交流串直流的三个案例分析与对策

摘 要：通过对本厂交流串直流的三个案例的叙述，并对故障进行深入分析，论述了交流串直流所引发的保护回路故障，探讨改进措施和解决对策，以保证机组的可靠运行。

关键词：交流串直流;保护回路故障;故障分析与对策

工作人员误把交流串入直流系统，这样错误的做法会带来很大的安全隐患，如果将交流电串入直流电系统，那么继电保护的装置会产生错误的动作而引发事故。所以，我们要认识交流串入直流系统的危害，这样可以更好地运维生产现场。

1 交流串直流的三个案例

1.1 交流串直流的第一个案例

1.1.1 故障情况

2015年3月25日10时45分，#1主变高压侧5001开关跳闸，1B厂高变低压侧9102、6102开关跳闸，快切未动作;1A厂高变低压侧9101、6101开关未跳，手动分闸。查明#1机中压系统无保护动作后，手动将6kV1A/1B段、10kV1A/1B段切为备用电源供电正常。

1.1.2 情况分析

调取DCS报警信息、SOE报警信息、机组故障录波器信息，5001开关和9102、6102开关同时分闸，导致厂用电失电，#1主变高压侧CT与高厂变A、高厂变B高压侧CT均未见故障电流。

#1发变组保护无任何报警，出口继电器均未动作，排除一次系统故障。通过检查发变组动作报文、DCS操作记录以及中压开关室综保装置，发现同一时间内保护无任何动作信号和操作命令。

5001、9102、6102开关分合闸控制电源都由直流110VB段供电，分析认为是B段直流电源发生了瞬时交流窜入，从而引起了5001开关和9102、6102开关同时跳闸。

检查得知，当时#1机小修直流改造，#1机110V-1B段直流绝缘监测装置发故障报警，直流厂家在消缺过程中，误将试验导线碰到交流回路，导致交流电源窜入该段直流系统，造成5001开关和9102、6102开关同时跳闸。

1.1.3 整改措施

（1）对厂家施工人员安全交底工作不到位，未充分辨识危险源，没有意识到危险点，由此要提高安全责任心，在试验工作中，严禁使用交流电源，严防交流窜入直流。

（2）结合开关停运情况，升压站500kV断路器的分闸接触器全部更换为大功率（额定功率大于5W）接触器，同时更換新的非全相继电器。

1.2 交流串直流的第二个案例

1.2.1事件经过

2015年9月18日，泰州电厂#1机组调停期间，#1机组处于停机状态，#1主变高压侧5001开关处于运行状态，中压母线由工作进线供电，启备变高压侧开关5000开关处于运行状态。

9月18日9：53 5001开关和5000开关跳闸，#1机组中压工作电源和备用电源同时失电，柴油发电机启动带保安段运行。

当时正有外委维护电气人员陪同运行人员对1C电动引风机的电加热器电源开关进行送电操作。

1.2.2 原因分析

调取500kV故障录波器信息显示，9：53：07 5001开关和5000开关三相同时动作分闸。调取DCS历史记录曲线，发现5000开关和5001开关在9：53至10：12之间发生了多次合分现象。

5000开关和5001开关第一路分合闸操作电源取至直流110VA段电源。检查该段直流绝缘监测装置，从9点53开始一直有交流窜入的报警，通过告警记录查到交流电源从1C电动引风机直流控制电源支路窜入。

现场检查，#1机10kV1A段的1C电动引风机加热器回路改造，原直流继电器接点断弧容量小，于是将直流继电器改为交流接触器，用单相交流电作为控制电源，接线接好后，原直流继电器由开关的辅助常闭点启动，也就是开关在断开位置对电机本体加热，此辅助常闭点线未拆除干净，与直流电源相通，拆除后线头包扎不严，搭接到交流电源火线端子上，导致加热器电源开关送电时，交流220V窜入直流控制回路，引起直流110V系统A段上的5000开关和5001开关第一路分合闸线圈频繁动作，导致多次非全相分合闸。

1.2.3 整改措施

（1）加强直流系统管理，严防交流窜入直流，应做到现场端子箱封堵及密封条良好，控制柜及端子箱应避免交、直流接线紧挨着在同一串端子排上。

（2）提高安全责任心，做好拆线记录，废弃的线头拆除干净，无法拆除的线头需套上安全压线帽。只将加热器回路直流继电器更换为直流接触器，解决接点断弧问题，避免回路接线改动造成交流串直流。

