交流窜入直流系统故障的试验与研究
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。
直流系统内交流窜电故障的研究与检测

1 交流窜电故障分析
找,极易导致接地故障进一步恶化。 1.3 交流窜电类型
1.1 故障产生原因
直流系统供电网络主要有电源正、负极和控制
综合分析我国电网近年来发生的直流窜电故障, 回路,相较而言,控制回路数量较少,常见的交流
其产生的原因主要有以下几点:
窜电故障更多的是交流电窜入直流系统的正负极。
接线错误。由于现场接线复杂,易出现工作人 1.3.1 正极交流窜电
由于交流窜入直流系统故障危害性大,且相比 直流系统直接接地故障更难排查,为确保系统安全 稳定运行,综合提出以下建议:
设计直流系统时进行合理规划。布线时交直流 电缆尽可能分开不直接接触,直流电缆不宜敷设过 长,避免对地分布电容过大;直流负荷过大时,可 采取分开独立供电方式,保证直流系统的稳定性。
应加强对直流系统的管理,防止直流系统故障, 降低,使用寿命大大缩短。
特别要重点防止交流电混入直流回路,造成电网事
交流电的交变特性导致其窜入直流系统后会造
故。同时,新建或改造变电站中的直流系统绝缘监 成间歇性直流接地,直流接地保护装置不能及时动
测装置应具备交流窜入直流故障的测记和报警功能。 作,当间歇性接地信号消失后,难以对故障进行查
同理,如图 2 所示。当交流电源直接窜入直流
RURAL ELECTRIFICATION
2020 年第 2 期 总第 393 期
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2002(c) - 副本 第29页 共126页
CMYK
2020-01-17 15:23:30
运行维护 Operation & Maintenance
系统负极,直流电源负极接地,正母线对地电压中 直流分量翻倍,增加交流分量;当交流电源经过负 载窜入直流系统负极,正母线对地电压中直流分量 会增加,且增加部分交流分量;当交流电源经电容 耦合窜入直流系统负极,由于电容隔离的作用,正 母线对地电压中直流分量保持不变,会增加部分交 流分量。
变电站交流窜入直流故障信号监测研究

温湿度控制器 ( 该控制器电源部分为 2 2 0 V交流 ,信号部分为 2 2 0 V直流 ) , 造 成温湿 度 控制器 中交 、直流 回路 问短 路 ,交 流 电压 串入直 流 I 段 ,造成 接 于 直流 I 段 的两 台变压 器非 电量 出 口中 间继 电器 ( 主跳 ) 接 点抖 动并 相继 出
口跳闸 。 2 . 3 保 护误 动机 理 从交 流窜 人直 流 系统 引起保 护误 动机 理分 析 : 所用 交流 系统 是一个 接 地 系统 , 直 流是 一个 绝缘 系统 ,因此一 旦交 流窜 入直 流 系统 ,必然 会造 成直 流 系 统故 地 ,绝缘 监 测装 置工作 异 常 。 2)引起厂站系统监控装置误发大量告警信息,而且频繁刷新。 3) 引起 继 电保 护装 置误 动 ,尤其是 变压 器非 电量 保护 的误 动 。
工业技术
●I
变电站交流窜人直流故障信号监测研究
林 英
( 国网淄 博供 电公 司 山东
淄博
2 5 5 0 0 0 )
[ 摘 要】 电力系统中,直流接地是直流系统常见故障,并且交流窜入直流 回路的接地故障危害性更大。文 中分析了该故障发生原因和交流窜入直流信号 监测 原理 ,提出 了交 流窜人 直 流故 障的有 效监 控手 段和 故障 告警 措施 。 [ 关键 词] 直流 接地 监 测
终 端 软件采 用 F F T 快速傅 里 叶变换 将时 域采 样信 号变换 到频 域进 行有 效分析 、 计算。 傅里叶变换在物理学、数论 、 组合数学 、 信号处理、 概率论 、 统 计学 、密码学 、声学 、光学 、海 洋学 、结构 动力 学等领 域都 有着 广泛 的应 用( 例如在信号处理中,傅里叶变换的典型用途是将信号分解成幅值分量和
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。
