交流串入直流电源系统正极或负极对继电器的动作影响分析
变电站交流串入直流系统的危害及其防范措施
变电站交流串入直流系统的危害及其防范措施摘要：在诸多变电安全事故风险中，“变电站交流串入直流系统”（简称“交直流混电”）因其可能造成变电站多元件跳闸、电网破坏力大、负荷损失率高、防范难度大等特点，被列为重大风险。
因此，专业人员对变电站交流串入直流系统的机理进行了深入研究，并制定了一系列防范措施。
关键词：变电站；交流串入直流系统；危害；防范“变电站交流串入直流系统”（简称“交直流混电”）因其可能造成变电站多元件跳闸、电网破坏力大、负荷损失率高、防范难度大等特点，被列为变电站重大风险。
所以，我们要认识变电站交流串入直流系统的危害，这样可以更好地运维变电站现场。
1交流串入直流系统的原理解释有两种情况通常会造成交流串入直流系统：一种是工作人员的失误，在检修的时候错误地短接两次接线端子；另一种是设备的运行是正常的，但其中交直流的绝缘电缆受到破坏或者直流电缆的对地电容明显偏大等。
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绝缘电缆的损坏。
由于绝缘电缆的损坏，加之交流电的回路电缆和直流电的回路电缆被放在一起，这就使交流电和直流电的内芯互相接触，从而导致了交流串入直流。
1.2工作人员的失误。
在现场施工中，工作人员由于各种各样的原因，比如不熟悉变电站的情况、专业技能不熟练、不细心等都可能错误地将交流电接到直流电的回路上，这是人为的因素，完全可以避免。
1.3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。
2交流串入直流系统的危害图1 220V跳闸的回路原理示意图图2 交流串入直流的等效电路当中的C+和C-分别表示直流中正负母线的对地电容，通常有几十μF。
R+和R-是直流母线对地面的电阻，通常有100kΩ。
一起交流电串入直流系统引起母联断路器跳闸的故障分析
一起交流电串入直流系统引起母联断路器跳闸的故障分析发表时间：2016-11-07T13:48:51.773Z 来源：《电力设备》2016年第15期作者：冯锐[导读] 本文针对一起交流电串入直流系统引起母联断路器跳闸过程进行分析说明，并针对此类情况提出了防范措施。
（国网宁夏电力公司检修公司 750001）摘要：本文针对一起交流电串入直流系统引起母联断路器跳闸过程进行分析说明，并针对此类情况提出了防范措施。
关键词：交流电；直流系统；故障分析；防范措施引言在电力系统中，直流接地是直流系统常见的故障，它的存在对继电保护的误动作和拒动有较大影响，而交流串入直流回路对继电保护装置、自动装置及直流系统接入的设备有很大的破坏作用。
因此，防止交流串入直流系统是变电站现场运维、检修迫切需要解决的问题。
本文针对一起交流电串入直流系统引起母联断路器跳闸过程进行分析说明，并针对此类情况提出了防范措施。
1、事故经过1.1 故障前运行方式如图所示：故障前，110kV 100、100A、100B均处于合闸位置，110kV母线并列运行；1号主变在V母运行，2号主变在Ⅱ母运行，3号主变中、低压侧处于检修状态。
1.2 110kV 100母联断路器简介设备名称：110kV 100母联断路器保护型号：PSL629母联保护装置 1.3运行原始信息1.3.1、保护动作信息：无1.3.2、相关动作信息：1.3.2.1、110kV 100母联保护屏 2015年4月1日18时08分30秒584毫秒开关位置节点开入合→分 1.3.2.2、主控室综自后台2015年4月1日11时49分20秒234毫秒遥信变位 110kV母联100断路器合位分 2015年4月1日11时49分20秒242毫秒遥信变位 110kV母联100断路器分位合 1.3.2.3、110kV线路故障录波器屏 2015年4月1日17时56分55秒619毫秒开关量启动 1.3.2.4、110kV母线保护屏 2015年4月1日11时49分43秒474毫秒母联2三相跳闸位置 1.3.3、其他启动/告警信息： 1.3.3.1、110kV母线保护屏 2015年4月1日11时49分43秒423毫秒主变3失灵解复压闭锁 1.3.3.2、330kVⅡ母差保护屏Ⅱ 2015年4月1日18时05分24秒194毫秒 06支路失灵三跳1（3342） 1.3.3.3、330kV3号主变故障录波器屏 2015年4月1日18时06分06秒 3号主变中压侧跳位开关量启动 1.3.3.4、110kV继电保护室、330kV继电保护1小室、330kV继电保护2小室直流分配屏WZJ-21微机直流绝缘监测装置2015年4月1日18时54分04秒至2015年4月1日18时54分04秒二段直流母线电压过高告警。
