解决串交流等直流事故措施.doc

解决串交流、接地等直流故障造成误动的技术防范措施 卢贺成 胡潇捷 卢寅虎 （河南华润电力首阳山有限公司） 摘要：针对串交流、接地等直流电源故障影响运行设备安全，甚至造成电厂跳机或设备损坏等事故，在主设备上和直流系统中设计新的回路和功能，采取新的措施和方法解决直流系统故障造成主设备事故扩大的技术难题。 关键词：串交流、直流系统、事故扩大、新防范措施和方法。 0 引言 目前，在大型企业或电力系统中，直流系统故障（如串交流、直流接地）可以经过直流母线直接影响到其他直流操作电源及主设备的安全运行，造成其他操作电源回路的主设备误动使事故扩大。近年来大量的微电子和新技术应用，设备运行可靠性要求也比较高，特别是直流系统操作电源的可靠性要求也越来越高，由于直流操作电源故障造成大的事故和损失比较多，特别是串交流、直流接地等直流故障造成电厂全厂停电、跳机组和造成设备损坏等事故比较多。 《“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”继电保护实施细则》和《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》（试行）中只有提高出口动作继电器的动作功率和双重化配置等管理手段来减少直流故障的影响，但继电器的动作功率大多都是厂家筛选，现场很难校验，也无法保证可靠性，反措中没有其他更有效的技术解决措施。 在这种背景下本人经过理论分析和试验，针对串交流和直流接地等问题进行专题研究和调查，提出了新的解决方法和技术措施，并已在我司进行了实施。 1 直流故障造成误动的问题分析 如图1：假设的直流电源支路11和支路12均正常运行，支路11远控接点CKJ11未通，支路11中的继电器线圈ZJ11不动作，支路11出口跳闸接点CKJ11的电缆分布电容等效为C11。 如图2：某时刻支路12的负电源串交流电源E12故障，按如图交流电流所示流向，此交流电源E12必然经过支路12的开关QFK12和直流母线-KM11、支路11开关QFK11到继电器线圈ZJ11的一端（负电源端），线圈ZJ11的另一端（正电源端）经电缆的分布电容C11与地连接，构成交流电源E11的闭环回路。 如果交流故障电源E12在分布电容C11上产生的电流比较大，即流过继电器线圈ZJ11的交流电流大于继电器线圈ZJ11的动作电流时将造成继电器线圈ZJ11的误动作（接点CKJ11未通，继电器线圈ZJ11不该动而误动），造成主设备误跳闸，某电厂曾因此原因造成变电站开关跳闸机组停运事故。 2 解决直流系统故障造成误动的技术措施和方法 解决的措施一：在易于误动的重要出口继电器线圈的两端并联分流电阻，如图3，在继电器线圈ZJ11的两端并联一个阻值适当的电阻R11。 等效电路图如图4，继电器线圈ZJ11的交流阻抗Z比较大，大于并联电阻R11的阻值R约10倍以上，当发生上述串交流电源E12（或接地）故障时，分布电容C11上的电流IC，经过电阻R11的分流(IR) ，使流过继电器线圈ZJ11的电流(IZ)小于动作值，继电器ZJ11不会误动作，消弱了故障源E12的影响，从技术上解决了当直流回路中串入交流电源或由于接地产生的干扰电源时也不会造成开关误动问题。 实例：我司已在易于误动的灭磁开关跳闸继电器上并联1KΩ的电阻，我司直流系统也发生过多次接地故障，都因为我司做的这些技术措施得当，从未因此误动过，但某电厂同样ABB励磁系统灭磁开关却因直流中串入交流造成开关跳闸和机组停机。 解决的措施二：对直流系统中各支路开关加装二极管作为隔离措施，如图5，当发生串交流故障时，利用二极管的单方向性，隔离并削弱了直流母线上的故障电源对其他运行设备的影响。 如图5，假如正负直流母线对地正常电压为+55V和-55V，在直流电源支路11和支路12的开关QFK11和QFK12下口各串两个隔离二极管（容量适当）D111、D112、D121、D122。当发生如图所示负极串交流电源E12（如220VAC）故障时，假设b点电位110V，交流电源E12经过二极管D122，当E12的电压（a点）大于直流母线电压-KM11（b点，110V）时有效，当E12的电压（a点）小于直流母线电压-KM11（b点，110V）时（图6中110V直线下部分，即虚线的部分）由于二极管D122的单方向性被消去，在直流母线-KM11上，只有图6中110V直线上部分的波形，母线电压为直流电压与整流的正脉动合成电压，有比较大的纹波系数。 如图5的d点，直流母线-KM11上的电源再经过二极管D112的同样的作用，二极管D112的负端（d点）正常最高对地电压220V，即当二极管D112的母线端的电压（c点）小于二极管D112的负载端（d点）电压时（图7中220V直线上部分，即虚线的部分）也由于二极管D112的单方向性被消去，在d点也为脉动合成电压，纹波系数相对较小，无交流分量。 d点脉动合成电压在电缆分布电容C1