直流接地引发的一次“异常”现象分析

摘要：变电站直流系统的稳定运行对整个电网的平安运行相当重要，多见的故障为直流接地，直流系统泛起接地故障破除后即可恢复正常运行，一般不会泛起频频接地，本文介绍了直流接地异常现象的查找处置进程及分析的理论依据，对异常现象给出了合理诠释，并指出必需重视产物选型及装备检修经管。

1引言
变电站直流系统的稳定运行对继电庇护及自动装配的靠得住准确动作相当重要。对整个电网的平安运行起决议性作用，直流系统泛起异常或故障，应尽快处置。一般情况下，直流接地故障是一个自力的故障现象，取决于直流二次回路对地的尽缘水平。直流接地故障(即使是重复接地)破除后直流系统即可恢复正常运行，很少泛起接连接地故障。在一次220KV变电站35KV的3516馈线开关检修进程中发生了一次“直流母线接地故障”频频泛起且受控于3516开关分合影响的异常现象。

2原由及经过
2002年11月29日该站一条35KV馈线(3516)发生BC相短路，电流庇护I段动作切除故障后启动重合闸装配，但重合未成功(缘由：重合进程中开关拒合烧坏合闸线圈，未实现重合指令。该开关为户内少油式手车断路器，配CD-10型电磁合闸机构)。14：30分我们组织检修人员对开关机构进行检修调试，对烧坏的合闸线圈进行更换处置，16：30分事故抢修竣事后在对3516开关进行分合实验进程中，直流装配及中央旌旗灯号打出了“直流母线接地”的旌旗灯号。直流系统异常现象泛起后对直流母线接地故障进步前辈行了处置。用UT-52型数字表直流1000V档对直流母线电压进行实测，成效：U=231V、U =231V、U-=0V，得出了负极直接接地的结论。本着“先易后难、先次后主”的原则进行接地址查找：首先断开3516的控制、庇护、合闸电源，直流接地照旧，破除了3516单元直流回路存在接地的可能，当拉开“10KVⅠⅡ段庇护旌旗灯号电源”时“一套直流母线接地"故障消失，直流母线负极对地电压上升为115V。进一步查找发现10千伏116电容器庇护装配内部电源负极尽缘下降(10KV馈线及电容器庇护装配型号MDM—B1C，该型号庇护装配曾屡次泛起过故障，运行极不稳定)。用数字表测得该装配电源负对地电阻值247Ω，断开装配的直流电源后，直流系统恢复正常运行，我们认为直流系统接地故障已破除。
直流母线接地故障处置竣事后，继续进行3516开关的分合实验，“奇异”现象发生了，再次泛起了“直流母线接地"的告警旌旗灯号。此时思疑3516控制单元确有问题，重点对3516单元进行周全检查，数次拉合3516单元的控制、庇护及合闸电源，均未发现异常情况，U=231.00V、U =231.00V、U-=0.00V的丈数值未变，证实直流接地址在其他回路，再次破除了3516单元出问题的可能。进一步查找中发现10千伏115电容器庇护装配内部电源负极存在接地，断开115庇护装配的电源后，"直流母线接地"旌旗灯号消失，直流系统恢复正常运行(常理认为直流母线接地与3516开关操作无关)，与10千伏单元庇护装配直流接地怎样也联系不起来。
直流母线接地故障再次处置竣事后，为了进一步核实“直流母线接地与3516开关分合实验”无关，对3516开关又进行了一次分合操作，"直流母线接地"现象再次发生。经查找：10KV的133馈线庇护装配内部又泛起负接地，“不是巧合，有必然的联系”，重新对3516开关直流控制回路进行了更具体的检查，终获得了准确谜底。
　　(1)测试方案
　　1)为避免10千伏单元庇护装配再次损坏，在进行3516开关分合闸操作时短时将10KV庇护旌旗灯号电源断开。
　　2)在进行3516开关分合闸操作进程中，对直流母线：负对地、正对地的电压进行严酷监测，观察其数值变化范围。
　　(2)测试成效
　　合闸进程：直流母线电压U=231V降为225V，U ：由116V降到0V又升到116V；U-：由115V上升到225V又降到115V。
分闸进程：U=231V、U =116V、U-=115V数值连结不变。
(3)结论
　　1)从以上实测成效看：3516直流回路存在瞬时正极接地故障。
　　2)接地址的理论肯定，从3516开关直流控制回路(图1)获得以下结论：


