姚漢梁，雷振洲，毛世炳

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司，浙江 杭州 311232）

0 引言

直流系統(tǒng)不僅在變電站中為控制、信號(hào)、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，還為操作提供可靠的操作電源。直流系統(tǒng)的可靠性是變電站安全運(yùn)行的保證。

變電站內(nèi)直流系統(tǒng)所接的設(shè)備較多，回路復(fù)雜，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，由于受到天氣、設(shè)備老化及其他客觀因素的影響，不可避免地會(huì)發(fā)生直流系統(tǒng)接地。大量異?；蚴鹿时砻鳎稽c(diǎn)接地或兩點(diǎn)接地都可能引起信號(hào)回路、控制回路異常，繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置等誤動(dòng)作或拒動(dòng)，從而破壞電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至造成大范圍的停電事故。如何快速、合理、高效地處理直流系統(tǒng)接地，是變電運(yùn)維中不可回避的一個(gè)課題。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 直流系統(tǒng)接地檢測(cè)現(xiàn)狀

在目前的變電站中，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員通過(guò)直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀先巡查出接地的直流支路，再輔以拉路法進(jìn)行判斷確認(rèn)，是應(yīng)用比較廣泛的一種方法。與傳統(tǒng)的單純拉路法相比，這種方法可以在直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行確認(rèn)，不用大范圍地進(jìn)行拉路查找，可大大降低自動(dòng)裝置的失電概率，極大地提高處理直流系統(tǒng)接地時(shí)的安全性。但由于受到直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀原理的限制，這種方法在變電站實(shí)際運(yùn)用中仍然存在不足。

1.2 直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀的基本原理及存在問(wèn)題

目前的直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀較多采用電橋平衡原理。因受電橋平衡原理的限制，它只能檢測(cè)非對(duì)稱性直流接地故障，在正、負(fù)極絕緣電阻均等下降或其值相接近時(shí)，檢測(cè)儀沒(méi)有反應(yīng)；同時(shí)，它也無(wú)法有效檢測(cè)高阻對(duì)稱性接地。

現(xiàn)有各類直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀的兩極絕緣電阻之比在2:1-10:1的范圍。若兩極絕緣電阻相差較大，而任一極的絕緣電阻并未低于允許值，也可能報(bào)警，使檢測(cè)人員誤認(rèn)為絕緣電阻下降。因此，在變電所實(shí)際運(yùn)用中往往會(huì)出現(xiàn)以下情況。

(1)?當(dāng)直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀檢測(cè)出具體接地的直流支路時(shí)，由于該支路下面往往帶著幾套保護(hù)裝置，當(dāng)采用拉路法拉開該支路進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，需要預(yù)先將這幾套保護(hù)裝置一起停電。

(2)?在實(shí)際工作中，曾出現(xiàn)過(guò)直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀檢測(cè)出的直流支路錯(cuò)誤的情況；此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員只能采用傳統(tǒng)的拉路法進(jìn)行處理，不僅降低了處理的效率，也提高了處理的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)?受制于直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀的支路檢測(cè)設(shè)計(jì)原理，當(dāng)同一直流母線下的2條及2條以上支路同時(shí)接地時(shí)，直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀就無(wú)法判別出具體是哪條支路接地。這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員也只能采用傳統(tǒng)的拉路法進(jìn)行處理。

2 解決方案

在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，使用鉗形電流表可以很好地彌補(bǔ)以上幾點(diǎn)不足。一般使用鉗形電流表，是用它的感應(yīng)原理來(lái)量取線路上的電流；但是利用鉗形電流表來(lái)測(cè)量同一支路正、負(fù)電流之和是否為0的方法，可以快速有效地判斷出存在異常的直流支路，其測(cè)試原理如圖1所示。

圖1 鉗形電流表測(cè)試異常直流支路原理

正常運(yùn)行，直流支路未接地時(shí)，流經(jīng)鉗形電流表的直流負(fù)載的電流大小相等，方向相反，即I(+)+I(-)=0，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，鉗形電流表上的讀數(shù)為0。當(dāng)某直流支路的正極接地時(shí)，即K地合上后，直流母線通過(guò)接地電阻R地接地，產(chǎn)生接地泄漏電流I漏，則I(+)+I(-)≠0，I漏的大小可反映支路等效絕緣電阻的大小。即R地=U(+)/I漏。負(fù)極接地時(shí)測(cè)量原理類似。

根據(jù)以上原理，針對(duì)直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀輔以拉路法查找直流接地的3點(diǎn)不足，可以采取以下措施加以解決。

