变电站二次系统交流串入直流回路对继电器的影响试验研究_马迎新
变电站交流电串入直流回路故障分析与对策 马晋生
变电站交流电串入直流回路故障分析与对策马晋生摘要：众所周知，在我国各方面对电能需求量的不断增多的背景下，电力系统平稳运行至关重要。
而变电站二次系统由直流系统和交流系统组成，交直流系统在正常情况下互不连通，当由于各种原因引起交流串入直流时，对交流回路的影响一般仅局限于该交流回路内，但却危及0到全站的直流系统和全部直流回路，极易造成相关继电器误动出口跳闸，同时可能引起直流熔断器熔体熔断，进而造成全站保护拒动事故。
在电网运行中，由于交流串入直流回路而导致直流回路内继电器的误动作事故频繁发生。
关键词：变电站；交流电；串入；直流回路故障；对策1引言在我国各方面不断进步的过程中，电能发挥着重要作用。
电力系统中，直流电源的可靠运行对系统的安全稳定起着十分重要的作用，交、直流电缆在长期运行中的磨损，交、直流装置元器件的损坏，或人为操作的不慎，都会导致交流电窜入直流系统。
2交流串入直流回路故障检测法原理及步骤负载2发生交流串入直流故障，其余负载均处于正常运行的状态，开关K 1，K 2均处于闭合状态。
交替闭合K 1，K 2开关接入电阻Ｒ，考虑正负母线及除了研究负载之外的其他负载对地电容，将其等效为研究负载的正负母线对地电容，观察正常支路及负载支路的出口电流变化情况，如下所述。
2.1正常负载支路出口电流变化情况ＲL1为负载电阻，电阻Ｒ，U Z为直流电源220 V，C为正负母线及其他各支路的等效对地电容。
为负载1的出口电流。
（1）K 1闭合K 2断开时，根据电路理论知识得到出口电流为其中。
（2）K 1断开K 2闭合时，同理根据电路理论知识得到出口电流值为结论：由于两种情况下电流表达式相同，不存在交流信号的变化，所以出口电流在开关交替打开闭合过程中没有发生变化。
因此，可以判定为正常负载支路。
2.2故障负载支路出口电流变化情况负载2在交替闭合K 1和K 2时情况不同。
ＲL2为负载2的电阻，Ｒ为的电阻Ｒ，UZ为直流电源220 V，C为正负母线及其他各支路的等效对地电容，为串入+KM母线的交流信号，为出口电流。
变电站直流电源系统直流互窜与交流窜入的原因及危害
变电站直流电源系统直流互窜与交流窜入的原因及危害摘要：直流输电线路直流互窜、交流窜入故障会破坏供电电源或直接造成保护控制设备误动，为了有效保证变电站、发电厂乃至整个电网的安全稳定运行，需要在直流系统中设置一套安全、稳定的微型计算机隔离装置，以加速直流系统故障的检测，从而加速直流系统故障的发现，提高直流系统的安全性，本文着重介绍变电站直流互窜及交流窜入故障的原因、危害分析。
关键词：变电站；直流电源系统；直流互窜；交流窜入引言近几年，由于变电所的直流供电系统的故障，使保护装置误动、拒动的现象不断增多，而现有的直流系统装置在发生故障时，往往难以获取精确、详尽的故障资料，缺少故障的资料支持，使故障的原因分析增加了不明朗的不确定性，使后续的处理工作缺少了科学的技术基础[1]。
直流供电是二次供电的核心部件，其可靠的工作可以保证二次控制和二次保护的功能得到最大程度的提高。
1、直流电源故障分析系统由于系统的用户地域分布较大，应用系统的软件主要是B/S（Browser/Server）结构，将数据库、应用程序和服务器等功能整合到终端上，方便系统维护、升级和功能扩充。
本系统具有可供500个变电所接入的区域电力网络运行状况的监控中心。
该系统对蓄电池、充电机、绝缘装置和蓄电池监控装置的工作参数进行了动态的监控和分析，对这些装置的工作状况进行了全面的分析，并能及时地检测出蓄电池、充电机的失效和不满足有关规程、反措要求的绝缘监测装置[2]。
根据设备性能恶化的情况，制定维修计划，逐步实施设备的运行，从而大幅度降低设备的维修工作；保证蓄电池能够在2小时内发生故障跳闸，并可避免因直流供电的突然消失而导致的保护拒绝；通过对充电电动机的非平稳输出给电池带来的负面效应进行分析，以改善直流电源的供电可靠性；交流窜入、直流环网、电压偏差、电压起伏等多种直流接地的故障均可报警并加以解决，防止直流线路一次接地造成的保护误动。
2、直流环网与交流窜入原因分析（1）直流环网。
二次回路防止交流串入直流回路规定
