变电站直流系统异常分析和处理

在实际工作中，直流系统分布广，回路多，很容易发生故障和异常，其中最常见的是直流接地。本期我们一起讨论一下直流系统中的异常分析和处理。

1、直流接地的概念

何为直流接地？当直流系统的正极或负极对地绝缘水平降低到某一整定值时，统称为直流接地。例如对220kV直流系统来说，两极对地电压绝对值的差超过40V或绝缘降低到25KΩ以下，应视为直流接地。

2、直流接地的危害

直流系统如果只有一点接地是不会对直流系统造成直接危害的，但是必须把及时消除故障，否则如果在直流系统中，再有一点接地就可能造成对整个电力系统的严重危害。

当直流系统正极接地时，将有可能造成断路器的误动，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，如果这些直流回路中再发生直流系统接地或绝缘不良时，跳闸线圈就会直接接于正负极之间，有电流流过继电器，就会引起保护误动作。同样的道理，如果直流系统负极接地，跳闸线圈被短路，将有可能造成断路器的拒动。

结合下面一张图，大家可以思考一下，哪两个点接地会分别造成断路器误动、拒动，甚至烧坏熔断器？

公布答案：当A、B或A、C或A、D两点接地时，跳圈LT有电流流过，使断路器误动；当C、E或B、E或D、E两点接地时，跳圈被短路或由于跳闸中间继电器不能启动，导致断路器拒动；A、E两点接地时，直流电源正负极之间短路，将会使1FU、2FU熔断，导致控制回路直流电源消失。

鉴于直流两点接地的危害，就需要设置直流系统对地绝缘监测装置，当直流系统对地绝缘严重降低或出现一点接地后，立即发出告警信号。

3、直流接地的原因及处理

造成直流接地的原因可能有很多。有经验的朋友知道，下雨天经常会发生直流接地。因为雨水飘入密封不好的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通接地；二次线与转动部件（如开关柜门）靠在一起经常受到磨损，造成绝缘损坏也会导致直流接地；另外二次接线松动脱落，抗干扰电容击穿等因素都会导致直流接地。

对直流接地的处理就在于找接地点。一般首先根据绝缘监测装置的指示或现场运行方式、天气影响等因素综合分析。如果找不出接地的还可以使用“拉路法”：依次、短时切断各直流馈线，观察接地现象是否消失。如果接地点在该支路中，直流母线的正负极对地电压就会平衡。如果接地现象没有消失，就恢复该馈线供电，接着断开下一条馈线。

“拉路法”一般遵循“先拉信号及照明，后拉操作回路；先拉室外馈线后拉室内馈线”的原则。断开每一条馈线时间不应超过3s，无论接地是否在该条馈线都应立刻恢复供电。

4、直流环网

直流环网也是直流系统异常情况的一种。为了提高可靠性，重要变电站或发电厂都会采用两组蓄电池和两个或以上充电机。正常情况下，这两组蓄电池是分开运行的，构成两组相互独立的直流电压系统。所谓直流环网，就是指由于某些原因，这两套独立的直流系统出现了电气连接。

发生直流环网后通常会有以下特征，我们可以对照加以判断：

Ø 两套绝缘监察装置均发直流接地信号；

Ø 两组直流系统，一组为正极绝缘降低，另一组为负极绝缘降低，对地电压的绝对值接近，一般不为零；

Ø 找到接地支路后，拉开任一组直流小开关后，两组直流系统的接地现象会同时消失。

5、交流串直流

除了直流接地、直流环网之外，还有一种比较严重的就是交流串直流。正常情况下，直流系统和交流系统为两个相互独立的系统。直流为不接地系统，而交流为接地系统。交流串直流就是指两个系统发生了电气连接，交流系统串入直流系统，使直流系统接地。通常发生交流串直流会导致开关直接动作跳闸。

若交流从负电源侧串入直流系统，由于交流分量过零，且通过下图中所示的路径流入绝缘监测装置，所以装置检测出“正、负两极同时接地状态”。并且交流电流可以通过电缆对地电容形成回路，引起断路器直接跳闸，即所谓的保护“无故障跳闸”。

若交流从正电源侧流入直流系统，同样的原理，绝缘监测装置检测出“正、负两极同时接地状态”。电缆对地电容加上充电装置铝箔电容，比从负电源串入的容抗值要大一些，故交流从正电源侧串入比从负电源侧串入“无故障跳闸”的概率要稍低一些。

就在前两天，小编刚刚遇到了一起由交流串直流引起的故障：故障的起因是不间断电源UPS内电缆老化，线路发生短路导致交流串入直流，引起某500kV线路边开关跳闸。同时交流串直流还击穿了多台测控装置中的压敏电阻，导致直流系统多点接地，处理起来非常繁琐。

由此可见交流串直流的后果是非常严重的。因此也规定交直流回路不可以共用一根电缆。一则为了防止发生交流串直流，二则防止相互干扰。