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。
变电站交流电串入直流回路故障分析与措施

变电站交流电串入直流回路故障分析与措施变电站直流系统出现接地、短路或交流电串入直流回路故障时,将对继电保护系统造成不利影响,严重时致使保护装置出现一系列的误动以及拒动现象,使变电站内部的一次设备失去保护。
本文在研究的过程中主要对电力系统中的交流电串入直流电路中的现象进行分析,探讨交流电串入直流回路故障对直流系统及控制回路继电器的危害及故障的产生原因,防止类似的事件再次发生,最大程度的将继电保护的可靠性发挥出来,保证电网安全可靠运行。
标签:直流系统;接地故障;交流串成直流;保护装置;继电器引言在电力系统中,直流系统是其重要的组成部分,为一些继电保护、断路器操作电源、自动化装置、不停电交流系统(UPS)、控制以及信号回路提供稳定的工作电源,但是直流系统电缆较为复杂的系统结构,并且支路较多,进而电力系统容易出现故障,例如发生系统接地或交流直接串入直流电路的问题。
同时还会产生寄生电路,这些故障将对电力系统带来严重的危害。
1.直流系统的配置概述直流系统配置:直流电源按每单元机组分布设置为三组固定防酸式铅酸蓄电池,其中一组的电压为220V,其作用是增强电源的负荷以及提高直流事故照明负荷,另外两组的电压为110V,另外在每个机组单元内配置两组伏蓄电池,用于控制、信号、保护自动化装置。
每台机组单元配备两个110V的电池,每组由53节电池组成。
每机组单元:220V电池组,由107节电池组成,单路母线进行连接。
在使用辐射连接时需要依据直流馈线原则,同时还需要在直流系统的负荷集中区域设立直流分屏。
110V直流系统和220V直流系统的相同处是两者都包含有配电母线以及充电母线,其中充电母线的功能是进行实验测试和蓄电池充电。
电池通过各自的直流保险丝直接连接到充电母线上,充电器与充电母线以及配电母线相连接就需要利用双掷开关。
充电母线在向配电母线进行供电时需要通过进线开关,而配电母线的两端连接双开开关,一般情况,会将母线进行独立工作,110V直流系统的配置与图1220V直流系统的配置相似。
一起直流母线失压及交流窜直流的典型案例研究

一起直流母线失压及交流窜直流的典型案例研究摘要:变电站的直流系统对变电站起着至关重要的作用,保证直流系统的稳定运行至关重要,直流系统失压可能造成保护拒动,直流系统中窜入交流可能造成保护拒动或误动,甚至造成变电站全停。
因此保证直流系统稳定运行意义重大。
这是起典型的直流系统事件,可以从中得到经验及启发。
关键词:直流系统;母线;失压;窜入;交流分量;带电显示一、案例经过2019年3月某站开展35kV #1所用变备自投切换试验:380VⅠ段母线负荷由接35kV#1所用变运行转接10kV#0所用变运行(#1所用变备自投试验)。
断开35kV#1所用变低压侧开关后,备自投正确动作,380VⅠ段母线运行正常。
随后,恢复正常运行方式。
当断开总负荷开关时,发现监控后台频报大量间隔开关、刀闸变位信号、测控装置遥信电源消失、直流母线欠压、故障录波装置告警等异常信号。
备自投试验恢复后信号复归。
二、具体过程1、检查现场二次设备,检查220kV某线路603保护装置运行指示灯和重合闸允许指示灯灭,且无法复归。
检修人员进站检查原因为此线路保护装置电源板损坏,更换电源板后,装置告警信息复归。
2、排查到联变及35kV保护小室直流系统装置,对 #2直流主屏后的交流窜入直流监测装置进行检查,查看历史告警信息,15:58和16:05报母线欠压。
16:05报负极交流接地,220VⅡ段直流母线电压153.5V,正极77.2V,负极76.3V,同时监测到交流电压23.7V。
对比备自投试验操作时间(直流监测装置显示的时间早实际时间48分钟)发现:15:10运维人员断开35kV#1所用变低压侧所01开关,380VⅠ段母线负荷由接35kV#1所用变运行转接10kV#0所用变运行;15:17运维人员断开380V母联所04开关,380VⅠ段母线负荷由接10kV#0所用变恢复至接35kV#1所用变运行。
