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摘要：本文描述了对某变电站一起非典型的220V直流系统发生的接地故障原因进行分析诊断的过程，以及采取的处理措施，同时还就直流系统平衡电桥的绝缘监测性能进行验证。
关键词：非典型；直流系统；接地故障；原因；绝缘监测
直流电源属于带极性的电源，也就是电源的正极与负极。直流电源的“地”并非实际的接地，只是中性点的一种含义。若是直流电源系统其正极或者负极对地间的绝缘电阻数值下降到一个特定数值，此时可以称直流系统存在了正接地或负接地的故障。
一、某变电站内220 V直流系统的基本情况
220 V站用直流系统包括两段直流母线，其中一号蓄电池组带直流1段母线运行，一号直流充电柜带一号蓄电池组进行浮充电运行；二号蓄电池组带直流2段母线运行，二号直流充电柜带二号蓄电池组进行浮充电运行。两段母线经母联断路设备进行连接，通常情况下，母联断路设备断开。各段母线装设一个WJy-3000A型直流系统绝缘监测设备，可以检测直流系统接地故障。
二、站用直流系统发生接地故障
处理过程：全站进行停电检查，检修人员对220 kV断路设备进行SF6密度继电设备信息模拟传送，发现断路设备上报相关闭锁信息的同时，变电站监控中心也报出220 V直流I母、II母绝缘性下降的信息。通过进一步检查，发现直流系统绝缘监测设备中的直流I母正母电压从115V降为25V ,负母电压从-115 V变成-205 V；直流II母的正母电压从115V升到195V，负母电压从-115 V变成-35V；之后深入地对监测设备中故障支路的编号进行排查，检测出直流I母、II母的故障支路均为19支路。所以，当断开直流馈线屏中220 kV高压断路设备控制电源I空开与220 kV高压断路设备控制电源II空开，直流I母的正母电压即恢复到115V，负母电压升到-115V，直流II母正母电压恢复为115 V，负母电压恢复为-115 V，变电站监控中心关于220V直流I母、II母绝缘下降的报警信息也随之消失。
三、关于故障原因的具体分析及解决方法
出现故障以后，检修工作者对220 kV断路设备二次接线情况展开详细检查。其一，对故障支路进行绝缘测试，故障支路直流电源正、负极的电缆对地绝缘数值均超过500MΩ，回路没有异常接地状况；其二，当故障回路带电时，通过钳形电流表测试，直流系统没有出现交流寄生回路的情况；其三，对220 kV断路设备二次接线图进行分析，发现SF6低气压闭锁回路存在异常，具体情况如下：
2BP是SF6低气压闭锁回路的正极电，上级电源是220V直流II段母线的正极，通常运行电压是+110V；2BN为SF6低气压闭锁回路的负极电，上级电源是220V直流II段母线负极，通常运行电压是-110V ；2BP和2BN直流电源皆来源于直流II段母线上“220kV高压断路设备控制电源II”的馈线空开。TB2/66端子是220 kV高压断路设备SF6密度继电装置低气压闭锁二压力常开触点63GL2的正电源端子，TB1/30端子是220kV高压断路设备SF6低气压闭锁信号继电器的负电源端子。当220 kV高压断路器SF6密度继电器压力常开触点63GL2闭合的时候，SF6低气压闭锁二信号继电设备63GLX2的线圈得到正电后回路导通，变电站监控中心报“220kV高压断路设备低气压闭锁二”的信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆1BP是SF6低气压闭锁一回路的正极电，通常运行电压是+110V；1BN是SF6低气压闭锁一回路的负极电，通常运行电压是-110 V。1BP和1BN直流电源皆来源于直流I段母线的馈线。TB1/22端子是220kV 高压断路设备SF6密度继电设备低气压闭锁一压力常开触点63GL1的正电源端子，TB1/28端子是220kV高压断路设备SF6低气压闭锁一信号继电装置的负电源端子。在220 kV高压断路设备SF6密度继电装置压力常开触点63GL1闭合的时候，SF6低气压闭锁一信号继电装置63GLX1线圈得电以后回路被导通，变电站监控中心报“220kV高压断路设备低气压的闭锁一”信息。然而，在现场实际接线检查中发现，SF6密度继电装置低气压闭锁二压力的常开触点63GL2正电源并未接到TB2/66的端子，而是接到TB1/22的端子，由于这个端子正电源是1BP，即从直流I段正母供电，由此引起TB1/22端子同时给“断路设备低气压闭锁一”回路和闭锁二的信号回路带来正极电，最终因接线错误引起SF6低气压闭锁二信号回路的正极电从220V直流I段供应，负极电通过220V直流II段供应。显然，在SF6密度继电装置低气压闭锁二压力常开触点63GL2闭合的时候，SF6低气压闭锁二信号继电设备63GLX2的线圈得电，SF6低气压闭锁二信号回路被导通报警，此时直流系统也出现接地报警。
根据上述情况对现场二次接线进行更改，把TB1/22端子错接的二次线进行转移，具体接到TB2/66端子。之后对220kV高压断路设备进行SF6密度继电装置信息传动，变电站监控中心没有发现异常信息，此时220V直流系统也恢复正常运行。
四、关于直流系统的绝缘监测设备
根据直流系统绝缘监测设备的工作原理，对此次故障回路展开分析，关于直流系统绝缘监测有四种状况：第一，在系统检测没有接地的时候，Rx=Ry=∞；V1=110 V ,V2 =-110V；第二，在直流正/负极单端接地的时候，Rx =∞或Ry = ∞，绝缘监测器经过检测V1和V2电压值的变动计算得出接地电阻值；第三，在直流正/负极发生平衡接地的时候，Rx =Ry 不等于∞,V1=110V ,V2=-110 V，绝缘监测器可以检测接地电阻值；第四，在直流正/负极发生不平衡的接地时，Rx≠Ry，绝缘监测器可以检测V1和V2的电压变化情况，进而得出接地的电阻值。
关于此次220V直流系统接地故障，由于接线错误，监测设备电桥回路中产生电流，具体的报警原理：在SF6低气压闭锁二压力常开触点没有闭合时，1号和2号直流系统处于独立状态；在63GL2点闭合后，SF6低气压闭锁二信号继电设备线圈得电，变电站中监控报出“220kV高压断路设备SF6低气压闭锁二”的信息，然而由于SF6低气压闭锁二继电设备线圈里经过的微弱电流给直流绝缘监测设备的平衡电桥带来影响，引起1号与2号直流系统绝缘监测设备检测到相应的接地现象。因此，对于通常状况下直流系统正、负极直接接地的故障与非典型间接接地的故障，可以借助平衡电桥原理，通过直流系统绝缘监测设备进行快速地检测区别。
结束语：
通过一起非典型220V直流系统接地故障的分析及处理，证明了该站直流系统绝缘监测设备具有良好的灵敏性。同时相关设备维护人员应当对这样的现象加以重视并认真对待与处理，特别是在对设备信息进行传动时，要结合二次设计图纸仔细分析现场设备的实际接线情况，及时排查安全隐患。
参考文献：
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[2]温向炜,王昊赪,宫力彬. 非典型220V直流系统接地故障原因分析[J/OL]. 内蒙古电力技术,:1-4(2017-08-30)
论文作者:林敏辉,林幼萍,张晓惠,郭威
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/15
标签：设备论文; 回路论文; 系统论文; 负极论文; 低气压论文; 端子论文; 常开论文; 《电力设备》2017年第29期论文;