摘要：变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作，一般采取直流电源，直流电源的可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。直流系统发生1点接地时，不会产生短路电流，仍可运行，但应及时查出接地点并消除隐患。因直流系统正负极对地存在分布电容，直流系统正负极1点接地时，对地电容放电，使跳闸继电器动作，同样可以导致开关误动作。如果出现2点接地，就有可能引起继电保护、信号装置、断路器开关误动或拒动，甚至造成直流电源短路，熔断器熔断，导致设备失去控制电源，使得电力系统严重故障。所以，不允许直流系统1点接地长时间运行
关键词：交流电源；直流回路；误动事故；分析
1导言
在电力系统中，直流系统是其重要的组成部分，为一些继电保护、断路器操作电源、自动化装置、不停电交流系统（UPS）、控制及信号回路提供稳定的工作电源。但是因为直流系统电缆繁琐和分支较多，容易产生系统接地、交流串入直流、寄生回路造成接地假象等故障，对电厂电力系统造成较大的危害。徐州华润电力有限公司于2015年发生一起交流串入直流回路造成6KVF-C开关误动的异常。
2某变电站交流混入直流引起开关跳闸原因分析
2.1故障现象
某港口码头变电站在调试阶段，发现皮带机1高压接触器经常在就地分闸以及保护动作信号时偷跳，而且伴随跳闸同时，直流绝缘监测系统报出负极绝缘过低故障。直流屏报负极对地绝缘过低时，通过瞬停法，发现当断开皮带机1高压柜出线柜二次直流控制电源时，直流屏负极绝缘过低报警消失。经对该高压出线柜与机房控制箱二次接线回路检查，发现实际端子排控制电缆接线未按照原设计图纸接线，交流电源线与直流控制回路共用一条电缆。将现场控制箱电源线(L1、N)拆除后，直流系统负极绝缘过低故障消除。因此怀疑故障是由于直流、交流控制线同缆敷设，交流混入直流造成直流系统绝缘过低，开关误跳闸所致。
2.2交流混入直流的可能原因
一是交流回路电缆与直流回路电缆敷设在一起，由于绝缘老化，使得内芯发生接触，导致交流串入直流。二是变电所施工过程中，误将交流搭接到直流回路。三是现场设备接地网与直流电缆过近，当发生设备故障或者倒闸引起的零序电流通过直流电缆附近时，会经电缆对地电容串入直流系统中。对该高压柜与现场控制箱间电缆进行检查，发现在现场控制箱内控制电缆外皮有压伤破损现象，使得交流电源偶尔混入直流控制线路，造成直流系统负极接地，且由高压柜至现场控制箱超过1 000m。直流负极1点接地时开关跳闸回路电容分布见图7。当直流系统1点接地时，负极电压变为零，对地电容电压不会突变，在接地瞬间会形成环流，使得跳闸中间继电器ZJ3动作，自保持继电器ZJ断开，造成高压接触器跳闸。
3直流系统的配置简介
3.1直流系统的配置
一是直流电源按每单元机组分别设置三组固定防酸式铅酸蓄电池，其中一组电压为220伏，专供动力负荷及直流事故照明负荷；另两组电压为110伏,为控制、信号、保护及自动装置专用。二是每台机组单元配备110伏蓄电池两组，每组由53只电池组成，单母线分段接线。三是每机组单元：220伏蓄电池一组，由107只电池组成，单母线接线。四是直流馈线原则上采用辐射式接线。在直流负荷集中处，设立直流分屏。每台机组110V直流设置四面分屏：汽机房6k V配电装置、直流小室及继保小室各设置一面分屏。五是110V直流系统和220k V直流系统均设置充电母线和配电母线，充电母线专用于蓄电池充电和试验。蓄电池经各自的直流熔断器直接与充电母线连接，充电器经双投刀闸可与充电母线和配电母线相连。每段充电母线经进线开关向配电母线供电,直流馈线从配电母线引接。两段配电母线之间采用双投刀闸联络，正常两段母线分开运行。110V直流系统配置如图1220V直流系统配置与其类似。
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3.2绝缘监测装置
本公司110V直流系统配备了WZJ-11A微机直流绝缘监测装置，本装置采用非平衡电桥或者平衡电桥原理进行检测。
4整改措施
一是将高压柜至现场开关箱控制电缆接线按原设计接线，现场控制箱交流电源线换至另一条电缆，并对直流控制电缆进行绝缘处理。整改之后再未出现直流绝缘过低、开关偷跳现象。二是设计中，尽量避免直流控制回路电缆过长。电缆越长，分布电容越大。三是增加中间继电器的工作功率，跳闸出口继电器的启动电压不宜低于直流额定电压的50%，以防止继电器线圈正电源测接地时因直流回路过大的电容放电引起的误动作;但也不应过高，以保证直流电压降低时的可靠动作和正常情况下的快速动作。四是由于设备布置原因，控制电缆较长，单纯依靠提高继电器功率，也不能彻底解决问题，可采用光缆代替电缆传递跳闸信号。五是直流电源端子与交流电源端子应有明显的区分标志，2种电源端子间应为接线等工作留有足够距离。
在设计方面，将重要负荷的直流系统和其他输煤、脱硫、化学等辅助设备的直流系统分开管理，以提高重要负荷的可靠性。在开关柜内设备安装布局上，要注意将直流回路的继电器和交流继电器、接触器等设备保持安全距离，以免发生交流继电器烧毁时，连带烧毁直流电缆部位，造成交流串入直流，同时，也可以有效的避免交流接触器、继电器等在动作时产生的电弧，造成交流电串入直流电源。在检修时，针对程控柜内端子排线更换清晰的线号管，在线号管上标注清楚直流电源的出处，并在端子排上与交流控制线做了有效隔离。加强现场电气设备的管理，在距离地沟附近的电气设备加强监视或通风。在机组排水或疏水时，产生大量的湿气、潮气，运行人员需加强对附近配电室的通风，保持设备的干燥。加强对外围直流系统的日常维护工作，特别是雨季来临之前，做全面梳理，消除接地隐患。检修人员在日常的维护过程中，定期将端子排的浮灰、粉尘和端子排的发热情况进行检查，若发现电缆破损及时更换或包扎好，工作完成后，清理好工作现场，检查作业工器具，以防将小部件作业工具遗漏在作业现场，保持生产现场的清洁。对一些重要的设备开关的非电量跳闸回路增加大功率启动继电器，以提高回路抗干扰能力。针对MCC开关柜内的合闸回路加装交流隔离装置防止交流电的串入或对现场的MCC屏柜存在的ZJ控制回路进行优化，取消中间ZJ继电器，控制回路采取交流控制，在定期巡视的过程中，运行人员应继续加强对于各配电室、配电段、电缆层、电缆竖井的巡视，发现异常及时采取有效措施，防患于未然，因此必须要引起足够的重视。
5结语
根据上述的内容进行分析研究之后可以得出，总而言之通过对一起交流电源串入直流回路误动事故原因的分析，认为其本质是直流控制回路电缆较长，对地分布电容过大，当直流1点接地或交直流串扰时，分布电容电压不能突变，有放电电流，在中间继电器上产生电压差。解决措施是尽可能缩短控制电缆长度，并提高中间继电器和开关跳闸线圈的工作电压，也可用光缆代替过长的控制电缆，同时在施工过程中注意不要损伤电缆，以免造成绝缘降低。
参考文献
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论文作者:马建民
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签：回路论文; 电缆论文; 母线论文; 继电器论文; 系统论文; 控制箱论文; 负极论文; 《电力设备》2018年第10期论文;