祁勝利，許常順，魏志川

(1.國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司檢修分公司，山西 大同 037038；2.北京博電新力電氣股份有限公司，北京 100083)

交流串入直流系統(tǒng)的原因通常有2 種：一是檢修過程中作業(yè)人員誤短接二次接線端子；二是設(shè)備正常運(yùn)行過程中交直流電纜絕緣損壞或直流電纜對(duì)地電容過大等。下文僅針對(duì)第1 種情況展開分析并提出解決措施。

在變電站實(shí)際工作中經(jīng)常需要進(jìn)行二次接線端子之間的短接工作，由于一個(gè)保護(hù)屏柜或端子箱內(nèi)既有交流電、又有直流電，且交直流端子相隔較近，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楣ぷ魅藛T誤短接二次接線端子，導(dǎo)致交流串入直流系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)內(nèi)，由于人員失誤將交流串入直流系統(tǒng)造成繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的事故時(shí)有發(fā)生，給電力系統(tǒng)帶來了較大的安全隱患。因此，防止交流串入直流系統(tǒng)是變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維、檢修迫切需要解決的問題。

1 交流串入直流系統(tǒng)危害分析

直流系統(tǒng)220 V 跳閘回路原理如圖1 所示。其中，C+、C-分別為直流正負(fù)母線對(duì)地電容，一般為幾十μF；R+、R-分別為直流母線對(duì)地電阻，阻值一般大于100 kΩ；TQ 為跳閘線圈。當(dāng)有交流信號(hào)從圖1 中回路137 處串入時(shí)，等效電路如圖2所示。由于正常情況下C+、C-已充電至110 V，當(dāng)有交流信號(hào)從137 處串入后，C-通過TQ 放電而形成放電電流IC-；交流電壓UAC通過C-形成回路；同時(shí)，直流母線通過TQ 向C+充電，形成充電電流IC+。此時(shí)，若UAC在正半波時(shí)，3 個(gè)電流形成疊加，極可能達(dá)到TQ 的動(dòng)作條件，使TQ誤動(dòng)。若UAC在負(fù)半波時(shí)，IAC會(huì)向C-充電，加大C-的電壓，待UAC在正半波時(shí)形成倍壓，回路電流更大，TQ 更易誤動(dòng)。

2 交流串入直流系統(tǒng)防范措施

在繼電保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置校驗(yàn)過程中，經(jīng)常需要將二次接線端子短接進(jìn)行試驗(yàn)。為了防止作業(yè)人員誤短接二次接線端子，傳統(tǒng)的方法是先利用萬用表檢測(cè)要短接的2 個(gè)接線端子，判斷這2 個(gè)接線端子的帶電性質(zhì)，然后再利用1 根短導(dǎo)線將2個(gè)接線端子短接。這種方法操作起來較為繁瑣，而且仍有誤短接二次接線端子的可能，不能從根本上避免人員失誤的問題。為了消除因人員失誤造成的交流串入直流系統(tǒng)故障，設(shè)計(jì)了二次接線端子短接試驗(yàn)工具。

圖1 220 V 跳閘回路原理

圖2 交流串入直流系統(tǒng)后等效電路

二次接線端子短接試驗(yàn)工具的設(shè)計(jì)思路如圖3所示。

該工具的構(gòu)造包括檢測(cè)表筆、限壓電路、檢測(cè)電路和指示燈。其中，限壓電路的作用是將檢測(cè)表筆要測(cè)試的二次接線端子的電壓限制為適合檢測(cè)電路處理的小電壓信號(hào)，同時(shí)還可起到保護(hù)檢測(cè)電路的作用。檢測(cè)電路的作用是將交、直流信號(hào)進(jìn)行放大處理，判斷是交流信號(hào)還是直流信號(hào)，最后由指示燈將二次接線端子的帶電性質(zhì)指示出來。

圖3 二次接線端子短接試驗(yàn)工具設(shè)計(jì)思路

根據(jù)上述設(shè)計(jì)思路可以有多種不同的設(shè)計(jì)方案。在圖4 所示的方案中，通過滑動(dòng)開關(guān)選擇二次接線端子是進(jìn)行測(cè)試還是短接，限壓電路由分壓電阻和2 個(gè)穩(wěn)壓二極管實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)電路由運(yùn)算放大器、電容器、整流二極管等構(gòu)成。

3 結(jié)束語

人員失誤造成的二次端子誤短接會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)損壞設(shè)備，影響電網(wǎng)的運(yùn)行安全。為解決二次端子誤短接的問題，設(shè)計(jì)了二次接線端子短接試驗(yàn)工具，由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，方便現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員使用，因此在變電站得到了廣泛的應(yīng)用。

圖4 二次接線端子短接試驗(yàn)工具設(shè)計(jì)實(shí)例

1 孟凡超，高志強(qiáng)，楊書東．交流串入直流回路引起開關(guān)跳閘的原因分析[J]．繼電器，2007(14)．