(1)?用直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀檢測(cè)出具體接地的直流支路后，若該支路由2個(gè)及2個(gè)以上保護(hù)裝置組成，且每個(gè)保護(hù)裝置均有相互獨(dú)立的電源空開時(shí)，則可以先用鉗形電流表在每個(gè)保護(hù)裝置電源空開的下端頭測(cè)量正、負(fù)電源電流之和是否為0。當(dāng)查找到某一支路電流之和不為0時(shí)，即可認(rèn)為此支路發(fā)生異常。同時(shí)，可以分別測(cè)量該空開下端頭的正、負(fù)電流，查看這一支路的正、負(fù)電流是否相等來(lái)加以確認(rèn)。但這樣測(cè)量仍存在著保護(hù)裝置空開上端發(fā)生接地的可能性。當(dāng)測(cè)得所有的空開下端頭都正常時(shí)，可推測(cè)是在直流母線到該保護(hù)裝置這一段發(fā)生異常。

(2)?當(dāng)直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀檢測(cè)出發(fā)生接地故障的母線，且檢測(cè)儀報(bào)出的接地支路并不是實(shí)際的接地支路時(shí)，可以用鉗形電流表逐條查找主支路的正負(fù)電流和。當(dāng)檢查出電流和不為0或者可以確定不是零點(diǎn)漂移時(shí)，就可在此主支路的下一級(jí)范圍采用相同的方法查找，直到查出接地支路。也可以用鉗形電流表來(lái)分別測(cè)量正、負(fù)電流的值，當(dāng)查出2電流有明顯差別時(shí)，可以確認(rèn)此支路發(fā)生接地故障，然后再往下逐級(jí)查找。

(3)?第3個(gè)問(wèn)題的處理方法與第2個(gè)問(wèn)題基本相同。

需要指出的是，應(yīng)盡量選用準(zhǔn)確度較高的鉗形電流表或數(shù)字式鉗形電流表，且使用時(shí)應(yīng)選與所測(cè)電流相匹配的量程，不要選離測(cè)量值過(guò)大或過(guò)小的量程檔測(cè)量。

3 應(yīng)用實(shí)例

某日，某500?kV變電站進(jìn)行保護(hù)改造，5479線第2套保護(hù)處于檢修狀態(tài)，此時(shí)后臺(tái)報(bào)500?kV小室I段直流接地?，F(xiàn)場(chǎng)查看杭州星炬有限公司生產(chǎn)的WZJD-6A直流系統(tǒng)接地檢測(cè)儀，發(fā)現(xiàn)顯示的是500?kV小室直流分屏(3)第94號(hào)支路5479線第1套保護(hù)屏出現(xiàn)接地告警。在500?kV小室直流屏(3)查找，量得直流分屏(3)第14支路5479線第1套保護(hù)空氣開關(guān)正極下樁頭對(duì)地電壓為0，基本可以判定是這條支路發(fā)生接地情況。

5479線第1套線路保護(hù)由分相電流差動(dòng)保護(hù)P546和后備保護(hù)RCS931A?2套保護(hù)組成，它們所采用的直流電源屬于同一條支路(見圖2)；同時(shí)，5479線第2套保護(hù)處于檢修狀態(tài)。如果采用常規(guī)的拉路法進(jìn)行檢測(cè)，將使一次設(shè)備短時(shí)失去保護(hù)；若此時(shí)出現(xiàn)線路故障，將給系統(tǒng)安全帶來(lái)十分嚴(yán)重的后果。因此，采用上述方法，用鉗形電流表量出后備保護(hù)RCS931A裝置電源正、負(fù)電流和不為0，據(jù)此可以判斷出直流接地在RCS931A側(cè)。所以處理時(shí)只需要停用第1套線路的后備保護(hù)，主保護(hù)仍可正常運(yùn)行；待5479線第2套保護(hù)恢復(fù)正常后，再停用第1套保護(hù)來(lái)加以處理。這樣就有效地避免了5479線失去保護(hù)帶來(lái)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用鉗形電流表來(lái)處理直流系統(tǒng)接地故障，最大的優(yōu)勢(shì)在于其可以做到在繼電保護(hù)裝置不失電的情況下查找出接地直流支路。這種不用停用保護(hù)裝置的處理方法，極大地提高了查找接地直流支路的速度；同時(shí)也降低了查找時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)，避免了現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備因拉路引起的無(wú)保護(hù)運(yùn)行和保護(hù)裝置失電重新上電啟動(dòng)時(shí)引起的保護(hù)裝置程序紊亂導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)。該方法在變電站查找直流接地的應(yīng)用中有著重要的價(jià)值。

圖2 500 kV繼保室直流系統(tǒng)接線

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