變電站直流系統(tǒng)寄生回路的排查方法研究

黃勇

（雅安蜀能水利水電有限責(zé)任公司，四川 雅安 625000）

1 變電站直流系統(tǒng)寄生回路的產(chǎn)生原因分析

直流系統(tǒng)寄生回路可以簡(jiǎn)單分成混電源和直流接地兩種，前者較為復(fù)雜，是兩套直流系統(tǒng)之間混線(xiàn)或是交直流系統(tǒng)的串?dāng)_，后者則為電纜芯線(xiàn)的絕緣降低，形成地網(wǎng)寄生回路，這兩種寄生回路都會(huì)紊亂直流系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前大多數(shù)變電站采用雙套直流電源屏，每個(gè)直流屏上都有一個(gè)獨(dú)立的切換開(kāi)關(guān)。當(dāng)因接線(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致多余回路產(chǎn)生時(shí)，寄生回路產(chǎn)生，下面就簡(jiǎn)單分析寄生回路產(chǎn)生的原因。

1.1 直流系統(tǒng)間混線(xiàn)導(dǎo)致的寄生回路

當(dāng)變電站兩套直流系統(tǒng)之間兩對(duì)正負(fù)極之間出現(xiàn)單個(gè)接點(diǎn)電氣連接現(xiàn)象時(shí)，如：直流屏1的正極與直流屏2的負(fù)極之間電源出現(xiàn)混線(xiàn)后，就會(huì)產(chǎn)生寄生回路。當(dāng)兩套直流系統(tǒng)的兩對(duì)正負(fù)極之間出現(xiàn)2個(gè)接點(diǎn)電氣連接現(xiàn)象后，也會(huì)產(chǎn)生寄生回路。如：直流屏1的正極與直流屏2的負(fù)極、直流屏1的負(fù)極與直流屏2的正極之間均出現(xiàn)電源混線(xiàn)，于是就產(chǎn)生了寄生回路。

1.2 交直流系統(tǒng)之間串?dāng)_產(chǎn)生的寄生回路

當(dāng)一套直流系統(tǒng)與交流回路之間出現(xiàn)電氣連接，那么就會(huì)產(chǎn)生寄生回路。

1.3 直流接地產(chǎn)生的寄生回路

直流系統(tǒng)的某點(diǎn)出現(xiàn)接地現(xiàn)象后，寄生回路產(chǎn)生。

2 排查方法

2.1 直流拉偏法

在對(duì)變電站直流系統(tǒng)寄生回路的排查中，采用直流拉偏法能確定直流系統(tǒng)的一二段是否存在寄生回路，其方法為：檢查變電站兩個(gè)直流系統(tǒng)絕緣電阻正常且對(duì)地電壓為母線(xiàn)電壓的一半左右，在一段直流系統(tǒng)的負(fù)對(duì)地接一個(gè)10kΩ的電阻，這次只需要測(cè)量該一段直流母線(xiàn)負(fù)對(duì)地電壓以及二段母線(xiàn)負(fù)對(duì)地電壓，若二段母線(xiàn)負(fù)對(duì)地電壓始終保持不變，那么這兩個(gè)直流系統(tǒng)的一二段之間不存在寄生回路；若二段直流母線(xiàn)負(fù)對(duì)地電壓出現(xiàn)下降，且其與一段母線(xiàn)負(fù)對(duì)地電壓相接近，那么說(shuō)明存在寄生回路。

2.2 直流鉗形表法

當(dāng)采用2.1方法確定變電站直流系統(tǒng)一二段之間存在寄生回路，那么需要繼續(xù)確定寄生回路所存在的具體地方，直流鉗形法則是縮小寄生回路查找范圍的一種有效方法，其原理為：當(dāng)某一直流負(fù)載內(nèi)部有寄生回路，那么從正極流出的電流與負(fù)極流回的電流之間存在差值。該方法的缺點(diǎn)是對(duì)于二段直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣較好且電阻＞100kΩ的系統(tǒng)無(wú)效，無(wú)法正確進(jìn)行寄生回路位置的縮小和排查。例如：當(dāng)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣較好，電阻為110kΩ，那么寄生回路就會(huì)產(chǎn)生1mA的電流，目前最高靈敏度的直流鉗形表的分辨率為毫安，在大地磁場(chǎng)以及周?chē)鞣N因素的干擾下，直流鉗形表的電流分辨率為2mA左右，所以，當(dāng)絕緣較好且接地電阻較大時(shí)，無(wú)法通過(guò)電流差排查到寄生回路的具體位置。另外，在大型變電站中，采用直流鉗形表進(jìn)行排查，受到直流分屏電纜眾多等因素的影響，需要設(shè)計(jì)多個(gè)直流支路表，設(shè)計(jì)到上百個(gè)回路，工作量大，且風(fēng)險(xiǎn)較大，故而也不適宜采用直流鉗形表進(jìn)行排查。

