一起FMK开关分合闸时直流接地故障的原因分析及整改措施

电气工程与自动化！Di*+qi Gongcheng yu Zidonghua
一起FMK开关分合闸时直流接地故障的原因分析及整改措施
郑宏阳'吴佩泽！
（1.华能平凉发电有限责任公司，甘肃平凉744000；2.华能甘肃水电开发有限公司，甘肃兰州730070）摘要:直流系统发生接地故障时，极有可能造成控制回路、继电保护装置、安全自动装置、励磁调节器电源、事故照明系统及DCS系统拒动、误动或失去保护功能等，直接威胁电力系统安全。

现针对一起FMK开关分合闸时造成直流接地故障的情况展开分析，根据故障原，有的。

关键词:直流系统;接地;FMK开关；
1直流系统的重要性
直流系统广泛应用于水电站、火电厂、变电站以及其他直流用户，具有电源较平稳、等，若失去直流电源，造成保护误动或拒动全站 失控，事故，对安全等造成重大隐患。

直流电源是自动化设备的保护和操作电源，其稳定运行与否直接关系的安全。

直流电源的故障直流接地故障，其1）当直流系统一点接地时，极有可能造成装置对地电现电现，使得继电保护路器出现误动或拒动等情况。

（2）直流系统出现 接地时，造成继电保护等自动误动拒动，可能造成直流电源闸，电失去
电电源。

（3）保护回路现极接地时
直接造成继电器现接4保护发
闸4或现闸等现4造成事故的一
4直接及生安全
直流接地造成继电保护误动，一
将跳闸接入负极电源，当回路出现接地、等现时，可有对地电电产生的瞬时高电压引起继电保护误动作的情况。

2设备概况及故障现象
FMK开关在发电机并网前转速达到额定转速时合闸并为发电励磁电压，发电电压达额电压后即可系统并列此时发电机励磁系统出现故障，轻影响发电的并网时间，并网后突然失去励磁电压，导致发电失磁
由图1可以看出，机组FMK开关的控制回路中直流电源包括直流闪光母线、直流控制II母，图FK发变阻控制盘上FMK开关分合闸把手，此把手共分为''预合闸”“合闸预合分闸分闸”4组位置发电建压时需要对FMK开关合闸，此时FMK开关“分闸后”状态，此位置即表明开关分闸状态把手位置相一致，
第一需把手FK打至''预合闸”位置，此时FK把手的“9#12”接点接通，绿灯闪烁，表明操作把手位置与开关实际位置状态不对应。

当把FK打至“合闸”位置时，此时“13#16”接通，红灯常亮，开关处于“合闸”位置,FMK开关合闸，发电开始建压。

操作电源DC110V
操作电源开关
操作电源监视
合闸
DL3
分
合
闸
控
制
分闸
电源公共端
保护跳闸
远方合闸指示
远方分闸指示
机组励磁系统灭磁开关（FMK开关）在“预分合闸”位置时，直流系统报接地故障，开关合闸后直流接地现象即可自行消失。

3故障原因分析
根据开关合闸、分闸前的现象以及图1所示FMK开关控制回路图的分析，直流接地对FMK开关 分合闸过程现的，停后直流系统：正无报警，并FMK开关的开关本体之间为长距离电缆。

综上，对开关的控制回路接线进行绝缘检查，查找控制回路接的分合闸回路、闪光报警回路、分合闸等接或有无接地、损坏或降的现
对FMK开关二次回路及分合闸控制开关检查，回路绝好，控制开关接可靠，故直流接地现回路：无关。

经检查，该电厂#1发变组保护控制屏的开关控制回路闪光报警回路所直流电源分自#1控制直流II母和#1机控制直流I母，两段直流正常时分别独根据开关的4以及对开关过程直
12机电信息2021年第8期总第650
期
Dianqi Gongcheng yu Zidonghua♦电气工程与自动化
流接地现象的研究，结合#1机发变组保护控制屏柜内的直流电源的接入特点分析，开关在分合闸操作过程中应该是使两段母线合环运行才导致了两段母线同时报直流接地故障[2]。

