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。

TQ代表跳闸的线圈。

当交流信号从上图中137处回路串入时，它的等效电路就如图2，在正常的情况下，C+和C-的电量已经充至110V，当从137处串入的交流信号经过时，C-会通过TQ放电，放电电流IC-就形成了。

UAC会通过C-，然后形成回路。

与此同时，直流母线会经过TQ来向C+充电，从而形成了充电电流IC7。

这时如果UAC处于正半波，三个电流就形成了叠加，那么就有可能满足TQ的动作条件，以致TQ勿动。

如果UAC 处于负半波，IAC就会像C-充电，C-的电压被加大，等到UAC处于正半波会形成倍压，回路里的电流就更大，TQ就更容易误动。

由于近年来综合性的自动化变电站数目的持续增加，此类事故发生的频率越来越大，在工作人员进行直流接地工作时，要充分考虑可能出现危险的各种情况，谨慎对待和处理，避免更大规模的事故发生。

3交流串入直流系统的解决措施
3.1处理原则
3.1.1值班的工作人员在工作中要加强信号的监视力度，不放过每一个信号，
一旦发现问题，就要进行及时处理。

3.1.2一旦有直流接地的情况发生，要及时停止操作，查清楚原因后再行动，
未经核实原因，不能擅自行动。

3.1.3排查直流接地，最先考虑的是有没有交流电串入，如果有交流电串入直流，首先要做的是切断对应的交流电源。

3.1.4排查直流接地的时候，直流电源的开关要尽量避免试合，以防扩大事故。

原因是在交流电串入直流的回路中，工频的交流电会致使直流小空开发热突然跳开，这时如果合上去，直流回路就会更多地被交流电影响。

3.2运营管理措施
运行人员在平时的运营管理当中要注意加强管理直流和交流系统。

尤其在扩
建和改造工程的时期，外来部门进行安装和调试直流和交流电时要严格掌控，将
人为导致的事故系数降到最低。

3.2.1管理直流电源的接入。

安装和调试相关设备时期，直流电源要从继保小
室内的保护试验专门电源屏上接出来，绝对不能用正在运行的直流电源。

在改造
扩建的工程中，直流电源的回路就已经在直流分屏上搭好，这时应该关闭直流分
屏的电源开关，同时应该张贴标识牌于电源断电处，告知人们有人正在工作，禁
止合闸。

施工单位的设备调试和二次接线工作结束后，要确定回路正常、绝缘性
是否良好，验收合格后就接入运行的直流电源，要跟变电站申请，经变电站领导
同意后，才能让工作人员开启直流分屏上控制直流电源的开关，严格禁止未经允
许工作人员擅自接入直流电源的开关。

3.2.2管理交流电源的接入。

在改造工程中，相关的设备还没有安装完成，设
备使用的交流电源已经和运行的设备交流电源搭接，在工作人员没有确定接入的
设备回路是否正常、绝缘性能是否良好的情况下，运维人员要敦促施工人员切断
和运行设备的交流电源的开关，同样要在电源断点地区张贴指示牌，告知禁止合闸。

在完成改造工程的相关设备准备工作后，连接二次线路，确定回路正常，绝
缘性正常，所需接入的运行设备交流电源正常，然后跟变电站申请，经同意，再
由工作人员投入交流电源的开关，未经允许，其他人等不得擅自投退电源开关。

3.3反事故措施
我们在进行二次设备的安装过程中，严格实施自动装置的反事故措施。

3.3.1有直流接地和大部分光字牌的信号暗亮、频繁地烧控制保险，跳合线圈
的时候，最应该优先考虑的是有交流电串入直流的回路。

方法是，用万用表的交
流电源来档测直流母线的对地电压。

3.3.2一旦确定是交流接地，马上组织工作人员积极应对，以免造成更加严重
的后果。

3.3.3拉路法以及取保险法可以诊断直流接地的方位，此时可以考虑是否有相
似的单点或者多点接地，如果不这样考虑会使查找的任务无从下手。

3.3.4我们在应用拉路法或者取保险法来查找直流接地点时，设备还在不断运
行中，因此在拉断直流电源的时候，要和运行人员及时沟通并清楚交代，同时要
注意拉断的时间要短，太长了就容易出现设备故障，保护装置就不能行使正确动作。

3.3.5在查找直流接地点时，一定不能毫无目标地拉路，应尽可能地收集直流
接地的前后的信息，比如直流回路是否工作、已经进行了哪些操作等，然后再从
现场的信号中做出判断。

4结语
保护开关的回路电缆很长，因此对地分布的电容就比较大，交流串入直流系
统就会错误启动保护装置以及开关误跳等现象。

为了能降低直流回路对地电容，
可以在保护回路里装设大功率继电器，这样就使光耦动作门槛提升了，平时一些
不投跳回路电缆也被断开了。

这样做的结果是预防了交流串直流现象所引起的保
护误动及开关误跳。

相关工作人员在提升自身专业技能的同时，也要加强对直流、交流系统的管理，使交流串入直流系统的可能性降到最低，以确保电网平稳安全
地发展运行。

参考文献：
[1]唐文秀,直流回路一点接地和交直流串扰引起保护误动及其对策[J].电力自动化设备,2017,(09).
[2]韦恒,汪军衡,郭怀东.直流系统交流混入及接地引起保护装置误动分析及解
决方案[J].电力科学与工程,2016,(07).。