电网防止交流串入直流回路规定
附件1电网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。
变电站直流系统接地故障分析及处理措施
变电站直流系统接地故障分析及处理措施摘要：电力系统运行下变电站承担着重要的工作，直流系统接地故障是变电站运行下常见的一种故障现象，为保证变电站运行的稳定性，文章直流系统接地故障原因与处理措施展开探讨。
关键词：变电站；直流系统；接地故障；故障处理引言自变压器及交流发电机发明以来,交流电正式登上历史舞台,并因其易于变压、传输距离远、便于通过旋转电机实现转换而逐渐在电网中开始占据主导地位,使得交流输配电系统得到大规模发展,形成了当今电力系统的格局。
但是随着交流电网的深入发展,交流系统的许多固有缺陷不断凸显出来,如不同电网联网时的严格同步要求,使得电网易于遭受失步故障的破坏;长距离、大容量电能的输送成本高,且异步输送条件苛刻;对可再生能源发电的消纳不友好;对不同负荷特性的电力需求缺乏可调节性等。
同时,直流发展的脚步也从未停止。
直流输电已在远距离电能传输、异步联网等场合发挥重要作用。
近年来,直流配电与直流供电也得到快速发。
1直流系统接地故障类型及成因1.1故障类型依据直流系统接地性质、接地形式及发生的原因等,可将直流系统接地故障划分为以下三类。
第一，电阻性接地。
依据接地点的个数,又可分为单点接地、多点接地。
平衡电阻接地属于多点接地的范畴,现象为蓄电池正负极同时接地且接地电阻大小相近。
第二，有源接地。
有源接地又可分为交—直流串电接地、直—直流串电接地。
交—直流串电接地是指交流窜入直流系统。
直—直流串电接地是指多套或两套直流供电设备通过接地点形成通路的现象。
第三，多分支接地。
在变电站进行扩建、技改等项目时,易发生不同设备之间因接线不当而引入多个电源点,进而发生接地故障的现象,称之为多分支接地。
1.2变电站直流系统接地故障原因变电站直流系统在长期运行中易受各种因素影响出现绝缘破坏等问题。
产生直流系统接地故障的原因有很多,具体分析如下。
第一，直流系统设备损坏。
在长期运行过程中,直流系统中的二次回路和设备的绝缘材料未达到相关使用标准发生绝缘老化,或在运行过程中产生压伤、扭伤、磨损等,导致元件发热而引起烧伤,都会降低设备的绝缘水平。
交流混入直流引起开关跳闸的原因分析及防范
交流混入直流引起开关跳闸的原因分析及防范第12 卷 (2010年第 11期)电力安全技术事故分析S h ig u fe n x i 交流混入直流引起开关跳闸的原因分析及防范曹景玉, 郑文敬, 田峰(山东济矿普能煤电股份有限公司阳城电厂, 山东济宁272502)1摘要 2通过一起典型的交流窜入直流系统的案例, 对直流系统一点接地引起开关跳闸的原因进行了分析, 其根本原因在于直流控制回路具有分布电容, 在交流窜入直流系统的瞬间分布电容放电, 开关跳闸线圈动作电压偏低, 引起开关跳闸线圈动作, 并提出了行之有效的解决办法与对策"1关键词)直流系统;接地;分布电容直流系统在电厂运行中具有非常重要的地位 "线开关曾经出现自动跳闸, 备自投动作, 电源切换直流系统是水力 ! 火力发电厂, 各类变电站和其他至备用电源的故障"该开关采用施奈德开关, 跳闸使用直流设备的用户, 为信号设备 ! 保护 ! 自动装时检查现场备自投装置面板, 显示自投逻辑动作 "置 ! 事故照明! 应急电源及断路器分 ! 合闸操作提该开关跳闸回路如图1所示 "对此次故障原因的排供直流电源而应用的电源设备 "保证一个电厂长期查如下 "安全运行的环节有很多, 其中保证直流系统的正常运行, 保持直流绝缘的良好, 防止人为因素引起的跳闸回路监绝缘不良是重要的环节, 特别是正 ! 负极一点接地视继电器口试验跳闸瓜 TA 235自喻时可能引起开关误跳的问题必须引起重视 "相关资又少乙践纱-一料表明}., .}, 直流系;统一点接地及交流窜人直流系统也可引起开关误跳闸"直流系统接地有2种情况:一种为直流系统正 !负极直接接地, 另一种为交流混人直流系统引起直流系统接地"这2种情况都应引起相关运行 ! 检修 ! 