線路保護改造中直流接地故障分析與處理

蔡 林

（珠海深能洪灣電力有限公司，廣東 珠海 519060）

線路保護改造中直流接地故障分析與處理

蔡 林

（珠海深能洪灣電力有限公司，廣東 珠海 519060）

保護改造過程中出現(xiàn)直流接地時，將影響裝置調試及投運，因新舊回路在設計和布置上的差異，諸多問題集中出現(xiàn)，給故障處理增加難度。本文通過排查直流接地，找出接地原因；檢查中遇到開關偷合，查找開關合閘令來源，發(fā)現(xiàn)新舊設計圖紙的差異，解釋了保護裝置和開關機構防跳回路的區(qū)別及實際應用。對技改工程現(xiàn)場施工作業(yè)、工程質量以及關鍵風險的把控提出了更高要求，對同類實際工程具有一定參考意義。

直流接地；防跳；開關偷合；重合閘

某電廠為配合對側變電站解決旁路代路問題，對線路保護裝置及保護通信通道升級改造，技改方案為更換裝置保留二次回路。原裝置為四方CSC-103A，現(xiàn)更換為CSC-103BN線路保護，通信通道保留原專用光纖另外新增2M復用光纖通道。根據(jù)合同規(guī)定，裝置內部接線由供貨商負責，裝置外部由電廠負責，由于二次回路保留，施工時需要對照原設計圖紙、現(xiàn)設計圖紙以及廠家圖紙進行安裝調試。另外工期緊張，作業(yè)面小，工程復雜，難免會出現(xiàn)各種問題延緩工程進度，如不能及時徹底解決，不僅影響工期且容易留下安全隱患。本文將就施工中出現(xiàn)回路直流接地以及檢查過程中出現(xiàn)開關誤動的問題進行分析與探討。

1 接地現(xiàn)象

開工前退出保護裝置時，當一次開關分閘后主Ⅰ屏分相操作箱JFZ-12FB面板上A相分位燈亮度較低并伴有閃爍，甚至完全熄滅，懷疑裝置故障所致，先將保護裝置停電拆除，待換新裝置后詳細檢查。主Ⅰ屏裝置全部安裝接線完畢并進行核對后，對回路測絕緣合格準備送電。當合上分相操作箱JFZ-12FB電源4DK1、4DK2開關，發(fā)現(xiàn)其面板A相分位燈依然存在之前問題，測量兩組電源電壓，4DK1的回路Ⅰ負極有接地現(xiàn)象，負極 0V，正極+220V，4DK2的回路Ⅱ電壓正常。對兩路電源分別拉路檢查，斷開4DK2后回路Ⅰ接地現(xiàn)象仍存在，斷開4DK1后回路Ⅱ并沒有接地現(xiàn)象，排除寄生回路影響。另外還有一個重要現(xiàn)象是，當線路2848開關在合位時接地消失，電源恢復正常。

2 故障處理

2.1 分位燈異常檢查

對于直流接地，按照常規(guī)拉路檢查方法逐一排查，對端子排上所有負極接線分別拆除測量。當就地開關控制柜操作電源Ⅰ負極 102Ⅰ拉開時接地消失，結合A相分位燈閃爍現(xiàn)象，將排查重點放在了就地開關控制柜內。如圖1所示，A相分位燈不亮或閃爍，說明發(fā)光二極管LTWa電壓不穩(wěn)定，回路中有開路或短路的可能，鑒于裝置整體封裝，先檢查裝置與就地柜之間的連接電纜 1051a，測量電纜對地絕緣較低，電纜線芯電阻＞1kΩ，測量B、C兩相均正常，由此判斷A相電纜可能有破損甚至斷開缺陷。但是無法解釋回路Ⅰ負極接地現(xiàn)象，因為按照現(xiàn)場圖紙1051a兩端并沒有直接接在正負極上，而是通過了電阻或繼電器與兩端相連，即使有接地，兩極測量電壓也不應該是0V和+220V，因此接地點并不在此。電纜缺陷毋庸置疑，需要將其更換，由于電纜較長查找費時費力甚至可能影響正常運行設備，此次工程有新放電纜，可利用備用芯將其更換?？紤]A、B、C三相是同一根電纜的三芯，如果其中一芯有破損，其余兩芯破損可能性較大，于是將三相同時更換，更換后雖接地現(xiàn)象仍存在，但分位燈恢復正常。

在檢查過程中發(fā)現(xiàn) 1051電纜并非按現(xiàn)場照圖紙接線，而是如圖1中虛線所示，沒有接入開關操作機構防跳回路，僅僅是串接一個開關輔助常閉點直接與負極相連，這對故障排查方向有一定誤導。另外，當更換備用芯1051a時（此時1051b、1051c已拆除尚未接線，一次開關在分位），一次開關出現(xiàn)

