陕西省电力公司安康供电公司变电运维室
摘要：直流系统的环网问题，在电力系统当中是比较典型的问题，变电站运维中应特别关注环网问题。因此在本文的研究中，针对环网问题进行了讨论，并且依托相关规定，结合具体的环网故障案例讨论了环网问题的解决方法，希望可以为解决相似环网问题提供参考。
关键词：变电站；直流系统；环网；解决方法
电力系统当中直流系统是重要组成部分，是为变电站等场站二次系统供电的关键系统。变电站中直流系统一般都会采用2组蓄电池与2组或以上的充电机，以冗余的方式来保证二次设备的供电可靠性。通常情况下，2组蓄电池的运行是分开的，但是因为一些原因而导致2组独立的直流系统出现了电气连接，即直流系统环网，也即直流系统接地故障。
一、变电站中直流系统存在的环网问题
多数情况下环网问题的产生可以归纳为五种可能的原因，如负荷电源线连接错误。倒负荷操作中误操作，即倒负荷后，原来的负荷开关未断开，一般的重要保护回路都有两路电源，正常运行中通常都只有一路，如果两路运行就会出现环网。某些装置采用了两路电源，但是装置内部却没有隔离，如果分属两段母线的供电电缆内部出现了破损也会造成环网。一般变电站直流系统出现环网，轻则导致馈线烧毁，缩短蓄电池寿命，重则引起火灾。实际环网问题发生后还有很多伴生性的故障，如接地故障检测灵敏度下降，不能及时在接地故障中报警，同时也容易引起保护误动，设备拒动等故障问题。
直流系统在变电站当中地位突出，属于公用的部分，是二次设备的供电系统，如果直流系统问题，那么整个变电站二次设备的安全运行都会受到影响。一般的，典型变电站直流系统，早期采用的是一组蓄电池向全站的二次设备供电，这种直流系统环网问题高发，通常会因为继电保护二次回路接线错误而引起环网，造成很大的事故。因为一组蓄电池供电的直流系统容易出现环网问题基本上已经被放弃，现在绝大部分变电站采用的直流系统由两组蓄电池供电，但在使用过程中因为一些因素的影响也存在比较典型的环网问题，而且更为复杂。如电气连接当中是存在直流母线母联的，也就是直流母线一段和二段之间是存在一个母联开关的，因为这种模式，当二次回路当中存在寄生回路或者是接线错误等，就会引起两段母线间形成各种环网。
二、变电站中直流系统环网问题解决方法
（一）案例分析
案例为某变电站的一起直流系统接地假象报警的故障。该故障发生前，操作人员按照控制室要求，断开网控楼1号变压器0.4kV低压侧出线开关，随后断开高压侧6kV开关，并且两个开关均做了隔离。但却未拔下开关的二次插接件。由此造成了直流系统接地假象报警。
故障现象为网控楼110kV配电盘内直流系统绝缘监测仪报系统正极接地，对地电压从55v下降到23v，网控楼闪光报警装置内部直流接地监测装置报接地。
故障分析：事故变压器高压开关控制电源来自1LBR110VDC直流配电盘，低压侧开关控制电源来自0LBM110VDC直流配电盘，闪光报警器主电源与低压侧开关控制电源一致，报警装置内部有DC/DC装置，可将电源降低为24VDC，两个直流配电盘都配置有微机型直流系统接地监测仪，24VDC直流系统由XXS-4050功率电源组件供电并进行接地监测。从故障现象看，问题可能出在0LBM110VDC直流配电盘上，经过检查却并没有发现故障点，进一步考虑可能在24VDC直流电源上，考虑可能存在寄生回路。因此展开分析和查找，发现当断开低压侧开关控制室内电缆时，接地告警信号消失，因此故障点在该电缆上，进一步查找，发现该电缆来自高压侧开关的1对无源触点，隔断低压侧内电缆后电缆上依然存在13VDC的电源，因此断定该故障由寄生回路造成。检查高压侧开关控制室，其内部有5路不同直流系统的直流电源和1路交流电源，因为系统比较复杂，按照规定要求不能出现交点，但可能是调试期间遗留了一个交点，在调试试验中虽然合格了，但是在特定工况下寄生回路在两个不同的直流电源间形成了电气连接，即环网。
