（广东电网有限责任公司汕头供电局）
摘要：变电站直流系统绝缘监测装置损坏将无法对直流系统的绝缘起监测作用，直流系统绝缘下降可能导致严重后果，为解决直流系统绝缘监测装置损坏期间站用直流系统的绝缘情况能得到正常的监视，设计出一套适应不同额定电压的简易直流系统绝缘监测装置，能临时接入系统以正常监视绝缘情况，并能在绝缘下降至设定值时向监控后台系统发出告警信号。
关键词：绝缘监测；直流系统；平衡桥电阻原理；告警信号
变电站直流系统对地的绝缘下降甚至直接接地，保护设备将可能出现误动作或拒动作，对于电网的正常运行有很大的影响，所以必须对直流系统的绝缘情况进行可靠的监视。我供电局变电站使用的直流绝缘监测装置涉及14个设备厂家27种型号的绝缘监测装置，且均为微机型，因此无法达到对每个设备进行备品备件的采购。220kV濠江变电站使用的是汕头自动化厂组装的直流设备，直流绝缘监测装置是华星恒业电气设备有限公司的HY-DC2000。由于装置损坏后一直无法找到厂家进行维修，整机更换的话需要找到与原来测量原件匹配的设备，导致装置停运时间达180多天，最后通过立项对整个直流系统进行改造；110kV东墩站直流绝缘监测装置为奥特讯设备，多次出现短时绝缘异常，但继保班到现场检查时绝缘又恢复正常，经多次检查发现绝缘监测装置平衡桥老化变值，临时接入平衡桥再未出现报警情况，但该绝缘监测装置已经停产，历时150多天，重新购置可替换的设备后才能消除缺陷。
为此本文设计了一套简易的直流母线绝缘监测装置，本装置接线简单，可适应不同电压等级直流系统，能向后台提供无源告警接点，临时接入站用直流系统后能确保系统仍能正常分列运行，确保了系统的安全可靠运行。
1、装置应用平衡桥电阻原理：
原理图以额定220V为例，其中中R+、R-为对地绝缘电阻，正常时趋于∞，R1、R2为平衡桥电阻，在不考虑系统对地分布电容等的影响情况下，当直流系统正负极对地电阻R+、R-都趋于∞时，两极对地电压值相等│U+│=│U-│=110V，而当正级对地绝缘电阻R+电阻变小时（系统正极对地绝缘下降），正负极对地电压发生变化，根据以下方程组1可推算出出正负极对地电压，当发生正极直接接地即R+=0时U+为0而U-则为系统直流电压220V。
方程组1：（注：下式中电压均为绝对值）
U+/（R1//R+）=U－/（R2//R－）
U++U－=220 V
而此时电流继电器K将流过不平衡电流I0，当电流达到电流继电器动作值时继电器动作。根据中国南方电网有限责任公司《变电站直流电源系统技术规范》对于220V系统要求当正极或负极母线对地绝缘降低于30±5kΩ时必须发出报警信号，对于110V系统要求当正极或负极母线对地绝缘降低于15±2.5kΩ时必须发出报警信号。由此以220V系统要求可计算出当任一极绝缘电阻低于30kΩ时电流继电器K流过的不平衡电流：
I0= I1- I2
当R+=∞及R-=30kΩ可推出
I0= I1- I2=0.0024A=2.4mA
由此可知当电流继电器流过2.4mA的电流时可判断为正极或负极对地绝缘下降至要求的限值。
根据以上原理本装置由平衡桥电阻、带报警接点的直流电压表、带报警接点的直流电流表（mA）等主要元件及额定电压切换回路、告警信号回路组成。
2、装置原理图如下：
根据中国南方电网有限责任公司《变电站直流电源系统技术规范》对平衡桥电阻要求为30kΩ及15kΩ，装置配置了两套平衡桥电阻，以适应220V或110V的站用直流系统，符合变电站直流系统运行要求，其中主要元件电压表及电流表等具体参数可见元件参数表：
本装置经实验室直流系统测试运行正常，并在新建110kV时代站直流系统模拟绝缘监测装置异常后接入系统，分别模拟直流正极完全接地、负极完全接地、正极经过渡电阻接地、负极经过渡电阻接地。根据控制正、负母线电压对地电压偏移绝对值≥直流标称电压的15%的要求，直流系统额定电压整定直流电压表V1、V2高报警UH=（1+15%）U额定/2及低报警UL=（1-15%）U额定/2；从测试结果可以看出：在实际应用中，110V直流系统绝缘电阻的报警门限一般设为15 KΩ左右，装置能正确动作并在后台报警信号正确，完全可以达到要求。
现场绝缘监测装置使用：
2017年9月16日礐石站 #2直流屏直流系统故障。现场检查原配置的直流系统绝缘监测装置故障，且无法现场修复。继保班组采用本装置到现场进行测试，先将原装置拆离系统后，再将本装置接地线牢固接入接地铜排，用试验线将正、负极接线端子接入系统正母线及负母线后，直流系统绝缘故障恢复。试运行期间，无发生直流系统绝缘故障告警信号，达到临时代替损坏的绝缘监测装置运行。
结论：
1．采用本文讨论的简易站用直流母线绝缘监测装置可以使两段直流母线分列运行方式，继续保证站用直流系统运行的可靠性和灵活性。
2．该装置具有使用方便、维修方便等特点。整个装置可安装在屏上，也可将其置于平台上，直流系统绝缘监测装置经过现场调试，证明设计方案合理，运行监测可靠，达到指标要求
3．该装置具有通用性强的特点，适应220V及110V直流电压等级，可临时代替损坏的设备，并具有报警功能，提示现场工作人员及时处理接地故障。
参考文献：
[1]李秀卿，崔实. 《直流系统绝缘在线监测装置的改进》华北电力技术.2000：35-38
[2]中国南方电网有限责任公司.《变电站直流电源系统技术规范》：5-6
作者简介：
第一作者：张泽彬（1978-），男，广东省汕头市人，民 族：汉 职称：工程师，学历：本科。研究方向：从事电力系统理论与实践。
第二作者：郑绍鸿（1975-），男，广东省汕头市人，民 族：汉 职称：工程师，学历：本科。研究方向：从事电力系统理论与实践。
论文作者:张泽彬,郑绍鸿
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
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