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一种监测交流窜入直流的方法 　　摘要：文章讨论了电力系统中一种监测交流窜入直流的方法，该方法是利用电容、电阻、故障录波装置实现对交流窜入直流的监测，通过故障录波装置给后台监控装置报警及记录，从而满足了二十五项反措要求。 　　关键词：电力系统；交流窜入直流；电力监测；电容；电阻；故障录波装置 文献标识码：A 　　中图分类号：TM772 文章编号：1009-2374（2016）17-0034-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.015 　　1 概述 　　针对国内多地发生多起交流窜入直流系统而发生的电力事故，国家能源局在2014年4月15日发布并实施的《防止电力生产事故的二十五项重点要求及编制释义》第22项“防止发电厂、变电站全停及重要客户停电事故”的第22.2.3.22点“严防交流窜入直流事故出现”的第22.2.3.23.3条中明确规定“新建或改造的变电所，直流电源系统绝缘监测装置，应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。原有的直流电源系统绝缘监测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜入直流故障的测记和报警功能”。 　　此方法成功研究了交流电源窜入直流电源报警功能，在不改变原有直流接地巡检仪的基础上，对提高直流电源的运行可靠性起到了较大的作用，是一种提高电力系统安全稳定运行的好方法。 　　2 交流窜入直流危害 　　交流窜入直流系统后，会导致直流系统接地，可能导致保护误动、拒跳等，以某电厂发生交流窜入直流回路为例，2005年10月25日某电厂现场维护人员在消缺过程中误将交流与直流回路短接，使交流窜入直流系统，此电厂运行的1号机组（运行时有功544MW）、4号机组（运行时有功545MW）、5号机组（运行时有功550MW）同时掉闸，500kV两台联络变压器全部跳闸，事故时各开关动作情况：5011开关分位、5012开关分位、5013开关合位，5021开关合位、5022开关分位、5023开关合位，5031开关合位、5032开关合位、5033开关合位，5041开关分位、5042开关分位、5043开关分位，5051开关分位、5052开关分位、5053开关分位；5011开关、5012开关、5022开关、5023开关、5043开关有单相重合闸和两相重合闸现象；此电厂共计甩负荷163.9万千瓦，导致电网该地区频率由50.02赫兹最低降到49.84赫兹，主网系统发生低周事故，事故发生后，华北网调马上启动低周事故处理应急预案，将备用机组开出，迅速将主网频率恢复正常，社会上未出现大面积停电以及不需要进行拉闸限电。 　　由此可见，当交流窜入直流系统时，可导致继电保护误动、开关跳闸，严重的可导致机组停运、线路跳闸，甚至可导致全厂或全站停电事故，对社会造成大面积停电事故，因此直流系统增加“交流窜直流故障的测记和报警功能”是迫在眉睫的事情。 　　3 交流窜入直流系统原理 　　在电力系统中，由于直流供电范围大，尤其是控制直流系统，几乎涉及全厂或全站，因此直流回路电缆相当长，而电缆对地阻抗的等效回路可看成是电容与电阻并联。当设备长期运行后，控制电缆将出现老化现象，会导致直流系统对地的电容将逐渐变大。而对地电阻将逐渐变小，正常运行时直流系统的母线由蓄电池组和充电装置同时供电。而在直流系统的母线可等效为理想的110V直流电压源，同时110V直流系统的母线根据设计一般所带负载为事故照明、直流控制回路、微机保护装置、监控系统等电源，其中微机保护装置的直流电源模块通常采用直流逆变电源，可等效为在正、负直流系统的母线之间并接了许多滤波电容器，因此直流系统窜入交流电源后的等效电路如图1所示： 　　如图1所示，其中C为等效直流系统的母线间的电容，C1、C2为直流系统的母线等效的对地电容，R1、R2为直流系统的母线对地等效电阻，正常工况下，C1、C2电容相同，R1、R2大小相等。 　　第一，当从直流系统的母线负极窜入交流电源分析。当直流系统的母线的负极与220V交流电源相连时，在直流回路中交流电源可视为短路，从而将电容和电阻并联回路进行短接，因此直流系统的母线负极对地等效电阻等于0，此时，用万用表测量直流系统的母线负极对地直流电压应为0V，而直流系统的母线正极对地直流电压应为110V，相当于直流负极对地完全接地。同理，如果从直流系统的母线正极窜入220V交流电源时，就相当于直流系统的母线正极完全接地。 　　第二，直流系统的母线负极窜入交流电源后，由电路叠加原理可知，在交流等效电路中的直流电源相当于短路，此时万用表测量直流系统的母线正、负极对地交流电压应都为220V。若从直流系统的母线正极窜入交流电源时，直流系统的母线正极和负极对地交流电压均 　　为220V。 　　第三，交流电源接入直流系统后，交流回路会通