两个时刻都是380V交流Ⅰ段母线短时失压的时刻。
#2充电机正常接380V交流Ⅰ段母线,380V交流Ⅰ段母线短时失压时,#2充电机的两路进线交流电源自动切换,切换过程中#2蓄电池短时带载。
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电力系统的发展,直流技术在变电站中的应用越来越普遍。
相比于传统的交流系统,直流系统具有输电损耗小、占地面积少、传输距离远等优势。
就像任何其他电力系统一样,直流系统也存在着一些问题和挑战。
交流侵入就是一个较为常见的问题,对变电站的安全稳定运行造成了一定的影响。
本文将针对变电站直流系统中交流侵入问题进行深入分析,并提出相应的应对策略,以期为变电站运行管理提供一定的帮助。
一、问题分析1. 交流侵入的形成原因交流侵入是指在直流系统中,由于某些原因导致交流电压通过直流设备传入,从而引起电力传输中的问题。
交流侵入的形成原因可以有多种,包括:(1)直流电压滤波不足。
直流电压滤波不足会导致直流系统中的交流成分增加,从而形成交流侵入。
(2)设备故障。
直流系统中的设备故障、绝缘破损等也会导致交流侵入的发生。
(3)外部原因。
如雷击、电网扰动等因素也可能导致交流侵入。
交流侵入对变电站直流系统的安全稳定运行会造成严重的影响。
主要体现在以下几个方面:(1)对设备的损坏。
交流侵入会造成直流系统内的设备受到冲击,损坏设备,严重的甚至会导致设备的火灾、爆炸等事故。
(2)影响稳定性。
交流侵入会导致直流系统不稳定运行,影响电力传输的稳定性和可靠性。
(3)损失电能。
交流侵入会使得直流系统中电能的损耗增加,从而降低了系统的经济性。
3. 目前存在的问题在变电站直流系统中,交流侵入问题虽然并不罕见,但由于直流系统的特殊性,对于交流侵入问题的预防和处理仍存在一些不足之处:(1)缺乏有效监测手段。
目前对于交流侵入的监测手段还不够完善,难以及时发现交流侵入的存在。
(2)处理手段不足。
一旦发生交流侵入,由于处理手段不足,往往造成了事态的扩大化,增加了系统的故障处理难度。
(3)防范措施薄弱。
对于交流侵入的预防工作薄弱,对于直流系统的稳定运行存在一定的隐患。
二、应对策略1. 完善监测手段针对交流侵入的监测问题,应当加强对直流系统的监测手段。
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的动 作 电压 ,以满 足 1 1 0、2 2 0 V额 定 电压 直 流 系
如图 1 所 示 ,图 ( a ) 、( b ) 分 别 为 交 流 电压 统 运 行 要 求 ,即使 动 作 电压 达 到 5 5 % ~7 0 % 直 流
源 窜 入 直 流 系统 正 负 极 接 线 图 。R 、R =3 0 k Q,
C
1 5座 1 1 0 k V 变 电 站 失 压 ,其 中 包 括 2座 1 1 0 k V 铁 路 牵 引 站 ,严 重 危 害 电力 系统 的安 全 稳 定 运 行 。
鉴 于 交 流 电 源 窜 人 直 流 系 统 的极 大 危 害 , 国 家 电 网公 司 十 八 项 电 网重 大 反 事 故 措 施 要 求 严 防 交 流 窜 入 直 流 故 障 出 现 ,并 明确 要 求 绝 缘 装 置 应 具 备 交 流 窜 人 直 流 的 测 记 功 能 和 报 警 功 能 。 原 有 2 出 口继 电器 回路 参 数 的直 流 绝 缘 监 测 装 置 应 逐 步 改 造 ,使 其 具 备 交 流 窜 入 直 流 故 障 的 测 记 和 报 警 功 能 。华 北 电 网 有 限
尉 镔
( 1 .山西 省电力公 司 运维检修部 ,山西 太原 0 3 0 0 0 1 ;2 .华北电 力大学 电气与 电子工程学 院,北京 1 0 2 2 0 6 )
