对交流窜入直流系统做出判断，根据情况性质做出动作，且具备对整个系统的绝缘监测功能，不管系统哪个环节出现问题都能准确判断，特性如下：
2．1、直流系统绝缘监测装置能实时监测并显示直流系统母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地交流电压、正负母线对地绝缘电阻及支路对地绝缘电阻等数据。
2.2、交流窜入监测：实时采集并显示交流窜入电压值，超过报警门限值时自动发出交流窜入告警信息，并能准确判断交流窜入的故障支路及母线极性。
2.3、迫跳交流窜入故障支路开关：当有交流从馈线支路开关窜入时，绝缘监测装置通过采样分析，得出交流窜入极性、支路、幅值，根据维护人员设定条件，判断是否启动迫跳功能，并进行相应动作，如果动作则记录相应动作时间、条件、参数等信息。
2.4、直流互窜监测：直流母线互窜故障时能够准确告警并报出具体故障支路。
2.5、母线异常告警：实时显示母线电压，正负对地电压及压差，母线电压越过过压、欠压告警门限值时可准确告警，压差越过告警门限值时可告警。
2.6、蓄电池接地监测：装置可以监测蓄电池组接地，并有效定位出存在接地故障的蓄电池。
2.7、绝缘电阻监测：实时显示直流母线及馈线支路对地绝缘电阻，越过告警或预警门限值时自动告警并启动选线功能，能够可靠处理以下情况：
1）单极一点接地及绝缘降低；
2）单极多点接地及绝缘降低；
3）两极同支路同阻值接地及绝缘降低；
4）两极同支路不同阻值接地及绝缘降低；
5）两极不同支路同阻值接地及绝缘降低；
6）两极不同支路不同阻值接地及绝缘降低；
2.8、压差补偿功能：可设置启动压差补偿功能，母线压差符合补偿范围时，进行补偿，并提示补偿前的实际压差。
2.9、单臂智能检测桥：当直流系统出现接地时，装置对接地方式进行智能分析，检测桥进行单臂反极性投切，避免“一点接地”时因检测桥投切造成“误动”。
2.10、兼容多厂家传感器：兼容目前主流直流漏电流传感器接口，如：0-1V，4V，0-5V，0-20mA等，现场改造可利用原有传感器，节省现场改造时间，降低改造工作量。
2.11、传感器校准功能：具有传感器自动、手动零点校准功能，有效解决传感器长期运行引起零漂、温漂等各种误差导致采集精度下降或误报信号问题。
2.12、装置自检功能：当发生下列故障时，发出自身异常报警信息：
1）平衡桥电阻开路；
2）检测桥电阻开路；
3）支路漏电流采样回路异常；
4）通讯中断；
5）装置本身异常报警。
2.13、外部接口丰富：装置配有2个RS232、1个以太网、4个干节点，可方便实现与直流屏监控、其他监控平台接口，并带有MODBUS通讯规约，有远程启动选线、远程复归功能。
2.14、故障复归功能：具有故障消失后告警信息自动复归。
2.15、报警门限、系统设定值等参数可通过本地、远方整定。研制与技术创新
本套装置采用新型算法对交流幅值检测、交流迫跳软硬件设计、母线压差补偿技术、蓄电池接地监测技术、母线环路互窜检测等几个领域进行了重点研发设计，保证了交流窜入告警及预防装置运行可靠、准确、灵敏。
三、多种新技术的应用
本套装置总结目前直流系统发生的各种故障类型，对各种特定绝缘故障模型进行了反复试验和设计，做到特定故障检定的高灵敏性。
3.1交流幅值检测技术的研究
装置将监测交流分量功能部分和绝缘监测集成一体，硬件图如下：
绝缘监测装置检测桥投切是引起“一点接地”误动的一个重要隐患，而目前入侵监测装置的单臂检测桥存在检测低阻接地精度不足的缺点，对此系统的单臂智能监测桥也进行了解决。
单臂智能检测桥具有正负两极检测桥，投切检测桥之前，先对接地情况进行分析，预判投切哪极检测桥可以保证负极对地电压不超过55%，投切哪极检测桥可以满足测量精度，在检测方式中做出最优选择。
四、结束语
将交流入侵报警功能和迫跳交流侵入故障支路功能结合成配套系统，加强了对迫跳功能的安全保护措施，增加了人机交互授权及软件智能分析判断、限流电组进行短路限流、正负极对地接触器闭合时间锁定、正负极对地接触器线圈互锁等安全措施，同时解决施工困难的难点确保旧站改造工程作业期间直流系统安全可靠运行。
论文作者:周恒,王广慧,刘鹏举,覃展
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/20
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