生产管理人员的重视 "1传统理论对直流系统接地原理的解释内Z际DCS跳 IgiJBZT回这歹一厂二二二,工塑8xl子"闸备自0接投口/跳低厂变6kV玉应泅 ~ ~高压侧联跳开关柜来图1 400 V P C 段进线开关跳闸回路(l)现场备自投动作正常, 母线无短路故障, 排除了母线故障原因 "(2)该开关采用M ICS.0脱扣器保护, 配备长延时 ! 短延时保护 "核对该开关保护定值正确 , 排除传统理论认为, 在直流系统发生1点接地时, 仍可继续运行, 但必须及时发现 ! 及时消除, 以免在发生2点接地时 , 可能使断路器误动或拒动 "但根据现场实际运行经验, 由于直流系统正负极对地分布电容的存在, 直流系统正极 !负极1点接地时, 因电容电压不能突变, 电容将放电, 达到出口继电器或跳闸线圈的动作电压 , 同样可能导致开关误跳闸 " 为此, 通过对一起交流混人直流系统引起1点接地使开关跳闸原因的分析, 探讨可以采取的组织措施和技术措施, 以提高现场工作人员的安全意识, 提高设备运行的可靠性 "2某电厂交流窜入直流引起开关跳闸原因分析某电厂在调试阶段, 40 V PC(动力中心)段进开关定值问题, 现场保护面板也显示并非保护跳闸动作引起开关跳闸"通过对M ICS.0做保护校验, 检查保护校验模块完好 "(3)查找D CS运行记录, 未发现跳闸信号发出, 就地无人为分闸, 低厂变高压侧6 kV电源未断电 "(4)检查直流系统 , 发现直流系统报负极1点接地 , 在直流配电屏上拉开该母线段控制电源, 直流系统l点接地报警消失, 因此可以断定为该开关直流接地"经查找二次回路, 发现为交流系统窜人直流系统引起1点接地 , 直流系统接地引起开关跳闸 "从图1可以看出, 若直流正极处 !23点处2点接地 , 相当于短接该2点, 很容易引起开关跳闸 "但是, 直流系统l点接地也可以引起开关误跳闸 "检查发现有交流电混人直流系统 , 而交直流窜扰问题一口一事故分析电力安全技术第12卷 (2010年第 11期) S h亩g u fe n x i实质上也是直流回路一点接地问题 " 因直流系统是通过绝缘监察装置接地的, 正常运行时正负极不接地, 但交流系统有地线, 一旦交直流发生窜扰, 就会形成直流回路1点接地 "3 交流回路窜入直流回路的原因施工企业在施工中, 未认真核对开关二次回路, 不同回路的抽屉开关进行了上下倒换, 在二次插件中, 倒换开关的N极与被倒换开关直流负极同在一个位置, 因此, 造成了直流系统负极接地, 并使得进线开关跳闸"4直流系统 1 点接地引起开关跳闸原因分析直流系统负极1点接地时, 开关跳闸回路电容分布可简化为图2所示 "跳闸一回路监视继l电器日试验跳闸一乡塑巡今乙晦 ~邵 K色一既S跳闸低厂变6k V ~盗.一3X8心3今义一9卜玺巡知备闸自0投接口跳/高压侧联开关拒来图2 负极 1点接地时开关跳闸回路电容分布示意由图2可以看出, 在开关合闸正常运行, 正 !负极对地绝缘电阻大致相等时, 由于H W J电阻很大, 电压降约为直流系统电压, 即23点处的电压与正常运行时负极处电压相当, 即一110 V "当直流系统一点接地时, 负极电压变为零, 由于电容电压不会发生突变, 在接地瞬间就会形成环流 "此电流为分布电容的放电电流,其表达式为:,=令"一奋,-其中R 为等值放电回路的等值电阻, C为等值放电回路的等值电容, 此时跳闸线圈两端的电压瞬间为直流电压的一半, 此后电压逐渐衰减"检测该跳闸线圈, 发现有gO V (额定电压的41 % )左右电压时即可动作 "然而实际运行中直流母线电压并非220 V不变, 由于考虑压降, 直流系统最高允许超过额定值的01 % ,即242V, 因此, 接地瞬间跳闸线圈的电压理论上最高可达1ZI V , 在发生交直流窜扰时, 很容易引起开关误动 "5防范措施5国家电网公司发电厂重大反事故措施6 第91条防止全厂停电事故中 19.2 .1要求: 制定并落实防止交流电混人直流系统的技术措施, 防止由此造成全厂停电; 直流电源端子与交流电源端子应具有明显的区分标志, 2种电源端子间应为接线等工作留有足够的距离 "通过对开关跳闸典型案例的分析可知, 由于直流回路中电容自放电引起出口开关误跳闸的情况在发电厂及变电站较为常见 "直流系统的对地分布电容情况是直流系统越大, 回路越复杂, 所接设备越多, 系统呈现的对地分布电容越大;静态型保护装置越多, 分布电容也越大;控制电缆越长, 分布电容也越大"一般情况下, 减小直流回路电容是较难实现的, 如对于 /23 0 回路, 若电缆很长, 除非改变直流室与开关室的布置, 缩短两者距离, 否则是没有办法减少对地电容的 "因此, 