变电站交流串入直流系统危害分析及防范措施

祁胜利，许常顺，魏志川

(1.国网冀北电力有限公司检修分公司，山西 大同 037038；2.北京博电新力电气股份有限公司，北京 100083)

交流串入直流系统的原因通常有2 种：一是检修过程中作业人员误短接二次接线端子；二是设备正常运行过程中交直流电缆绝缘损坏或直流电缆对地电容过大等。下文仅针对第1 种情况展开分析并提出解决措施。

在变电站实际工作中经常需要进行二次接线端子之间的短接工作，由于一个保护屏柜或端子箱内既有交流电、又有直流电，且交直流端子相隔较近，经常会因为工作人员误短接二次接线端子，导致交流串入直流系统。在电力系统内，由于人员失误将交流串入直流系统造成继电保护装置误动作的事故时有发生，给电力系统带来了较大的安全隐患。因此，防止交流串入直流系统是变电站现场运维、检修迫切需要解决的问题。

1 交流串入直流系统危害分析

直流系统220 V 跳闸回路原理如图1 所示。其中，C+、C-分别为直流正负母线对地电容，一般为几十μF；R+、R-分别为直流母线对地电阻，阻值一般大于100 kΩ；TQ 为跳闸线圈。当有交流信号从图1 中回路137 处串入时，等效电路如图2所示。由于正常情况下C+、C-已充电至110 V，当有交流信号从137 处串入后，C-通过TQ 放电而形成放电电流IC-；交流电压UAC通过C-形成回路；同时，直流母线通过TQ 向C+充电，形成充电电流IC+。此时，若UAC在正半波时，3 个电流形成叠加，极可能达到TQ 的动作条件，使TQ误动。若UAC在负半波时，IAC会向C-充电，加大C-的电压，待UAC在正半波时形成倍压，回路电流更大，TQ 更易误动。

2 交流串入直流系统防范措施

在继电保护装置和安全自动装置校验过程中，经常需要将二次接线端子短接进行试验。为了防止作业人员误短接二次接线端子，传统的方法是先利用万用表检测要短接的2 个接线端子，判断这2 个接线端子的带电性质，然后再利用1 根短导线将2个接线端子短接。这种方法操作起来较为繁琐，而且仍有误短接二次接线端子的可能，不能从根本上避免人员失误的问题。为了消除因人员失误造成的交流串入直流系统故障，设计了二次接线端子短接试验工具。

图1 220 V 跳闸回路原理

图2 交流串入直流系统后等效电路

二次接线端子短接试验工具的设计思路如图3所示。

该工具的构造包括检测表笔、限压电路、检测电路和指示灯。其中，限压电路的作用是将检测表笔要测试的二次接线端子的电压限制为适合检测电路处理的小电压信号，同时还可起到保护检测电路的作用。检测电路的作用是将交、直流信号进行放大处理，判断是交流信号还是直流信号，最后由指示灯将二次接线端子的带电性质指示出来。

图3 二次接线端子短接试验工具设计思路

根据上述设计思路可以有多种不同的设计方案。在图4 所示的方案中，通过滑动开关选择二次接线端子是进行测试还是短接，限压电路由分压电阻和2 个稳压二极管实现，检测电路由运算放大器、电容器、整流二极管等构成。

3 结束语

人员失误造成的二次端子误短接会导致继电保护和自动装置误动，严重时甚至还会损坏设备，影响电网的运行安全。为解决二次端子误短接的问题，设计了二次接线端子短接试验工具，由于其构造简单，方便现场作业人员使用，因此在变电站得到了广泛的应用。

图4 二次接线端子短接试验工具设计实例

1 孟凡超，高志强，杨书东．交流串入直流回路引起开关跳闸的原因分析[J]．继电器，2007(14)．