變電站直流系統(tǒng)發(fā)生交流竄入故障查找及檢測(cè)校驗(yàn)

張大興，甘曉瑜，張勇賢

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局，廣東 惠州 510000）

變電站直流系統(tǒng)會(huì)發(fā)生交流竄入故障危害。因?yàn)樽冸娬菊居媒涣飨到y(tǒng)是接地系統(tǒng)，會(huì)造成直流系統(tǒng)絕緣降低，或間歇性接地，一旦交流竄入正母線，還有可能造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)的危害，同時(shí)交流竄入直流，有可能燒毀相關(guān)二次元件。

1 工作前準(zhǔn)備

工作前準(zhǔn)備，可以概括為7個(gè)步驟，分別為：

（1）請(qǐng)按安全規(guī)定要求進(jìn)行著裝和穿戴。

（2）請(qǐng)選取和檢查所需物件。

（3）對(duì)所選儀表進(jìn)行檢查，對(duì)工器具做絕緣措施。

（4）要求穿工作服。

（5）工器具選取：萬用表1個(gè)、一字螺絲刀1把、十字螺絲刀1把、絕緣膠布1個(gè)。正確選取工具，工器具檢查，萬用表檢驗(yàn)合格證檢查，正確檢查開機(jī)能正確顯示。備注：萬用表開機(jī)能正確顯示，檢查開機(jī)能正確顯示，萬用表電阻檔短接時(shí)回零，正確檢查電阻檔短接時(shí)回零，萬用表檢查完畢調(diào)至電壓檔或者關(guān)電源檔，檢查完畢，調(diào)至電壓檔或者關(guān)電源檔。

（6）安全措施確認(rèn)。

（7）準(zhǔn)備工作資料、找到合適的圖紙資料，辦理工作票，進(jìn)入間隔，下載作業(yè)表單。

2 工作過程

工作過程，可以概括為3個(gè)步驟。

2.1 檢查直流系統(tǒng)狀態(tài)

檢查直流系統(tǒng)屏狀態(tài)，檢查直流系統(tǒng)I、II段直流母線電壓、監(jiān)控裝置告警信號(hào)情況，查看直流系統(tǒng)監(jiān)控器信號(hào)情況（如圖1），有告警的信號(hào)需做好記錄。

圖1 直流系統(tǒng)監(jiān)控告警顯示

2.2 判斷直流母線是否存在交流竄入情況

判斷直流母線是否存在交流竄入情況，正確檢查直流母線交流竄入情況，用萬用表交流電壓檔，分別測(cè)量直流正負(fù)母線交流電壓，并做好記錄，檢查直流系統(tǒng)監(jiān)控器，進(jìn)入饋線狀態(tài)，查看交流竄入的支路，正確找出交流竄入支路。

2.3 確定交流竄入饋線支路

查看竄入交流饋線支路功能，查看各支路狀態(tài)（如圖2），判斷竄入交流的饋線支路，口述斷開竄入交流饋線支路空氣開關(guān)可能存在風(fēng)險(xiǎn)，斷開竄入交流饋線空氣開關(guān)后，測(cè)量正負(fù)直流母線交流電壓，確定無交流電壓分量，測(cè)量斷開的饋線支路開關(guān)下端交流電壓，確定存在交流電壓分量。

圖2 直流饋線開關(guān)

3 驗(yàn)收需求

對(duì)于直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置能否正確工作，在交流竄入直流系統(tǒng)時(shí)能否正確報(bào)警并選出竄入位置，需要進(jìn)行投入前驗(yàn)收。以往的驗(yàn)收方法是用直接將市電220V交流電接入直流系統(tǒng)內(nèi)，存在以下三個(gè)問題。

（1）操作風(fēng)險(xiǎn)大，需要人工駁接市電電源，存在人身觸電風(fēng)險(xiǎn)。

（2）測(cè)試不可靠，人工駁接市電，臨時(shí)接線不可靠。

（3）測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，因?yàn)榻涣鞲Z入門檻值為10V，與所加220V具有很大偏差，不能準(zhǔn)確校驗(yàn)門檻值。為了克服上述問題，為了安全可靠地進(jìn)行交流竄入功能的校驗(yàn)，并且具備交流調(diào)壓功能，可以在10V的門檻值附近精確調(diào)壓，需要研制一種校驗(yàn)裝置。

4 研制裝置

（1）整體原理：采用IGBT晶體管逆變回路進(jìn)行直流到交流的轉(zhuǎn)化，電路圖如圖3。

圖3 直流系統(tǒng)交流竄入裝置校驗(yàn)儀電路邏輯

（2）實(shí)施方式：項(xiàng)目計(jì)劃采用6V電池作為裝置電源，通過IGBT晶體管逆變回路，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，并在輸出端設(shè)置交流調(diào)壓電路，使輸出電壓在0～30V直接自由調(diào)節(jié)。配合試驗(yàn)電源夾，既可以安全可靠地將交流電加到直流系統(tǒng)內(nèi)。另外，因?yàn)橹绷飨到y(tǒng)為帶電系統(tǒng)，需要設(shè)置“防止直流反供裝置回路”，克服對(duì)裝置的干擾。

技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：供電電源穩(wěn)壓?jiǎn)卧⒅绷魃龎鹤儞Q單元、自帶死區(qū)控制的純正弦波逆變發(fā)生器單元、全橋IGBT逆變功率單元、輸出檢測(cè)與隔離單元。

研制出的直流系統(tǒng)交流竄入裝置校驗(yàn)儀如圖4所示。

圖4 直流系統(tǒng)交流竄入裝置校驗(yàn)儀

研制出的校驗(yàn)儀解決了以往的問題，達(dá)到了以下效果：

（1）操作安全，采用測(cè)試線接入直流系統(tǒng)。

（2）采用6V電池作為裝置電源，通過IGBT晶體管逆變回路，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，測(cè)試可靠。

（3）測(cè)試準(zhǔn)確，輸出電壓在5～20V精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

5 驗(yàn)收方法

采用新的交流竄入裝置校驗(yàn)儀進(jìn)行驗(yàn)收，步驟如下：

（1）在直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置交流竄入直流系統(tǒng)的告警值（如圖5）：10V。

圖5 直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置交流竄入告警值設(shè)置

（2）用交流竄入裝置校驗(yàn)儀輸出一個(gè)大于10V的電壓，如設(shè)置為12V（如圖6），將校驗(yàn)儀的兩個(gè)輸出電纜分別夾至直流系統(tǒng)的饋線端子和地。

圖6 直流系統(tǒng)交流竄入裝置校驗(yàn)儀交流輸出

（3）此時(shí)，直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)發(fā)出交流竄入告警（如圖7），并能選出竄入支路。

圖7 直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置告警

由此，檢驗(yàn)絕緣檢測(cè)裝置的交流竄入告警功能是否完善。

6 結(jié)語

變電站的直流系統(tǒng)若發(fā)生交流竄入故障危害性大，必須要求絕緣監(jiān)測(cè)裝置具備交流竄入的告警功能，而此功能是否完善需進(jìn)行驗(yàn)證，在直流系統(tǒng)投入正常運(yùn)行前便需要做此項(xiàng)驗(yàn)收項(xiàng)目。在直流系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中，若裝置告警，工作人員便可通過告警找出交流竄入的位置并進(jìn)行處理，從而切除故障。