（3）在接触器替换中间继电器前，应及时办理异动报告、图纸变更等手续，按要求进行三级验收。

（4）四种人职责应到位。

①委外维护工作班成员在工作中应工艺严谨，做好拆线记录，废弃线拆除干净，无法拆除的线头需套上安全压线帽，以上工作需两人确认。

②工作票负责人应对工作内容把关到位，对班组成员进行安全技术交底，监护到位。

③工作票签发人应意识到本项工作存在的交流串入直流的风险，在工作票安全措施上专项体现。

④项目负责人应意识到本项工作存在的风险，对工作全过程现场把控。

⑤5000开关和5001开关非全相多次分合，后续结对变压器和开关进行针对性试验，确保稳定运行。

1.3 交流串直流的第三个案例

1.3.1 事件经过

2017年3月3日14：46，#3机C修，电除尘PC3A段检修结束恢复正常供电，运行在恢复的过程中，发现PTA相单片空开合上即跳开，打电话给点检，点检电话通知我一起去检查，而此时我正在检修发变组厂高变第一套保护，恢复临时拆线，恢复后用万用表测量电位，发现直流正117V，直流负接地，而且负电位有交流59V左右的电位，我接到电话后估计交流串直流与电除尘PC3A段恢复有关。

1.3.2 原因分析

2017年3月3日15：07，相关人员全部到电除尘五楼PC3A段，我测量了PT空开上下桩头电压，发现一端交流电，一端直流电，开关即合即跳。哪里来的直流电呢？经仔细查看柜内接线，发现柜内直流交流小母线有问题，对比电除尘PC3B段，正常每一根小母线上插有两个公母全绝缘线鼻子，而电除尘PC3A段柜内PTA小母线上插有三个线鼻子，KM小母线上插有一个线鼻子，经分析，检修工人在清扫该段母线时，造成一线鼻子脱落，但小母线所有接插线上无任何标识，检修工人搞不清，未向继保维修工反映，直接将KM电源小母线插头插在了PTA母线上，当运行送电时，交流小母线带电，导致交流电窜入直流负电源。

1.3.3 现场处理

申请短时停柜内直流电，核对接线，保证KM母线上一根接线到直流电源，一根接线串接到下一个负载柜母线;拉开PT小空开，先核相，分清A相、B相、C相;确保小母线PTA一根线接至空开交流A相，一根接线串接到下一个负载柜母线;经过耐心细致的对接线，进线柜内每根公用小母线只有两个线鼻子，每个线鼻子贴胶布注明+KM，KM，YMa，YMb，YMc，YMn。到当日16：18，故障处理结束，查看直流绝缘监测装置，交流串直流报文时间推算与故障时间吻合。

1.3.4 整改措施

（1）打标签，将所有#3机PC检修段进线仓的小母线贴上标签，有效防止脱落后乱插。#4机C修时每段PC先贴好小母线标签。

（2）现场的公母全绝缘线鼻子连接不牢固，易脱落，以后改造成可联端子转接。

2 对策

通过对我厂三起交流串直流的案例分析和采取的措施，提出以下对策：

（1）在发生直流接地时，不仅测量直流正负对地电压，还要测是否有交流电压串入，如发生交流串直流故障时，要立即处理，查看具有监测交流串入的直流绝缘监测装置报文，查找故障发生时刻的运行操作和现场检修，排查可疑点。

（2）对升压站500kV开关及中压进线的分闸继电器，长距离启动分闸的继电器一律更换为大于5W的大功率继电器。

（3）对继电器线圈和接点分别是交流电和直流电的改造要慎重，尽量回路不动，只更换所需的元器件。

（4）作废的直流回路线及交流回路线，要在源头上清理干净，没用的线不能带电，清理干净，不留下寄生回路。

（5）處理问题要举一反三，发现柜内小母线引线标识没有，要及时补上，要清晰。

3 结论

结合电网防止交流串入直流回路规定和其他电厂及变电所案例，归纳总结如下：

交流串入直流回路的常见原因：交直流回路共用电缆;端子排潮湿凝露、雨水侵入、交直流电缆破损、误碰、误接线等原因造成交直流串电;系统一次短路电流串入二次回路。

防范交流串入直流回路造成保护拒误动措施：（1）加强设计运行管理，避免交直流电缆混用、交直流辅接点混用。严防交直流回路共用一根电缆，控制箱不同功能辅助触点应以空端子隔离。（2）加强保护用大功率继电器管理，避免交流串入后保护误动。厂站内远跳回路、失灵启动回路、变压器瓦斯非电量跳闸等回路应采用大功率继电器，工作电压采用直流110伏，继电器动作电压应在55%～70%的额定电压之间。（3）规范端子箱和保护屏端子设计制造环节。交、直流端子排分区布置，取消保护屏内的交流照明回路，取消柜内打印机，集中一台公用移动打印机。（4）合理规划二次电缆敷设路径，尽可能离开高压母线接地点，做好户外端子箱在雨季和台风期间的密封、防水、防潮、防凝露措施。（5）加强直流系统运行管理，加强继保工程施工安措管理和图纸管理，避免人员误接线造成交直流互串事故。做好继电保护安措票上的安全措施和危险点分析，对外包工作，要抓实管细管严。

参考文献：

[1]王军.变电站交流串入直流系统的危害及其防范措施[J].中国高新技术企业，2014（32）：4142.

[2]苏阳春.交流串入直流回路的危害与处理[J].中国高新技术企业，2007（9）：7374.

作者简介：赵震（1976— ），男，汉族，江苏镇江人，本科，中级工程师，设备管理部电气维护班长，研究方向：继电保护。