變電站直流系統寄生回路的排查方法研究

黃勇

（雅安蜀能水利水電有限責任公司，四川 雅安 625000）

1 變電站直流系統寄生回路的產生原因分析

直流系統寄生回路可以簡單分成混電源和直流接地兩種，前者較為復雜，是兩套直流系統之間混線或是交直流系統的串擾，后者則為電纜芯線的絕緣降低，形成地網寄生回路，這兩種寄生回路都會紊亂直流系統的正常運轉。目前大多數變電站采用雙套直流電源屏，每個直流屏上都有一個獨立的切換開關。當因接線錯誤導致多余回路產生時，寄生回路產生，下面就簡單分析寄生回路產生的原因。

1.1 直流系統間混線導致的寄生回路

當變電站兩套直流系統之間兩對正負極之間出現單個接點電氣連接現象時，如：直流屏1的正極與直流屏2的負極之間電源出現混線后，就會產生寄生回路。當兩套直流系統的兩對正負極之間出現2個接點電氣連接現象后，也會產生寄生回路。如：直流屏1的正極與直流屏2的負極、直流屏1的負極與直流屏2的正極之間均出現電源混線，于是就產生了寄生回路。

1.2 交直流系統之間串擾產生的寄生回路

當一套直流系統與交流回路之間出現電氣連接，那么就會產生寄生回路。

1.3 直流接地產生的寄生回路

直流系統的某點出現接地現象后，寄生回路產生。

2 排查方法

2.1 直流拉偏法

在對變電站直流系統寄生回路的排查中，采用直流拉偏法能確定直流系統的一二段是否存在寄生回路，其方法為：檢查變電站兩個直流系統絕緣電阻正常且對地電壓為母線電壓的一半左右，在一段直流系統的負對地接一個10kΩ的電阻，這次只需要測量該一段直流母線負對地電壓以及二段母線負對地電壓，若二段母線負對地電壓始終保持不變，那么這兩個直流系統的一二段之間不存在寄生回路；若二段直流母線負對地電壓出現下降，且其與一段母線負對地電壓相接近，那么說明存在寄生回路。

2.2 直流鉗形表法

當采用2.1方法確定變電站直流系統一二段之間存在寄生回路，那么需要繼續確定寄生回路所存在的具體地方，直流鉗形法則是縮小寄生回路查找范圍的一種有效方法，其原理為：當某一直流負載內部有寄生回路，那么從正極流出的電流與負極流回的電流之間存在差值。該方法的缺點是對于二段直流系統對地絕緣較好且電阻＞100kΩ的系統無效，無法正確進行寄生回路位置的縮小和排查。例如：當直流系統對地絕緣較好，電阻為110kΩ，那么寄生回路就會產生1mA的電流，目前最高靈敏度的直流鉗形表的分辨率為毫安，在大地磁場以及周圍各種因素的干擾下，直流鉗形表的電流分辨率為2mA左右，所以，當絕緣較好且接地電阻較大時，無法通過電流差排查到寄生回路的具體位置。另外，在大型變電站中，采用直流鉗形表進行排查，受到直流分屏電纜眾多等因素的影響，需要設計多個直流支路表，設計到上百個回路，工作量大，且風險較大，故而也不適宜采用直流鉗形表進行排查。

2.3 直流漏電流法

將直流鉗形表與直流漏電流法結合起來排查寄生電路。若以人為方式在寄生回路中產生一個直流電流，那么需要在兩個直流系統上都增加一個對地電阻，并保證將增加的對地電阻產生直流寄生電流值控制在4mA左右，這樣，就不會導致寄生回路出現繼電器動作。因為4mA電流在110V直流全電壓下的動作功率為0.44W，繼電保護的動作功率≥5W，因此這不會使繼電保護裝置發生誤動。若在負極上有寄生回路，此時只需在一段直流正對地接一個10Ω電阻，在二段直流負對地接一個10Ω電阻，就可以產生寄生電流，從而進行寄生回路的排查。確定好寄生回路后，加接周期性的對地輔助電阻，這樣就可以使得寄生回路產生周期性的直流電流，接著采用直流鉗形表法就可以查找出寄生回路。

3 案例分析

變電站直流系統的寄生回路排查時涉及面廣且危險點眾多，故而必須謹慎思考，制定完善的排查方案。某電網公司對500kV的48座變電站進行直流系統寄生回路的排查，重點檢查是否存在并聯寄生回路，結果發現A變電站出現直流母線數值的異常情況，后采用高內阻萬用表發現其負一段和正二段之間存在寄生回路，接著制定排查方案，查找寄生回路。通過分析，該變電站可能出現的寄生回路如圖1所示。在盡量不影響電力自動化系統運行的情況下，拉開直流屏上的1段輸入空氣小開關，實測直流系統，若此時直流恢復正常或是有明顯好轉則表明自動化系統中存在寄生回路。經過檢查發現了3處寄生回路，產生的原因分別為：外部二次回路接線的錯誤導致了寄生回路，自動化直流電源接線缺陷導致寄生回路，蓄電池絕緣不良引起寄生回路。要想消除直流系統寄生回路，必須制定完善的排查方案以及預防技術措施，確保排查工作的安全，將寄生回路排查出來后，了解原因，并針對性解決，消除寄生隱患，確保電網的安全運行。

結語

寄生回路對于變電站直流系統的安全運行有重要影響，直流系統負載較多，做好其安全管理工作關系到電力系統的運行穩定。寄生回路一般是在變電站建設和改造中產生的，在變電站建設之初要做好相關預防工作，確保每一方面的嚴謹規范，在源頭消除寄生隱患。在排查寄生回路中，則需要根據實際情況制定完善的排查方案，合理將多種排查方法結合起來運用，快速、準確、安全的排查出寄生回路。

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