变电站直流电源系统直流环网与交流窜入的原因及危害分析

　　对于变电站直流电源系统而言，直流环网与交流窜入问题引发各类问题逐渐增多，电力系统各个部门逐渐认识到问题的严重性。与之相对应，对于各个电网公司而言，针对绝缘装置提出更为严格的全新标准技术要求，“DL/T 1392-2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件”的提出，对微机绝缘装置提出更加严格具体的标准要求，直流系统若出现交流窜电情况，且有效值超过10V时，可以有效产生安全告警，对存入交流电压的具体数值进行精准显示。若直流系统产生直流互窜现象，此时会形成安全警告，进而找到具体故障的位置。

　　1 直流环网与交流窜入原因分析

　　直流环网。直流互窜出现的原因一般存在如下几种情况：施工阶段，负荷电源线连接存在问题，跨接两段母线，某个负荷电源线存在超过两根的情况，超过两根的电源线与另一段母线产生连接；倒负荷操作，把某负荷转移至另一端母线，并未将之前负荷开关进行断开操作，致使两段母线共同对此负荷进行供电，最终引起环网；关键保护回路均存在两路电源，安全稳定情况下，仅投一路，若两路均投势必引起环网；部分装置设有两路电源，不过装置内部并未进行隔离；相同电缆内部，分别属于两段母线供电电缆出线破损引起环网。

　　电流窜入。交流电源属于接地系统，交流窜入直流系统势必引起直流系统出现接地情况，导致交流窜入直流系统的因素包括实验电源与站用交流电源以及PT，由于运维工作人员接线操作错误、线缆磨损等因素引发，还包括UPS电源与电度表等，对于交流电源与直流电源采取的隔离存在问题导致交流窜入直流系统，引起交流窜入接地故障[1]。

　　2 直流环网与交流窜入危害分析

　　2.1 直流环网

　　直流系统出现故障问题有可能产生降低蓄电池使用年限、接地故障检测灵敏度降低、极差配合失效等危害，产生环网故障问题危害较多，引起后果较为严重。

　　降低蓄电池使用年限。如图1可知，对于两组蓄电池而言，其实际容量同自放电之间具有较大差异，使用同样浮充电压进行充电，势必引起1组蓄电池出现充电过满情况，另1组蓄电池出现充电不足情况。两种情况均会降低蓄电池使用年限。不论哪组蓄电池中存在洛手电池，势必会对两套蓄电池造成不良影响。

　　接地故障检测灵敏度降低。直流系统全部设置负责接地检测操作的平衡桥电阻R，目前市场存在部分在线绝缘装置，通过对电压变化量进行精准有效检测，计算获得对地绝缘装置实际电阻，不过整定值大于测量电阻值，装置则会产生直流接地告警信号。由图3可知，假设电阻RD与R相同，两套直流系统各自运行，仅存在一组平衡桥电阻情况下，接地前后情况下对地电压实际变化量为母线电压数值的1/6，计算电阻实际为R[2]。对于两套直流系统而言，存在环网情况时，图中开关k处于闭合状态，直流系统具备2组有效平衡桥电阻，RD与R相同时，接地前后情况下对地电压实际变化量为母线电压数值的1/10。鉴于此，若直流系统产生环网情况，则会导致在线绝缘装置检测灵敏度降低。

　　极差配合失效。由图4可知，两套直流系统产生两极同极环网情况，若直流系统出现短路情况，系统则会共同提供短路电流，直流系统极差配合主要采用根据单套系统进行配置，会引起超级跳闸现象，引起直流系统极差配合失效，增强事故范围与严重性。

　　2.2 交流窜入

　　直流系统接地情况下，交流窜入直流系统产生的接地问题危害巨大，一点接地会导致保护误动，有可能出现大面积停电现象。

　　交流窜入接地。交流窜入直流系统引发接地问题，主要为交流电源相线部分位置同直流系统母线部分位置存在连接现象，特征主要为正负极对地电压内部可以准确检测交流电压的存在，站用交流电源同PT零线共同连接大地，交流相线窜入直流系统，可引发直流系统出现接地情况。

　　交流窜入导致保护误动。交流窜入直流系统情况下针对对地电压做出计算

　　。

　　C1、C2代表直流系统正负极对地电容。假设电容数值均为5微法，处于公频为50Hz状态下，ZC1与ZC2相同，数值大约为0.637Ω，平衡桥电阻R1远超过其数值。假设交流电压源数值为220V，经30kΩ电阻窜入正极情况下，可求得对地交流电压实际数值为：。

　　由此可见，交流窜入直流系统接地现象，初期正负极对地电压内部交流电压数值较小，鉴于此，对交流窜入直流接地现象进行检测灵敏度相对明显，不然无法发现初期问题，从而无法有效避免造成的危害。因此，“DL/T 1392-2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件”明确规定，直流系统出现交流窜点现象、且有效值超过10V时，需加装告警可以有效避免交流窜入造成直流接地导致的危害。

　　3 结论

　　综上所述，直流系统的稳定可靠成为确保继电保护以及二次控制系统可靠运行的关键决定性因素，直流环网与交流窜入作为危害较大的故障问题，应存在一套可以直观精准体现直流系统绝缘情况的微机绝缘监测设备，实时精准体现出直流系统存在的接地故障问题，为直流系统的稳定可靠提供重要保障作用。