提高出口中间继电器或跳闸线圈的动作电压以达到防止误动的措施已迫在眉睫 "根据 5电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点6 中3 .3条要求:跳闸出口继电器的启动电压不宜低于直流额定电压的50% , 以防止继电器线圈正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起的误动作;但也不应过高, 以保证直流电压降低时的可靠动作和正常情况下的快速动作" 目前国家及行业有关标准规定, 开关跳闸线圈的最低动作电压为操作电压额定值的03 %一56 % , 直流系统实际运行电压一般在额定电压以上, 在此前提下, 直流系统负极l点接地引起开关跳闸的理论是成立的, 因此有必要将动作电压提高至50 %及以上 "从开关的设计 ! 制造等方面严格按照反措要求执行, 同时制定合理的运行规程, 及时处理好直流系统接地及绝缘降低等故障, 开关的安全运行才是有保障的"直流系统接地造成断路器误动的原因是多方面的, 本质是电缆对地有分布电容, 电容电压不能发生突变, 电容有放电电流, 在跳闸线圈或跳闸继电器上产生电压差, 而跳闸线圈动作电压偏低被超越" 因此, 应根据具体情况实施相应的对策加以防范, 可通过适当提高出口继电器及跳闸线圈的动作电压或减小直流回路的电容, 达到防止误动的目的 "参考文献:l孟凡超, 高志强, 杨书东.交流串入直流回路引起开关跳闸的原因分析汇J2.继电器, 2007, 35(14):77一78.2何郁, 漆柏林.直流接地引起断路器跳闸的原因分析及对策1Jl .继电器, 2001, 29(11):50一51.(收稿日期: 2010一03一30 ; 修回日期: 2010一05一25)一e 一。
变电站交流串入直流系统危害分析及防范措施
交流 串人 直 流系统 的原 因通 常有 ２种 ：一是检 修 过程 中作业 人员误 短接二 次接 线端子 ；二 是设备 正 常运行 过程 中交直 流 电缆 绝缘损坏 或直 流 电缆对 地 电容过 大等 。下文 仅针对第 １ 种情 况展开 分析 并 提 出解决 措施 。 在变 电站实 际工作 中经常需 要进行 二次接 线端 子之 间的短接 工作 ，由于一 个保护 屏柜 或端子箱 内 既有交 流 电、又有 直流 电， 且交 直流端 子相 隔较 近 ，
充 电 电流 ＋ 。 此 时 ，若
＋Ｋ Ｍ
』 ｃＩ
图１ ２ ２ ０Ｖ跳闸回路原理
—Ｋ Ｍ
通 过 一 形成
回路 ；同时 ，直 流母 线通 过 ＴＱ 向 ＋充 电，形成
在 正 半 波 时 ，３个 电
．．
＋ ～
ｆ
＋～
流形 成 叠 加 ，极 可 能达 到 Ｔ Ｑ 的动 作条 件 ，使 Ｔ Ｑ
２ 交流串入直流系统 防范措 施
在 继 电保 护 装置 和安 全 自动 装 置校 验 过程 中， 经常需要 将二 次接 线端子短 接进行 试验 。为 了防止 作业 人员误短 接二 次接线端 子 ，传统 的方法 是先利 用万用 表检 测要短 接的 ２ 个 接线 端子 ，判断这 ２个
接线端子的带 电性质 ，然后再利用 １ 根短导线将 ２
Ｓ
电 力 安 全 技 术
一 ．
第１ ６ 卷 （ ２ ０ １ ４ 年第 ４ 期）
ｉ
变 电站交流 串入直流 系统危害 分析及防范措施
祁 胜利 ，许 常顺 ，魏 志川
（ １ ． 国网冀北 电力有 限公 司检 修 分公 司 ，山西 大同 ０ ３ ７ ０ ３ ８ ；
交流串直流的三个案例分析与对策
交流串直流的三个案例分析与对策作者：赵震来源：《科技风》2021年第13期摘要：通过对本厂交流串直流的三个案例的叙述，并对故障进行深入分析，论述了交流串直流所引发的保护回路故障，探讨改进措施和解决对策，以保证机组的可靠运行。
关键词：交流串直流;保护回路故障;故障分析与对策工作人员误把交流串入直流系统，这样错误的做法会带来很大的安全隐患，如果将交流电串入直流电系统，那么继电保护的装置会产生错误的动作而引发事故。
所以，我们要认识交流串入直流系统的危害，这样可以更好地运维生产现场。
1交流串直流的三个案例1.1交流串直流的第一个案例1.1.1故障情况2015年3月25日10时45分，#1主变高压侧5001开关跳闸，1B厂高变低压侧9102、6102开关跳闸，快切未动作;1A厂高变低压侧9101、6101开关未跳，手动分闸。
查明#1机中压系统无保护动作后，手动将6kV1A/1B段、10kV1A/1B段切为备用电源供电正常。