2.3 直流漏電流法

將直流鉗形表與直流漏電流法結(jié)合起來(lái)排查寄生電路。若以人為方式在寄生回路中產(chǎn)生一個(gè)直流電流，那么需要在兩個(gè)直流系統(tǒng)上都增加一個(gè)對(duì)地電阻，并保證將增加的對(duì)地電阻產(chǎn)生直流寄生電流值控制在4mA左右，這樣，就不會(huì)導(dǎo)致寄生回路出現(xiàn)繼電器動(dòng)作。因?yàn)?mA電流在110V直流全電壓下的動(dòng)作功率為0.44W，繼電保護(hù)的動(dòng)作功率≥5W，因此這不會(huì)使繼電保護(hù)裝置發(fā)生誤動(dòng)。若在負(fù)極上有寄生回路，此時(shí)只需在一段直流正對(duì)地接一個(gè)10Ω電阻，在二段直流負(fù)對(duì)地接一個(gè)10Ω電阻，就可以產(chǎn)生寄生電流，從而進(jìn)行寄生回路的排查。確定好寄生回路后，加接周期性的對(duì)地輔助電阻，這樣就可以使得寄生回路產(chǎn)生周期性的直流電流，接著采用直流鉗形表法就可以查找出寄生回路。

3 案例分析

變電站直流系統(tǒng)的寄生回路排查時(shí)涉及面廣且危險(xiǎn)點(diǎn)眾多，故而必須謹(jǐn)慎思考，制定完善的排查方案。某電網(wǎng)公司對(duì)500kV的48座變電站進(jìn)行直流系統(tǒng)寄生回路的排查，重點(diǎn)檢查是否存在并聯(lián)寄生回路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)A變電站出現(xiàn)直流母線(xiàn)數(shù)值的異常情況，后采用高內(nèi)阻萬(wàn)用表發(fā)現(xiàn)其負(fù)一段和正二段之間存在寄生回路，接著制定排查方案，查找寄生回路。通過(guò)分析，該變電站可能出現(xiàn)的寄生回路如圖1所示。在盡量不影響電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的情況下，拉開(kāi)直流屏上的1段輸入空氣小開(kāi)關(guān)，實(shí)測(cè)直流系統(tǒng)，若此時(shí)直流恢復(fù)正常或是有明顯好轉(zhuǎn)則表明自動(dòng)化系統(tǒng)中存在寄生回路。經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)了3處寄生回路，產(chǎn)生的原因分別為：外部二次回路接線(xiàn)的錯(cuò)誤導(dǎo)致了寄生回路，自動(dòng)化直流電源接線(xiàn)缺陷導(dǎo)致寄生回路，蓄電池絕緣不良引起寄生回路。要想消除直流系統(tǒng)寄生回路，必須制定完善的排查方案以及預(yù)防技術(shù)措施，確保排查工作的安全，將寄生回路排查出來(lái)后，了解原因，并針對(duì)性解決，消除寄生隱患，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

寄生回路對(duì)于變電站直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要影響，直流系統(tǒng)負(fù)載較多，做好其安全管理工作關(guān)系到電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。寄生回路一般是在變電站建設(shè)和改造中產(chǎn)生的，在變電站建設(shè)之初要做好相關(guān)預(yù)防工作，確保每一方面的嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，在源頭消除寄生隱患。在排查寄生回路中，則需要根據(jù)實(shí)際情況制定完善的排查方案，合理將多種排查方法結(jié)合起來(lái)運(yùn)用，快速、準(zhǔn)確、安全的排查出寄生回路。

[1]甘生霖.變電站保護(hù)傳動(dòng)引起的直流接地現(xiàn)象分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（33）.

[2]魏君曉，申梅，龍曉華，等.變電站驗(yàn)收過(guò)程中直流接地故障原因分析及處理[J].青海電力，2015，34（01）：66-67.