　　①、分闸线圈TQ、合闸接触器HC及控制回路不存在接地址。
　　②、庇护装配及其操作箱不存在接地址。
　　③、合闸线圈HQ及开关机构的二次引线存在正接地。
　　(4)、现实验证
　　在对3516开关机构的直流控制引线及合闸线圈具体检查中发现合闸线圈尽缘已损坏，与金属外壳直接相碰，由于合闸线圈短时带电泛起瞬间正接地的现象，用数字表对3516开关合闸线圈进行测试，测的正对地电阻为0Ω，验证了以上推论。

3　重复直流接地现象的诠释
3.1　分析
　　凭据直流系统尽缘监察装配的工作原理得知，直流系统正常运行时，其正、负极对地尽缘电阻为无限年夜均远远年夜于Rb，如(图2)：


图中：R ：正极对地尽缘等效电阻；由若干无限年夜电阻并联之和

　　R-：负极对地尽缘等效电阻；由若干无限年夜电阻并联之和，约等于R
　　Rb：直流尽缘监察的尺度电阻，是工钱设置的尺度电阻(20K)；
　　R1...R4...Rn：用集中参数暗示直流南北极对地的模拟尽缘电阻；
　　U：直流母线电压；
　　U ：正级对地电压；
　　U-：负极对地的电压。
　　在图中的参考标的目的下由KVL定律得知：
　　U=U U-，当直流母线对地尽缘秀的条件下，存在R-≈R ≈∞的关系，(现实情况由于负电源延长范围广，R-略小于R )，得出直流正负母线对地现实尽缘电阻：R=R ∥Rb≈R-∥Rb≈Rb的结论。
　　当R≤Rb(检测直流回路尽缘下降的判据)时，直流尽缘监察装配发出直流母线尽缘下降的告警旌旗灯号。
　　由此可知：
　　(1)、正极尽缘下降而负极尽缘秀时：

U得出U-＞U ，而当正极直接接地时正极对地短接即：R =0，得出U =0V，由于电源电压连结不变、所以U-=U，负极对地电压直接上升为母线电压。
　　(2)同理：负极尽缘下降时，U ＞U-，而当负极直接接地时，负极对地短接，U =U，正极对地电压直接上升为母线电压。

3.2　诠释
　　运用以上分析的结论来诠释“直流母线接地受操作3516开关影响”的奇异现象；由于3516开关在合闸进程泛起了正极接地使U =0V，U-=U=225V，这样就加在R-两头的电压由U/2突然上升为电源电压U，使原本就懦弱的R-的工作条件变的加倍严酷(R-此时主要指10KV馈线和电容器庇护装配电源负极对地尽缘等效电阻)当R-中的某一个环节承受不了突然上升为电源电压的冲击时，便被击穿，进而演变为负极尽缘下降致使“直流接地的故障”再现，即使直流接地故障破除，由于3516开关正接地还存在，当对3516开关进行合闸时，致使直流接地现象重复泛起。
　　综上所述，引发直流频频接地的缘由可以总结为以下几点：
　　①、3516开关在合闸进程的瞬间正极接地是造成直流接地频频泛起的诱因。
　　②、MDM-B1C型庇护装配电源负极对地尽缘电阻下降是造成直流接地频频泛起的主要缘由。
　　③、装备检修工艺不良是此次事故的导前方。
　　④、运行人员未对检修装备进行周全把关验收，便通电实验，为此次事故点燃了火种。

4　竣事语
　　1)应当增强对装备检修的经管，进一步提高检修工艺。
　　2)设计部门对产物进行选型时，尽选用成熟靠得住且具有运行经验的年夜中型企的产物，提高运行靠得住性。