卢纯义 张 良

（金华电业局，浙江 金华 321001）

1 引言

直流系统在变电所中起着极其重要的作用，它就像人的心脏，为变电所中的各种信号、继电保护及自动装置、断路器的控制、事故照明等提供电源。目前根据浙江省电力公司反措要求220kV及以上变电所和重要110kV变电所直流系统应实现双重化，即具备两套完全独立的充电屏、馈线屏和蓄电池。为了直流系统的安全可靠，要求两套直流系统分列运行，但如果直流系统改造不彻底或回路接线不当，两套直流系统独立运行后反而会引起保护拒动、误动，设备健康水平下降等严重后果。

2 概述

220 kV某变电所事前刚完成直流系统双重化改造，两套直流系统实行分列运行，直流系统经常发瞬时接地故障，故障信号能自动复归，220V直流系统现场实测对地电压为+1KM +156V 、-1KM -56V 、+2KM +54V 、-2KM -154V，而分列运行前基本没有直流接地现象。

在某220kV线路保护年检过程中发现对第二套线路保护A相II段接地瞬时故障传动时,第二套保护装置液晶面板显示A相II段接地故障保护动作，第二套保护装置面板A相跳闸指示灯亮其他指示灯不亮，重合闸保护重合动作，重合闸保护面板重合指示灯亮，操作箱A相跳闸和合闸指示灯亮，B、C相跳闸指示灯不亮，开关机构A相正确跳开，但重合不成功，最后开关机构三相不一致跳闸。保护配置情况如下：第一套保护为北京四方 CSC-101A、第二套保护为南瑞 RCS-901A、重合闸及失灵保护为CSC-122A、操作箱为南瑞CZX-12R1。

3 原因分析

3.1 变电所直流系统情况

220 kV本变电所是座老变电所，原先直流系统为配有两套充电系统和一组蓄电池，所以两套充电系统只能并列运行的，整个直流系统实际是单电源系统。变电所直流系统按省公司反措要求进行了双重化改造，形成两套充电系统和两组蓄电池，并在当天把原本并列运行的两套直流系统分列运行成为完全独立的两套直流系统。

3.2 直流系统异常分析

两套直流系统对地示意图一样，用单套图来表示如图1所示，R+、R-直流系统为正负对地电阻，R1、R2为接地巡检仪平衡桥电阻R1=R2。K为直流接地报警动作继电器（电流继电器）。两套直流系统共用一套接地巡检仪，接地巡检仪在两套电源中循环切换，一个时刻只与一套直流电源连接。正常情况下R+、R-较大且R+≈R-，所以流过继电器K电流很小接地报警不会发，同时对地电压+KM≈-KM。实际情况由于电缆及端子排老化、受潮、回路接地等导致绝缘下降造成R+≠R-进而造成继电器K两端的电压不一致流过较大电流时直流接地报警，同时对地电压+KM≠-KM，对地电压与对地电阻成正比。而本变电所设备多且经过多次改造更重要的是连日下雨实际对地电压为+1KM+156V、-1KM-56V +2KM +54V、-2KM -154V。从对地电压情况分析可知第一套直系统负对地绝缘下降，第二套直系统负正对地绝缘下降，对地电阻在20k左右，接地巡检仪的整定值为20k，刚好处在临界值，所以频发瞬时接地报警，经过拉路等查找无法找到接地点，属于整体绝缘下降，后在整个年检过程中发现6个间隔对地绝缘不良实际测量值换算后为20k左右。

图1 单套直流系统对地示意图

改造前两套系统并列对地示意图如图2，R1+、R1-、R2+、R2-为第一、二套正负对地电阻，由于R2+≈R1-，R1+≈R2-，R1+//R2+=R+，R1-//R2-=R-，整个系统的正负对地电阻R+≈R-，根据平衡桥原理，流过继电器K的电阻很小，不会发接地报警，这就是改造前直流系统很少出现直流接地现象的原因，通过实际并列运行试验验证了这一点。这是采用平衡桥原理接点巡检仪的缺点，在正负接地电阻同时下降时无法检测到位。

图2 两套直流系统并列时对地示意图

3.3 保护检查情况

某220kV线路保护重合闸回路如图3所示，按以下情况进行检查：

（1）A相保护动作相关接点动作情况，包括第二套保护A相保护动作接点和操作箱至开关的跳闸接点。检查结果是接点动作情况都正确。

（2）重合闸回路的相关接点动作情况，包括重合闸保护动作接点和操作箱至开关接点。检查结果是重合闸保护动作接点动作正确，操作箱至开关接点未动作，检查操作箱插件完好，校验继电器正确。

（3）对回路直流电源进行检查。检查时发现3D17和 4D80电压为 110V，而正常的电压应该为220V左右，这个电压刚好为+2KM和-1KM之间的电压差，正是这个电压值使得CSC-122A重合闸保护动作时ZHJ重合闸继电器由于电压不足未动作，ZXJ重合闸信号继电器刚好到动作值而使操作箱重合闸指示灯亮。对通过对线等方式检查直流电源最终发现在直流分屏中第一组控制电源的正电源和负电源分别接自第二套直流系统的+2KM和第一套直流系统的-1KM。由于本变电所是个老站直流分电屏等多次改造，加上以前是单套直流系统供电，因而未能及时发现此隐患，更改接线后恢复正常。

图3 线路保护重合闸回路

4 危害及防范措施

通过以上分析可以看出，在具有两套独立运行的直流系统的变电所中，在两套直流系统发生对地电压异常及二次接线接错时将给电力系统造成很大影响，主要有以下几方面：①造成电压低现象。如上面所指+2KM和-1KM情况，相互电压只有110V，

情况轻的造成设备不能正常运行，严重的造成保护拒动，扩大事故范围；②造成电压高现象。如上面所指+1KM和-2KM 情况，相互电压高达310V，情况轻的造成设备绝缘下降、减少设备的寿命甚至烧毁设备，严重的造成保护误动影响系统运行。

在保护新安装、改造过程特别是部分保护改造时容易发生直流电源正负组别不分及接错的现象，接错的位置主要在重合闸正电源和开关机构正常工作所用的直流电源。防范措施：①在新安装、改造过程配线时注意按图施工、注意直流电源组别的区分；②用试验来确证接线正确：对于控制回路直流电源组别接线是否正确只要在保护传动试验时就可判别，如在做第一套保护传动时，把第二组控制电源断开，做第二套保护传动时，把第一组控制电源断开，如果整个动作工程正确便可确认接线正确，否则就接线错误；对于装置电源组别接线是否正确只要分别单独合上不同组别的电源看装置运行情况，运行正常为接线正确，否则就接线错误；③对于原来两套并列运行的直流系统分列运行时要注意进行相关保护接线确认，在没确认前最好还是并列运行。

5 结论

通过以上一起直流双重化改造后引起异常分析，在保护安装、改造、年检中一定要加强回路的绝缘检查，避免绝缘下降导致直流系统对地电压偏差。在直流双重化改造后对全所保护直流回路进行对地电位测试，结合保护年检，对直流电源回路进行绝缘测试以及回路组别试验，以避免类似问题再次发生。直流接地巡检仪最好采用平衡桥和不平衡桥相结合的方式。