二次回路防止交流串入直流回路规定厂站二次系统由直流系统和交流系统组成，正常运行两系统相互不连通，由于各种原因造成交流串入直流时，对交流回路的影响一般局限在该交流回路内，但却危及到全站的直流系统以及直流回路，造成保护出口中间继电器误动跳闸或引发直流熔丝熔断造成全站保护拒动事故。
由于常规的出口继电器动作电压 55%-70%Ue 的反措对于防止交流串入的误动没有效果，省网近年由于交流串入直流引发的误动事故多次发生，为防止交流串入直流引发保护误动、拒动以及厂站全停的恶性事故发生，特制定此规定。
一、厂站二次回路中常见交直流回路共存的设备保护屏：交流回路包括打印机电源和照明电源，采用交直流混合供电模式部分设备（如载波机、逆变器、 GPS 交直流转换电源），试验插座；保护装置电源、操作箱控制电源等采用直流。
试验电源屏：该屏同时输出直流电源、交流电源供保护人员试验用。
主变冷却器端子箱：冷却器电源一般采用双交流供电模式，冷却器控制回路采用直流供电模式。
主变过负荷启动风冷回路、过负荷闭锁调压回路,主变有载调压箱：有载调压电源为交流电源，主变档位遥信回路为直流回路，主变绕组温度补偿回路为交流回路，绕组温度高跳闸和报警回路为直流回路。
开关、刀闸端子箱：交流电源回路包括电气五防、刀闸操作电源、断路器储能电源、加热器电源；直流电源回路包括断路器操作电源、跳合闸回路、刀闸切换回路（含母差切换）等。
二、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。
三、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、交直流辅节点混用。
（1）设计源头上把关，严防交直流回路共用一根电缆，推广交直流分开的典型设计方案。
（2）结合检修重点检查户外端子箱至刀闸、断路器机构箱的电缆，年限较久的电缆存在的交直流合用问题，并进行更换，清除交直流混用电缆问题。
一起交流串入直流回路引起开关误动分析
一起交流串入直流回路引起开关误动分析摘要：本文介绍了一起因交流串入直流回路引起220kV开关误动跳闸的事件。
针对该事件，通过建立交流串入直流正极、直流负极以及继电器正端三种情况的等效电路图，深入分析交流串直流时系统各个参数对继电器误动的影响，并提出相应的防范措施。
关键词：交流；直流回路；开关；误动0 引言直流回路是电力控制系统的重要组成部分，开关的控制主要依靠直流回路实现。
当厂站发生直流接地、短路或者交流串入等故障时，会影响直流系统的正常工作，造成继电保护装置或开关的误动。
交流串入直流回路时是如何造成开关误动，现场运维时应如何防止此类事件发生是本文所要分析的主要问题。
1 事件介绍：2018年6月18日，某500kV变电站主变220kV侧开关无故障跳闸。
经检查发现，保护装置无动作信号，开关跳开前出现直流接地信号，现场正在进行着刀闸的辅助开关更换工作。
结合故障录波图1可知，故障发生时有220V交流量串入了直流系统的负极，并通过耦合电容对直流正极也产生了影响。
图1 故障录波图结合现场的检查发现，是由于刀闸辅助接点更换时裸露的电缆芯并未做好绝缘措施，造成调压交流正电源与刀闸位置信号回路直流负端发生接触，造成交流串入直流回路。
如图2所示，因交流电源是接地系统，会通过直流系统的对地电容以及电缆与直流负极之间的元件构成回路，当系统参数满足条件时会引起开关误动跳闸。
下面将详细分析交流串入直流时继电器误动的原因。
图2 交流串入直流回路示意图2 交流串入直流正负极图3为交流串入直流负极时的等效电路图，其中Lj为继电器等效电感，Rj为继电器等效电阻，C3为电缆分布电容。
现分析继电器两端的电压Uj，根据叠加原理Uj等于直流电源和交流电源分别单独作用时继电器两端电压和。
图3 交流串入直流负极等效电路图在直流电源UDC单独作用时如图3（b）所示，R2和C2被串扰交流电源短路掉。
由于是分析直流电源作用所以C1和C3可直接视为开路，继电器两端电压为：由上式可知，针对一个固定的继电器Rj与Lj为固定值，影响Uj变化的主要有五个参数分别为：C1（C2）、R、R1（R2）、UAC以及UDC。
论交流电串入变电站直流系统的危害
