何瑞婷，杨家凯，代显忠，韦 超，刘晶晶

（云南电网有限责任公司楚雄供电局，云南 楚雄 675000）

低压直流系统是换流站、变电站、发电厂、配电站等电力系统主体结构的重要组成部分。正常情况下继电保护、自动装置、安稳装置等设备的电源都是由站用交流电源经过开关电源后得到的直流电源供给。当电网发生事故或设备故障等原因，造成站用交流电源消失时，须要由蓄电池供给直流负荷及事故照明系统等。当直流系统发生一点接地故障未得到及时处理时，再引起另一点接地就有可能造成保护装置误动，高压断路器跳闸，或断路器拒动等故障，引发重大电网事故、事件的发生，严重影响电网的安全稳定运行。

本文研发的低压直流系统接地快速寻找装置，安全性和灵敏度都较高，可以快速地查找到接地故障点并排除，解决了低压直流系统原有接地故障选线报警装置故障定位不准确的难题，对电网的安全运行起到了非常重要的作用。

1 系统结构

系统由信号发生器、专用钳式波形表、母线电压无线发送模块组成，如图1所示。

图1 信号发生器

1.1 信号发生器

A部分为一个信号发生器，产生43 Hz的正弦波信号，由ICL8030型任意波形发生器的2脚输出，经放大器FD放大后，通过隔离变压器B隔离输出，再经过开关控制器KG，由A、B、GND接线柱输出。

B部分主要是电源。它主要由充电座CZ、整流桥Z、3.7 V充电电池B、电源开关K、电源指示电路LED、DC/DC转换电路、R021、R022、LED2组成的电源电路构成。

装置采用了4 Ah充电锂电池，充足电后可以连续使用10 h以上。Z为充电输入端的整流器，作用是使充电器插入时不分正负极。锂电池充电电流为1700 mA，充电时长大约3 h。DC/DC模块的作用是将3.7 V的锂电池电压变换成 ± 9 V的直流电压，供给波形发生器ICL8030使用。DC/DC输出端的LED2为电源工作状态指示，± 9 V电源输出都正常时为黄色，+9 V电源输出异常时LED2变为绿色，-9 V电源输出异常时LED2变为了红色。

1.2 专用的钳形波形表

专用的钳式波形表可显示出所检测到信号的频率、波形，通过与直流母线电压无线传输的数据比较，可计算出接地电阻的阻值。同时系统中是有干扰的，该钳形波形表具有频率过滤功能，可防止工频信号的干扰；此外装置输送的信号是间断的，可以直观区分所接收信号是本装置发送的信号还是干扰信号，以消除误判断。

1.3 母线电压无线发送模块

母线电压无线发送模块是指将母线电压采样后，将采集的信号输送到钳式波形表。钳式波形表接收到数据后，可计算出接地电阻的大小。

1.4 装置的应用

将信号发生器和无线电压检测装置接到直流母线上，信号发生器将43 Hz的正弦波电流送至直流母线上。单片机钳形波形表检测到流入接地点中的电流值，与无线电压检测装置接收到的直流母线电压值比较，计算出接地电阻。屏幕还可以显示检测到的接地电流波形，可以直观地区分是我们装置发出的信号还是干扰信号。

2 装置整体的工作原理。

如图2所示，“C线控制回路1”+极发生接地时，信号发生器产生的交流电流，经隔离变压器B的副边输出后经CO1、CO2输出，再由信号发生器的A、B端输出，分别送往直流母线的“+极”和“-极”，输出的信号经过“C线控制回路1”的+极线流入大地，再流回到波形信号发生装置。通过钳形波形表，就能检测到接地电流的波形、频率、电流以及接地电阻的大小。

图2 装置应用原理

本装置中的特制波形钳型电流表为特制设备，能过滤掉43 Hz以外的频率，消除了周围其他频率电磁场的干扰，提高了低压直流系统接地电阻值的测量精度。

3 结束语

本文研发的这种低压直流系统接地快速寻找装置，安全性、可靠性和灵敏度都较高，可以快速查找到接地故障并排除，克服了低压直流系统原有接地故障选线报警装置故障定位不准确的难题，避免了因直流系统接地故障查找不及时导致的保护装置误动、举动等问题，同时使用方法简单便捷，由普通运行人员即可操作，适用于现行的无人值班变电站模式，很大程度上节省了人力、物力等资源，对电网的安全高效运行起到了非常重要的作用。