摘 要 :采 用 2 4 V和 4 8 V 小型 中 间 继 电 器 ,设 计 了 6款 出 口继 电 器 ,额 定 . Y - 作 电压 分 别 为 1 1 0 V和 2 2 0 V 。 配置 0 . 0 9 5~1 . 4 8 2 u F 6种 控 制 电 缆 时 地 电 容 , 试 验 、测 量 出 口 继 电 器 的 交 流 窜 入 误 动 时 的 最 低 交 流 电
第2 9卷第 3期
2 0 1 3年 3月
电
力
科
学
与
工
程
Vo 1 . 29. No. 3 2 9 Ma r . , 2 01 3
El e c t r i c Powe r Sc i e nc e a nd Eng i ne e r i ng
交 流 窜 入 直 流 系 统 故 障 的 试 验 与 研 究
方 式 ,研 究 交 流 窜人 直 流 系 统 故 障现 象 。
系 统 ,启 动 功 率 也 偏 小 , 因此 ,需 要 通 过 串并 电
阻 方 式 ,提 高 动作 电 压 和动 作 功 率 。 图 2中 ,串联 电 阻 R 用 于 提 高 中 间 继 电器 J
1 交流 窜入 直 流 系统试 验 接 线
表2 6种 出 口继 电 器 C K J的 动 作 电压 与 功 率
( a )交 流窜人正极 ( b )交流窜人负极
图1 交 流 窜 入 直 流 系 统等 效 电路 图
F i g . 1 Ci r c u i t d i a g r a m o f AC i n t e r f u s e DC s y s t e m
图 1中 出 口继 电器 C K J的等 效 电 路 ,如 图 2
统 引 起 的接 地 故 障 危 害 最 大 ,一 点 接 地 即 可 引 起 调 节 。
保 护 误 动
,甚 至 大 面 积 停 电事 故 。2 0 1 1 年 8月
1 9日 3时 3 9分 ,陕 西 延 安 3 3 0 k V 朱 家 变 两 台 主 变 高 压 侧 4台 断 路 器 ( 3 3 3 2、3 3 3 0、3 3 1 l 、3 3 1 0) 相 断 跳 闸 ,朱 家 变 1 1 0 k V母 线 失 压 ,导 致 馈 供 的
PE= ÷R3 PQ= ÷R3
㈩
( 2) ( 电器 回路 电 阻 ;
为出 K I 继 电
器 额 定 工 作 电 压 ;P 为 出 口继 电 器 额 定 动 作 功
为 出 口继 电器启 动 电压 ;P 为 出 口继 电器
压 ,并进行 了数据 分析 。并联 电容虽可防止交流窜入 引起保 护误 动 ,但 出口继电器动作 时间将相 应延长 ,
对切除一次设备故障不利。
关 键 词 :交 流 电源 ;窜入 ;直 流 系统 ;试 验 中 图 分 类 号 :T M7 7 3 文 献 标 识 码 :A D O I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 2 —0 7 9 2 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 0 6
收 稿 日期 :2 0 1 2—1 1 —1 0 。
系 统 额 定 电压 。 而 并 联 电 阻 足 ,则 用 于 提 高 继 电
作者简介 :尉镔 ( 1 9 7 5一) ,男 ,高级工程师 ,从 事直流电源技术的研究。
电 力
科
学
与
工
程
2 0 1 3正
器 J的 动作 功 率 。
等
公 司 、福 建 电 网公 司也 在 2 0 0 7年 对 防 止 交 流 窜 人 所 示 。 由于 微 机 保 护 装 置 选 用 的 中 间 继 电 器 J一
引 起 保 护 误 动 作 出 了相 关 规 定 。本 文 将 采 用 试 验 般 为 2 4或 4 8 V,不 能 直 接 用 于 2 2 0 、1 1 0 V 直 流
代 表 直 流 系 统 平 衡 桥 电阻 ;C 。 、C :2 5 u F,模 拟
0 引言
直 流 系 统 正 负 极 对 地 电 容 ;C K J为 出 口继 电 器 , 其 回路 电阻 为 R , ;C , 为 控 制 电缆 对地 电 容 ,可 调
A C 为 窜 人 直 流 系 统 的 交 流 电 压 源 , 可 直 流 系 统 接 地 故 障 中 ,交 流 电源 窜 人 直 流 系 节 ;V