论交流电串入变电站直流系统的危害摘要：本文就交流串直流的原因进行了分析，我们结合交流电串入到直流电所可能带来的危害作了阐述，并提出了交流电串入到直流电系统中所需选择的解决措施。
本文认为，对二次端子进行设计的时候，可以尽可能地简化其结构复杂程度，提高现场作业的便捷化，发挥出变电站的卓越工作效率。
关键词：交流电；串入变电站；直流系统；危害0 引言变电站的运转离不开对二次接线端的短期连接，因为其处于一个保护的环境中，即在屏柜以及端内箱体之中，其存在着直流电以及交流电两种形式的电流，并且，交流电以及直流电的端子相隔距离较近，导致交流电可能会因人工操作的失误而直接地进入到直流电中去。
在这样的环境下，人员失误所带来的机械故障也就频繁地发生，继而为整个电力系统的造成了消极影响，极易带来安全事故。
所以，为了更好地解决这一隐患，在对变电站进行现场维护的时候，需要让直流电与交流电得以有效地分叉，提高整个变电站的安全系数与稳定系数。
1交流串直流的原因分析在一般情况下，会有两种原因，让交流串入到直流系统中去，一者是，因工作人员的操作失误，在进行检修工作的时候，将两次接线短接错误；另一者是在设备正常运转过程中，因交直流的绝缘系统遭到破坏或者直流电缆的对地电容明显偏大等。
作为电力系统中不可缺少的组成部分，直流电源是由两部分组成的：一部分是整流装置把交流电源转换为直流电源以维持继电保护和自动控制设备的需要；另一部分是蓄电池组，通常挂在直流母线之上，这两个部分共同组成了直流系统，主要功能是控制及保护、事故照明等。
交流电串入直流是直流电源故障的主要形式。
直流与交流系统是两个分别的系统，在正常的情况下彼此是不会发生联系的，但是有些特殊情况可以导致交流串入直流。
1.1绝缘电缆的破损因绝缘电缆的破损，同时，交流电的回路与直流电的回路相互接触，导致二者的内芯互相接触，从而导致了交流串入直流。
1.2设备距离太近直流电缆和现场布置的接地网设备距离太近，一旦设备出现故障或者倒闸引起零序电流走到直流电缆的附近，就会通过电缆对地分布的电容直接串入直流电系统当中。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着工业化和城市化的日益发展，电力系统的建设和运行变得越来越重要。
而当下，随着直流输电技术的广泛应用，变电站直流系统已经成为电力系统中的重要组成部分。
随之而来的问题也日益显现，其中之一就是交流侵入问题。
本文将针对变电站直流系统中交流侵入问题展开分析，并提出相应的解决策略。
一、交流侵入问题的引起变电站直流系统中的交流侵入问题通常是由以下几个方面引起的：1. 异常运行：电力系统中往往存在各种意外情况，比如负荷短路、设备故障等，这些异常情况会导致直流系统中产生交流干扰，进而引起交流侵入问题。
2. 外部干扰：直流输电线路通常会经过城市和工业区域，这些地方的电磁环境往往复杂多变，这种强烈的电磁环境会导致外部交流电干扰导入直流系统中。
3. 电力设备的设计和运行问题：直流系统中的设备设计和运行问题也可能引发交流侵入问题，比如设备绝缘不良、设备参数设置不当等。
二、交流侵入问题的危害交流侵入问题对变电站直流系统的稳定和安全运行会带来严重的危害，主要表现在以下几个方面：1. 设备损坏：交流侵入会导致直流系统中的设备受到过电压和过电流的影响，从而加速设备老化，甚至引发设备损坏。
2. 系统运行不稳定：交流侵入会导致直流系统中的控制系统异常，从而影响整个电力系统的稳定运行。
3. 安全事故隐患：交流侵入会增加变电站直流系统的安全风险，一旦出现问题，可能引发安全事故，造成严重后果。
三、交流侵入问题的解决策略为了解决变电站直流系统中的交流侵入问题，需要采取一系列的措施和策略，具体包括以下几个方面：1. 设备升级和改造：通过对直流系统中的设备进行升级和改造，提高设备的抗干扰能力，降低交流侵入问题的发生概率。
2. 强化绝缘措施：在直流系统中采取更加严格的绝缘措施，加强设备的绝缘性能，有效隔离交流侵入。
3. 加强监测和检测：通过增加监测和检测设备，对直流系统中的交流干扰进行实时监测和检测，一旦发现问题及时采取措施消除。
交流电源窜入直流回路引起断路器跳闸的事故分析
东北 电力技术
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浅谈变电站交流电串入直流回路故障分析与对策