1.1.2情况分析调取DCS报警信息、SOE报警信息、机组故障录波器信息，5001开关和9102、6102开关同时分闸，导致厂用电失电，#1主变高压侧CT与高厂变A、高厂变B高压侧CT均未见故障电流。
#1发变组保护无任何报警，出口继电器均未动作，排除一次系统故障。
通过检查发变组动作报文、DCS操作记录以及中压开关室综保装置，发现同一时间内保护无任何动作信号和操作命令。
5001、9102、6102开关分合闸控制电源都由直流110VB段供电，分析认为是B段直流电源发生了瞬时交流窜入，从而引起了5001开关和9102、6102开关同时跳闸。
检查得知，当时#1机小修直流改造，#1机110V-1B段直流绝缘监测装置发故障报警，直流厂家在消缺过程中，误将试验导线碰到交流回路，导致交流电源窜入该段直流系统，造成5001开关和9102、6102开关同时跳闸。
1.1.3整改措施（1）对厂家施工人员安全交底工作不到位，未充分辨识危险源，没有意识到危险点，由此要提高安全责任心，在试验工作中，严禁使用交流电源，严防交流窜入直流。
交流串入直流造成500kV主变压器无故障跳闸的分析及改进措施
交流串入直流造成500kV主变压器无故障跳闸的分析及改进措施摘要：本文针对500kv某变电站由于设计错误造成交直流混用引起1号主变压器无故障跳闸的事故进行分析。
通过对事故发生时情况的模拟，以及对主变压器出口继电器及其二次回路的检查，找到了事故的原因:由于交流量窜入直流控制回路引起中间出口继电器动作从而造成主变压器无故障跳闸。
通过试验对事故进行了分析，并提出了提高开关操作箱出口继电器的动作功率，合理规范二次电缆的路径，在不影响保护性能的前提下增加某些可能引起误动的关键开入量的动作时间的预防措施。
关键词：交流;分布电容;绝缘电阻;二次回路;出口继电器引言某500kV变电站是某地区的重要枢纽站，其中500kV为3/2接线，220kV为双母双分段不带旁路接线方式。
保护和测控采用的是小室设计，500kV有两个小室即51小室和52小室，220kV一个小室，主变压器和35kV一个小室。
1事故经过2009年12月25日，500kV某变电站1号主变压器5021、5022、201开关跳闸，其中1号主变压器中压侧操作箱“跳闸位置”、“1跳闸启动”、“保护1跳闸”信号灯亮;5021开关保护屏第一组“TA”、”TB”、“TC”灯亮;5022开关保护屏第一组“TA”、”TB”灯亮，5022开关A、B相跳闸，开关本体三相不一致动作跳开C相。
2010年1月7日1号主变压器5021、201开关再次跳闸。
其中1号主变压器中压侧操作箱“跳闸位置”、“1跳闸启动”、“保护1跳闸”信号灯亮;5021开关保护屏第一组“TA”、”TB”、“TC”灯亮。
两次事故检查后均发现一次系统无故障，一次设备无异常，故障录波图表明电流、电压正常。
但是在这两次事故时都有外单位人员在进行2号主变压器扩容施工。
2检查分析2.1现场试验及检查情况2．1．1相关回路绝缘检查对5021、5022、201和301开关跳闸回路及相关信号回路进行了绝缘测试。
测试点主要是芯线之间的相对绝缘及对地绝缘，从数据上反映结果正常，二次电缆对地绝缘良好，不存在由于绝缘不好造成的交直流混用现象。
厂站交直流互串跳闸分析及防范措施
FUJIAN DIAN LI YU DIANG ONG第28卷第1期2008年3月IS S N 1006-0170CN 35-1174/TM厂站交直流互串跳闸分析及防范措施陆榛1黄巍1任晓辉1华建卫2(1.福建电力调度通信中心,福建福州350003;2.福建省电力试验研究院,福建福州350007)摘要:介绍并分析了福建电网近年发生的两起代表性的交流串入直流系统导致开关跳闸事故,认为电缆存在较大分布电容是操作箱或远跳误动作出口的原因;研究制定了防止交直流互串的措施,从设计、施工、验收、二次接火等方面提出技术和管理措施,通过现场试验,验证了其有效性和可靠性。
关键词:继电保护;交直流互串;跳闸中图分类号:TM773文献标识码:A文章编号:1006-0170(2008)01-0029-03近年来,因二次回路交流串入直流而引起保护出口继电器误动的情况时有发生,造成了较为严重的后果。
厂站二次系统由直流系统和交流系统组成,正常运行时,两系统互不相通。
当雨水侵入、误碰、误接线时,可导致交流串入直流,危及全站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,引发直流熔丝熔断,甚至发生厂站全停事故。