该厂使用的直流系统为深圳奥特迅公司产品，主机型号为WJY3000AF，配置CT采集模块以及绝缘监测电流变送器。

该主机采用电桥原理，可时直流母线的地电压及绝缘电行监测，运行
的报警值时，支路巡检功能会动动时绝缘监测可分为母线监测和支路巡检两分。

母线绝缘监测的原理是测母线 地的绝缘电电电
能直接进行测，母线地绝缘电采母线采样电阻，采同电阻和绝缘电同的地直流电，过同的母线地电行测量，进而通过绝缘电FMK开关的控制原理2,!+!#分别是正负母线对地的
效绝缘电阻,224k!与226k!电阻分别为正负母线对地的电阻，这两个电在母线地电的作用，使母线地绝缘电过导致地电 K1〜K4的组电分别在同下
使得测母线电同，以地的绝缘电
C1
图2FMK开关的控制原理图
所有开关断开时，分别测量正负母线的对地电压"6、"2,得到以下关于！+、！#的方程：
-"2⑴
224k!//!+226k!//!#
将K1开关闭合，分别测量正负母线的对地电压"6‘和S',以下关于！+、!#的程：
"6‘_"2，⑵224k!//400k!//!+226k!//300k!//!#式（1）和式（2）为一个关于！+和!#的二元方程组，通过可!+!#的。

在应用中，母线绝缘电阻等值下降等因素，置开关K2、K3、K4等，以同的母线地绝缘电
母线的地绝缘电的
时，绝缘监测置绝缘的，母线电关，的220V直流电源系统，
置在25k!讥
K1、K2、K3、K4相当于电子开关,开关的闭合和打开由电控制，可以测直流母线的地电
行，开关的合开是可控的两段母线合环运行，时两机绝缘监测装置在同时运行，2，两段母线的绝缘监测置的K1、K2、K3、K4电子开关的合为可控的，：时的地电程中的
，会以下，两段母线绝缘监测置同时报
据FMK开关控制原理图可以看出，正常运行或开关停运后，回路中都只直流II母的电源，当开关在“预分合”位置时，闪光母线接通，闪光母线使用的是直流I母电 源，导致两条直流母线在负荷侧合环运行[3]o
4整改措施
（I）利用#1机组直流系统辐射状网络改造工作，对#1发变组保护控制屏内的控制直流闪光报警回路直流进行整改，FMK开关控制电源由原来的直流II母改接至直流I母，使控制与闪光回路使用同一组电源。

（2）熟练掌握发变组控制屏内开关的控制回路，认真分析回路中可能存在的设计缺陷或施工过程中容易造成寄生回路的部分，利用检修或开关撤运的机会制订方案行验证。

（3）在日常直流系统运行过程中，严禁两条直流母线合环运行，在单条母线充电置退出，要母联开关投运时，必须提前退直流绝缘监测装置，否会引直流系统接地。

5结语
直流系统接地故障对发电厂的安全运行危害极大，FMK开关主备开关在机组运行中占据着非重要的地位，决定着发电机能否顺利并网。

健康稳定的直流操作回路是开关、机组运行的重要保障，本次直流接地故障的处理决了机组长期以来存在的网前的安全隐患，为今后直流接地故障的查找提供了新的思路向。

[参考文献]
[1]李天波.一例直流系统接地故障的查找和分析[J].科技
创新与应用，2019（32）:128-129.
[2]，.变电直流系统接地原因分析及故障查
找[J].大众用电,2019,34（8）：30#31.
[3].直流系统接地危害分析与接地点查找方法探讨
[J].电力安全技术,2019,21（2）：21#24.
收稿日期：2021#01#29
作者简介:郑宏阳（1987—），男，甘肃平凉人，工程师，研究方向：发电机励磁系统。

机电信息2021年第8期总第650期
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