浅谈变电站交流电串入直流回路故障分析与对策随着社会的发展和科学技术的进步以及经济水平的提升，人们对电力能源的需求也急剧增长。
在电力系统当中变电站是电力传输的重要组成部分。
直流回路系统由于其覆盖范围广、规模大以及布线复杂等原因常会发生交流电串入等故障。
其直接会对继电保护系統的运行造成影响，引起保护装置的误动或拒动。
而一旦保护装置发生故障会危及变电站内的设备失去必要的保护。
因此必须要对其故障原因进行科学的分析，并及时采取处理措施。
本篇文章主要针对变电站交流电串入直流回路故障原因以及影响进行分析，并提出一些预防和解决的建议。
标签：变电站交流电直流回路故障分析解决对策变电站的直流回路是二次系统的控制电源，其主要的作用在于对变电站的设备、自动装置、通讯网络设备以及继电保护设备提供稳定的电源供应，具有覆盖范围广、接线线路复杂程度高、电缆敷设长度大等特点。
当前很多变电站的直流系统设备由于受到多方面因素的影响其质量上无法做到统一规范要求，而且在长期的运行状态下极为容易发生直流接地和短路以及交流电串入直流回路等故障。
这些故障会导致变电站设备的继电保护设备电源断开，使其它设备失去保护性能，从而发生一些较为严重的故障和安全事故。
交流电串入直流回路会引发严重的直流接地情况，交流电因直流电缆间的耦合电容以及对地分布电容而产生交变量引发继电器抖动、失压，进而引起保护装置拒动，使断路器发生跳闸现象。
一、交流电串入直流回路的故障原因分析以某110kV变电站的交流电串入直流回路故障为例进行交流电串入直流回路故障的原因分析。
某变电站的变压器非电量保护装置出现跳闸现象，并且变电站后台引发警报，主变压器保护动作信号灯发生闪亮。
一号、二号、三号变压器保护装置均发出信号灯闪亮情况。
三号主变压器的非电量保护动作未出现跳闸。
经技术工作人员检查后，观察到一号、二号、三号变压器在跳闸前非电量保护装置都接收到开入信号。
并且持续时间较短，非电量保护装置无法实现即时跳闸。
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2 交流串入直流电源系统试验经过及数据分2.1 试验接线
在变电站交流串入直流电源系统有3种形式，形式1为
图1 控制电缆结构示意图 图2 控制电缆分布电容示意图
直流电源正极串入交流电，形式2为直流电源负极串入交流电，形式3为继电器启动端串入交流电。
为了验证变电站交流串入直流电源系统继电器的影响，在北京超高压公司变电实训基地进行了试验，对应3种串入形式分别设计试验接线见图3、4、5。
2.2 试验设备及元件参数
为更好完成本次试验，依据试验接线图2、3、4选定相关试验设备（见表2），并比照变电站实际运行参数确定了
表1 ZR-KVVP4×4 mm2控制电缆分布电容测试记录 电压电流电容计算值频率100VAC 8.76mA 0.2790uF 50Hz 150VAC 13.16mA 0.2794uF 50Hz
图4 直流电源负极串入交流电
DC220V直流正电源中串入交流电压260V继电器接点不闭合 DC220V直流正电源中串入交流电压280V继电器接点周期性短时闭合
图6 DC220V直流正电源中串入交流电压波形记录图
表6 DC110V直流负电源中串入交流情况试验记录表交流电压（有效值）
继电器电压（峰值）继电器输出接点
情况说明
220VAC 55V 不闭合230VAC 58V 不闭合240VAC 62V 不闭合250VAC 64V 不闭合260VAC 未试验/270VAC 未试验/280VAC
76V 不闭合
DC220V直流负电源中串入交流电压260V继电器接点不闭合 DC220V直流负电源中串入交流电压270V继电器接点周期性短时闭合
图7 DC220V直流负电源中串入交流电压波形记录图DC110V直流负电源中串入交流电压280V继电器接点不闭合
DC220V直流继电器启动端串入交流电压80V继电器接点短时闭合图9 DC220V直流继电器启动端串入交流电压波形记录图
表8 DC110V直流继电器启动端串入交流情况试验记录表继电器电压（峰值）继电器输出接点
105V闭合时间2.5ms
DC110V直流继电器启动端串入交流电压60V继电器接点短时闭合。