厂站中,交、直流回路共存于同一设备的情况普遍存在,为避免交、直流互串,防止互串后保护误动是急需解决的问题。
1两起典型事故1.1雨水侵入端子箱引发失灵远跳误动某日,500kV 宁德变德龙5916线RCS901D 高频保护出口三跳;线路对侧宁双5906线开关和德龙5916线开关三相跳闸不重合,保护动作信号均为“线路第二套远方跳闸DTT 收信动作”;福建电网与华东电网解列。
检查发现,宁德变传输联络线第二套保护信号的西门子SWT 300载波机出现周期为10ms 的收、发信记录,德龙5916线RCS901线路保护出现周期为20ms 的收信和UNBLOCKING 信号。
模拟对SWT 3000载波机起讯回路在接入交流220V 电压测试时,载波机出现周期为10ms 的收信和发信信号,确认为交流串入直流系统引起的误跳闸。
一起交流电串入直流回路导致开关误跳事件分析
一起交流电串入直流回路导致开关误跳事件分析发表时间：2019-11-08T10:10:34.183Z 来源：《当代电力文化》2019年13期 作者： 陈柏恒[导读] 本文通过一起220 kV侧交流电流串入直流回路导致500kV侧开关误跳闸的事件分析，从继电保护装置、直流系统报警等现象入手，介绍了交流电流串入直流回路后产生的主要现象，并重点阐述了整个故障排查的思路及详细过程，最后通过总结结论，提出如何避免电气施工过程中发生交直流串电的建议和措施。摘要：本文通过一起220 kV侧交流电流串入直流回路导致500kV侧开关误跳闸的事件分析，从继电保护装置、直流系统报警等现象入手，介绍了交流电流串入直流回路后产生的主要现象，并重点阐述了整个故障排查的思路及详细过程，最后通过总结结论，提出如何避免电气施工过程中发生交直流串电的建议和措施。关键词：交直流串电、直流接地、误跳闸
1事件发生简况
根据工作安排，该变电站进行220kV 设备解体检修工作，工作任务包括220kV母线间隔的刀闸、地刀机构箱更换等，在设备厂家进行220kV某线路间隔刀闸、地刀机构更换过程中，该站监控机500kV第六串5061开关断路器启动事故音响动作，5061断路器A、B、C三相分位动作，同时监控系统显示，直流系统I段母线接地告警动作。
现场检查#2主变变高5061断路器保护未动作，#2主变变高5061断路器操作箱第一组跳闸灯亮。由于该站采用3/2断路器接线，因此未造成变电站失压、电网解列、负荷减供等事件，无负荷损失，未对相关片区电力供应造成影响。2 事件处理经过2.1监控系统检查 15时04分27秒，5061开关A、B、C相跳闸，15时04分28秒--41秒，直流系统I段母线接地告警、相关主馈电屏、继保室分馈电屏接地告警动作。 2.2 故障录波图检查：
现场检查故障录波情况，发现5061开关量每间隔20ms出现脉冲信号，存在异常情况。
3.现场设备检查情况
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!#年第4卷第1期2017 Vol. 4 No. 1南方能源建设
SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION勘测设计
Survey ZDesign
DOI: 10. 16516/j. gedi. issn2095-8676. 2017. 01. 0#
交流串入直流电源系统正极或负极对 继电器的动作影响分析
黄晶晶，徐强超(广州供电局有限公司，广州510/0)
摘要：交流串扰直流系统可能会引起保护误动，尚缺乏完整的理论和仿真分析模型。建立了交流串入直流系统正极、 负极的数学模型与仿真模型。通过对比数学公式计算、MATLAB仿真、实际试验结果，验证了理论分析与仿真模型 的正确。分析和实验均证明了交流串扰直流系统正、负极两种情况下，继电器线圈两端的电压与二次电缆分布电容、
交流串扰电源正相关，与限流电阻负相关。并提出了提高继电器动作功率、减小二次电缆分布电容、采用合适限流电 阻、定期检查跳闸回路对地电容等防止交流串扰直流引起保护误动的措施。关键词：交直流串扰；对地电容；限流电阻；防误动
中图分类号：TM4 文献标志码：A 文章编号$ 2〇95-8/76(2017)01-0071-04
Analysis on Rel^y Action Caused by AC-DC Interference to Positive or Negative Pole of DC SystemHUANG Jingjing, XU Qiangchao (Guangzhou Power Supply Bureau, Guangzhou 510620, China )
