直流系统接地案例

知识点：隔离直流回流系统

案例1：直流接地

    在某220kV变电站进行220kV母联600断路器倒闸操作的过程中发现，合上断路器后不能正常储能，且站内后台发出直流系统接地信号。现场检查发现该断路器机构箱内交流储能电源空气开关跳闸。

    正常运行时，时间继电器1为直流正电位、3为直流负电位，5为交流N端。

    时间继电器电路板如下图所示，交流接点5与直流接点3的焊点过于接近，再加上继电器密封不好，导致电路板上积存大量灰尘，经过长时间运行，电路绝缘下降。

    在母联断路器操作时YJ接点闭合，时间继电器启动，电机控制回路存在交流电流，电路板交流接点5击穿直流接点3的焊点，导致交流电源串入直流回路，引起直流负极全接地，交流电机电源空开跳闸。

空气开关作用：

    空气开关即空气断路器，主要用于保护交流500V或直流400V以下的低压配电网和电力拖动系统中常用的一种配电电器，可用于不频繁接通和分断负载电路当工作电流超过额定电流、短路、失压等情况下，自动切断电路。

    相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。

案例2：交流串入直流

    故障前系统运行状态：

    故障现象：

    故障原因查找：

    根据设备运行方式、操作情况、气候影响等初步判断可能发生接地的故障点，采取拉路寻找、分段处理的方法进行故障定位。

    遵循先信号和照明部分，后控制电路部分，先室外部分，后室内部分的原则，现场有序地逐一拉合直流电源空气断路器，查找直流接地故障位置。

    根据当前系统运行方式，110kV备自投保护处于退出运行状态，发生直流接地的同时，监控后台频繁发出：

    *“110kV备自投保护用151跳位动作”

    *“110kV备自投保护用151跳位复归”的SOE报文

    综合设备状态和故障现象进行分析，直接锁定故障点为110kV备自投保护屏。断开该装置保护电源，直流系统恢复正常。

    当拉下110kV备自投保护电源空气断路器时，直流绝缘监察装置事故报警警铃解除，系统直流负极接地现象消失，系统恢复正常。

    采用万用表直流电压挡和交流电压挡分别测量直流母线对地电压交直流分量情况，测量显示交流分量大于3V，初步判断交流分量串入引起直流接地。

    原因分析：

    现场检查发现，该变电站为旧站，两台主变通常是分列运行，110kVⅠ、Ⅱ段内桥150断路器长期处于热备用状态，且该间隔所有刀闸交流操作电源平时均断开，唯有操作时才合上所有刀闸交流操作电源。

    因此，在平时运行中不会出现交流串入直流的现象，不会有直流接地告警。

    本次改造因检修工作需要，在特定运行操作过程中，出现远方分闸15M断路器，导致151、150、15M并接在备自投屏闭锁开入的端子都导通，将150开关机构箱中的交流电源串入到直流回路中。

    受到交流串入的影响，151断路器位置接点接入备自投开入发生抖动，频繁往后台发送“110kV备自投保护用151跳位动作”“110kV备自投保护用151跳位复归”的SOE报文。

    本次故障追溯根源，实际为检修人员操作中的误接线引起交直流互串，误将一对断路器辅助接点同时接入交直流回路。

    变电站发生交流电源串入直流回路的常见原因主要有:

    (1)交直流回路共用同一根电缆;

    (2)试验或检修操作过程中误碰、误接线;

    (3)交直流二次接线端子排击穿或绝缘降低引起互串;

    (4)交直流电缆破损或绝缘较低等。

    改进措施：

    （1） 从图纸设计源头严格把关，防止设计中出现交直流回路共用一根电缆现象，加大图审环节中交直流部分审查力度。

    （2）对年代较久远的变电站的刀闸、断路器辅助接点结合间隔年检或改造进行排查，消除交直流混用电缆问题，杜绝辅助接点交直流回路并用现象。

    （3） 户外端子箱中交流回路可单独布置，交流回路接线号头采用特殊颜色与直流回路区分，防止误接线。

    （4） 对于断路器或刀闸机构的厂家内部接线，建议将保护及控制闭锁回路用接点与直流信号用接点在端子排布置上进行明显的区分隔离布置，防止交流回路用辅助接点击穿后串入直流回路。

    （5） 加强现场施工监护，落实现场图纸核对工作，避免因误接线或私自更改设计接线导致交流串入直流。

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