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故障解决方法：关键要慎用信号公共端，随着变电站直流系统越来越复杂，会给寄生回路一个非常有利的生存环境，主要解决的方法需要在前期由厂家、设计院和用户进行沟通，确保不存在公共端，或者是采用方便用户个性定制的短接片。这里要注意如果厂家在根据设计文件进行生产时进行了调整，必须要及时反馈给设计院，这样可以防止出现接线错误问题。同时用户方面要配置接地监测仪，对于复杂的控制系统，要在端子处或者是其他屏柜端子箱处进行明显标识，二次回路验收、调试必须要严格把关，调试工作还需要重视运行工况与操作方式。日常工作中要将巡检做细做全，按规定测量回路绝缘，确实出现故障要及时取得故障前后信息，并且快速查找故障点，排除故障。
（二）环网问题解决方法
共正极或者是共负极的环网，这种类型在直流系统环网故障当中是非常常见的一种类型，不是正极出现环网就是负极出现环网，甚至有时候正极、负极同时出现环网，这个一般被称为两极环网。
当发生这种环网故障时，一般可能是二次回路当中存在寄生回路，或者是断路器跳合闸中出现回路。电压切换回路比较容易出现共正极或共负极环网，即便是采取并联的母联开关断开运行方式，如果有一段直流母线出现接地（即便是假象接地），就会因为共极环网而形成整个系统接地。当出现共极环网，可以采用如下处理技巧，在正常运行当中模拟一段直流母线出现高阻接地，然后借助便携式的直流系统接地故障定位装置查找，此法可以有效地找到二次回路当中的共极寄生回路。具体方法如，在母线负极通过某个电阻来模拟该段母线直流负极接地，用便携式直流接地测试仪在另一段母线上测量接地情况，如果存在共极环网，那么一段母线负极接地，另一段母线也会接地，根据这一原理，如果母线出现接地信号，那么就可以断定母线出现了共极现象，然后在该母线段所对应的负荷端进行测量，如果出现了直流信号，则明确断定该间隔之间的回路必然存在寄生回路，此时就是依次调整测试点来确定故障点。使用这种方法的前提是要断开两组直流系统之间的所有联络开关，同时要尽量模拟负极接地，因为正极接地容易导致保护误动。而模拟负极阶段也需要注意在保证接地灵敏度的前提下，接地电阻不能太小，免得造成拒动，在测量时信号发生器应当始终接在直流支路的电源端，而检测器和钳表要连接支路负荷端。
如果环网问题并不是上述问题，则可能是正极与负极连接形成环网（或反过来负极连正极）。比如变电站配备了220V的直流电源系统两套，在正常运行当中两套系统及其所带的负荷相互之间是没有连接的，但如果出现两个系统之间的正负极连接，即为正极—负极环网，而当直流系统出现这种故障一般会因为线圈或指示灯电压太低，出现线圈失磁或信号指示灯亮度不够的现象，所以查找这一类环网问题并不是很难，现场根据上述给出的现象就可以完成环网问题的查找。而在这种类型的故障当中，有一种非常相似的故障类型，有部分直流系统使用了中间继电器，因为中间继电器的存在造成的环网故障与上述故障现象类似，但要更复杂一些，需要进行认真的实验，特别要注意拉开一路直流电源，然后在接点闭合开关，这样就可以将中间继电器隔断开，这样就可以把故障问题转化为上述正—负极环网问题来进行处理。因为隔断了中间继电器，中间继电器不会动作，但是直流系统会发生直流接地信号，解决方法上，关键还是查找故障点，方法不复杂，只需要顺藤摸瓜，抓住引起两段直流系统环网故障的回路进行查找，拉开电源后，用通路法和遥测绝缘便能够找到故障点。
三、结束语
综上所述，直流系统作为二次设备的重要供电装备，在变电站的现场运维当中，会碰到各种直流系统接地问题，而这一问题基本都是环网问题，尤其是现在两组蓄电池+充电机分别独立供电的情况下，直流环网问题要更为复杂一些。在本文当中结合了实际的直流系统环网问题进行了讨论，总结了一些直流系统环网的解决方法，希望可以提供一定的参考价值。
参考文献：
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[3]沈晓仲.变电站直流系统电能质量问题思考[J].电力系统装备,2017(12):108-109.
论文作者:李晓东,李善刚
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/25
标签：环网论文; 系统论文; 故障论文; 变电站论文; 回路论文; 负极论文; 母线论文; 《当代电力文化》2019年第10期论文;