Abstract: AC-DCInterference can cause relay protection misoperation, it is still lack of workable theory and els . In this paper, a theory analysis and digital simulation models of AC-DC Interference ae proposed . The theory analysis and sim
ulation models ae proved correctly by experiment evaluation. The capacitance of cable to ground, resistance for current limit and ACinterference voltage are the major factors to affect the voltage between the relay terminals. Finally,
action power, reducing the capacitance of cable to ground, choosing a reasonable resistance for current limit tance to ground regularly are presented.
Key words: Ac-Dcinterference; capacitance of cable to ground; resistance for crnrent limit; anti-misoperation
变电站的动力和电源系统包括交流系统和直流 系统。交流系统主要用于照明、空调、电机等负荷 较大且对供电可靠性要求不高的设备。直流系统则 担负着为继电保护、监控系统、计量等二次设备以 及断路器操作提供电源的重任。直流系统对变电站 的安全稳定运行起着举足轻重的作用。在国内实际 的电网运行中，曾发生多起因为交流串入直流系统 导致的继电保护误动及拒动的事故[1-/。文献[1 ]收稿日期：2016-06-01作者简介：黄晶晶(1983),女，福建福州人，高级工程师，硕士，主要 从事继电保护及其自动化运行检修维护工作（e-mail )zhang@gedi. com. cn。从运行工况角度提出防止直流系统故障的措施，但 对直流系统故障原理并未进行分析。文献[2 ]从交 流串入直流后导致的后果及针对保护开入回路提出 了防范措施。文献[3-4]分析出由于电缆对地分布 电容较大，继电器动作功率低导致在交流串入直流 系统时断路器跳闸。文献[5, 7-8]从不同角度论 述了分布电容对交流串入直流系统的影响。从目前 发表的文献来看，尚缺乏一种完整的数学和仿真模 型可以对交流串扰直流系统的各类情况进行综合分 析，因此十分有必要开展交流串入直流系统的理论 和仿真模型研究。本文建立了交流串入直流系统的 数学模型与仿真模型，并进行了实际电路模拟试72南方能源建设第4卷验，验证数学模型与仿真模型的准确性，并根据仿 真和实验的结论，提出了防范措施与解决方法。
1交流串入直流系统正、负极的原理分析二次回路交流串入直流系统根据交流电源串入 直流系统位置的不同可分为负极串入、正极串入、 线圈串入三种类型。因篇幅关系，本文论述了从负 极串入和正极串入两种类型。交流串扰源可用等效 电源Q表示，Qp为直流电源，）为直流系统电 容，A为直流系统平衡桥电阻，A为限流电阻，
-、A分别为继电器等效电感和电阻，）为二次电 缆等效分布电容。继电器线圈可等效为由续流二极 管、电感-、电阻A组成的电路模型、Q-为继电 器线圈两端的电压，N为流过续流二极管的电流， N为流过继电器线圈的电流。1.1负极串入交流干扰从直流系统负极串入的模型如图1所示。
图1直流电源负极串入交流的等效电路图 Fig. 1 Equivalent circuit of AC-DC Interference in negative pole of DC system
设继电器两端的电压为Q-，根据电路原理可 知，由于电容对直流来说相当于开路，因此直流电 源在继电器上的压降为零。因此，仅考虑交流电源 作用下，继电器两端的电压值。根据叠加原理，仅 考虑交流电源作用下，研究线圈两端电压的电路可 表示为图2所示。考虑到续流二极管的单向导通特性，继电器线 圈两端的电压Q-如式（1)所示。