圖1 分合閘回路示意圖

三相偷合閘。這兩個疑點增大了后續(xù)檢查工作量，甚至一度影響整個工期。后文將對其分析探討。

2.2 負極接地檢查

就地控制柜內所有負極接線經(jīng)排查后均未發(fā)現(xiàn)接地點，而裝置內部絕緣也沒有異常，但當一次開關分閘時接地出現(xiàn)，而合閘時接地就消失。判斷和跳位繼電器有關，之前已將跳位繼電器勵磁線圈電纜缺陷處理，那么接地故障必與跳位繼電器二次觸點有關聯(lián)，根據(jù)這一思路，對照原理圖將跳位繼電器二次觸點端子逐一排查。最終發(fā)現(xiàn)是將一組跳位接點的一端接入了 102Ⅰ負極電源上，而另一端接在了DCS公共接地端，這就有了開關分閘時接地，合閘時恢復的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種問題主要是因為設計圖紙有誤，DCS端子和負極正好差了一個端子，施工人員對照圖紙也沒能發(fā)現(xiàn)問題。

3 問題分析

3.1 操作機構防跳回路短接

如圖1所示，保護裝置和開關分屬不同的設備和廠家，各自均有一套防跳回路，1051電纜沒有接入開關操作機構防跳回路，通過串接開關輔助常閉點替代防跳回路，是由于當年施工人員誤接線還是其他原因修改了方案？先看一下兩個防跳回路的工作原理。

1）當保護裝置發(fā)出合閘令時，即 SHJ或 ZHJ動作，通過HBJa繼電器、TBJUa常閉點到操作機構合閘回路，若此時保護裝置動作發(fā)出跳閘令，即TJ動作，TBJa繼電器帶電，其位于保護防跳回路的常開點閉合使TBJUa繼電器帶電，TBJUa常閉點斷開以切斷合閘回路，從而達到保護防跳的功能。

2）操作機構收到來自保護的合閘信號時，合閘線圈52C吸合，開關動作，輔助常開點S1閉合，防跳繼電器 52YA帶電并自保持，其位于合閘回路的常閉點斷開并切斷合閘線圈 52C電源，直到合閘信號消失，52YA返回，這就是操作機構防跳原理。

兩種防跳回路的區(qū)別在于，保護防跳是經(jīng)跳閘回路起動防跳繼電器，意味著必須要保護跳閘繼電器TJ起動才有效；操作機構防跳是通過開關輔助觸點起動防跳繼電器，即需要一次開關實際動作合閘才能切斷合閘信號，兩種防跳回路各有各的優(yōu)勢。如果兩個同時接入，如圖1所示，合閘信號消失后，TWJa和52YA仍然串接帶電，雖然52YA的電壓可能已使其觸點返回，但回路經(jīng) S1繼續(xù)接通。此時TWJa線圈保持勵磁，同時分閘回路中的 HWJa經(jīng)S4接通帶電，這樣的話合位繼電器HWJa和分位繼電器TWJa均帶電起動，這對于保護裝置是不允許的。基于上述原因，兩個回路只能選其一，現(xiàn)場實際一般保留保護裝置的防跳回路，這就不難解釋之前的疑問。

3.2 開關偷合

一次開關出現(xiàn)三相合閘的原因只有兩種可能，一是開關機構上手動合閘，另外就只能是合閘線圈帶電合閘。此開關是分相操作斷路器，若要三相同時動作合閘，必然是三相合閘線圈同時帶電動作。若是因負極一點接地，即使再有兩點接地，也只能是短接分合閘線圈，這種情況最有可能的是開關拒動。最重要一點是僅僅接通了1051a一根線芯就導致了三相同時合閘，據(jù)此分析合閘令應該是來自保護裝置。

圖1所示，保護裝置合閘起動分別是手合SHJ和重合閘ZHJ，排除手合可能，只能是重合閘動作。重合閘有兩個起動回路：保護跳閘起動以及TWJ起動重合閘。如圖2所示起動邏輯，在“單重方式”下投入KG7“單相TWJ起重合”控制字，任一分相跳位繼電器TWJ動作且沒有三跳命令，同時重合閘充滿電的情況下，將起動重合閘ZHJ繼電器。

當時現(xiàn)場調試組已經(jīng)將定值輸入，并投入單相重合閘方式，這才有了“開關偷合”的情況，而在拆除1051線芯時調試組還沒有修改定值，因此解釋了拆除時和接入時開關不同的現(xiàn)象。

圖2 單相重合閘邏輯框圖

4 結論

保護技改工程量大、時間緊迫、新舊回路的銜接更加復雜，工程中難免會出現(xiàn)一些問題，需要認真仔細把控安裝調試各個環(huán)節(jié)。對于只換裝置保留二次回路，新舊圖紙設計有所差異，再加上供應商施工人員不熟悉現(xiàn)場會有一些錯誤，除了嚴格按照施工方案作業(yè)外，還要對施工過程、工程質量以及關鍵風險進行把控。對于新舊回路均要在測量絕緣合格后方能接入，并且在裝置上電無異常后才能進行相關調試工作；對于設計圖紙有疑問必須經(jīng)過多方討論并征得工程負責人同意后才能修改，并做好記錄；在進行故障查找處理時，要熟悉現(xiàn)場圖紙和回路，溝通好現(xiàn)場作業(yè)各方，以免出現(xiàn)故障擴大或誤動其他設備造成不良后果。

[1]國家電力調度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答[M].北京:中國電力出版社,2002.

[2]馮楊州.關于保護裝置防跳回路與操作機構防跳回路的分析[J].電氣傳動自動化,2005,27(5):57-59.

蔡 林（1986-），男，四川江油人，本科，助理工程師，主要從事發(fā)電廠電氣檢修工作。