U # 0 Ud = -U % ------aj+r— %%-------广* ，- * A+A+R-*J-( 1rC) %j
■ U* > 0，U- + 0
4_rwA_| |_Ud_Ri -9^
C —
图2仅考虑交流电源负极串入作用下继电器动作模型 Fig. 2 Equivalent circuit including only AC source
继电器上的压降为零。因此，仅考虑交流电源作用 下，继电器两端的电压值。根据叠加原理，仅考虑 交流电源作用下，直流电源Up相当于短路，研究 线圈两端电压的电路可表示为图4所示。
图3直流电源正极串入交流的等效电路图 Fig. 3 Equivalent circuit of AC-DC Interference in positive pole of DC system
考虑到续流二极管的单向导通特性，继电器线 圈两端的电压U-如式(2)所示。
{Us#0，Ud = -U*_______A+r-j %j_______A+Aj
+wLj % j-( 1/wC) % j
(1)1.2正极串入
交流干扰从直流系统正极串入的模型如图3所 示，同理电容对直流来说相当于开路，直流电源在
U* >0，Ud +0 (2)从式(1、式(2可知，对于特定电路和继电器， A、-、r均为常数，因此当负极或正极串入交流
时，决定继电器两端电压U-的因素为二次控制电缆第1期黄晶晶，等：交流串人直流电源系统正极或负极对继电器的动作影响分析73
的分布电容）、限流电阻A和串扰交流电源Q% 范围比较，即可判断串扰是否会引起继电器误动。根据继电保护反措要求，继电器线圈两端的电 ：压动作范围为55%〜70%。因此可以通过将实际的 H —
参数带入式（1)、式（2)，计算求出负极或正极交 2.1仿真模型介绍流串扰后线圈两端的电压Q-，再跟继电器的动作 为验证以上原理分析和公式推导的正确性，本
表1负极串扰计算、仿真及实验结果Tab. 1 Results of calculation * simulation and experiment for AC-DC Interference to negative pole of DC system
二次电缆分布电容 C/uF效
流电源Q/V瑕流电阻A 继电器两端电压Q-
数学公式计算结果/V MATLAB仿真结果/V 实际试验/V0. 186201".5"""10. 5090. 5862"17.100 017.016C变化对Q-的影响1.08$2"17.450 018.0182.08$2"17.450 018.019
4.08$2"17.470 018.019
1."7$2015.42171).)11."812"16.43621).)16Q变化对Q-的影响1."8$2"17.450 817.0181."912"18.465419.0191."962"19.480 020.0211."8$1819.139219.)211."8$1918.256118.019A变化对Q-的影响1."8$2"17.450 817.0181."8$2116.713416.0161."8$2216.035 81).21
表:正极串扰计算、仿真及实验结果
Tab. 2Results of calculation，simulation and experiment for AC-DC Interference to positive pole of DC system
二次电缆分布电容 等效串扰交限流电阻A继电器两端电压Q-C/uF流电源Q/V3$数学公式计算结果/V MATLAB仿真结果/V实际试验/V
".18$2010.500 010. 509".58$2"17.100 017.016C变化对Q-的影响1."8$2"17.450 018.0182."8$2"17.450 018.0194."8$2"17.470 018.0191."7$2015.421715. 511."812"16.43621 .17Q变化对Q-的影响1."8$2"17.450 817.0181."912"18.465419.0191."9$2"19.480 020.0201."8$1819.139219.211."8$1918.256118.019A变化对Q-的影响1."8$2"17.450 817.0181."8$2116.713416.0161."8$2216.035 81 .21