變電站直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置平衡橋投入/退出應用研究

張碧然

（廣東電網(wǎng)有限責任公司河源供電局，廣東 河源 517000）

直流電源系統(tǒng)是變電站二次系統(tǒng)中的“心臟”，是變電站非常重要的組成部分，它的主要任務就是給繼電保護裝置、斷路器操作、各類信號回路提供電源。直流系統(tǒng)的正常運行與否，關系到繼電保護及斷路器能否正確動作，會影響變電站乃至整個電網(wǎng)的安全運行。為確保直流系統(tǒng)對地絕緣情況，需有絕緣監(jiān)測裝置對饋線對地絕緣報警、饋線接地選線、直流環(huán)網(wǎng)及交流竄電等故障進行反映。

一、直流電源系統(tǒng)

（一）直流電源系統(tǒng)結構組成

直流電源系統(tǒng)由直流監(jiān)控裝置、絕緣監(jiān)測裝置、采集單元、交流輸入單元、高頻整流模塊、降壓硅鏈（選配）、母線、蓄電池組、刀閘開關、防雷器、饋線單元、數(shù)字表計等器件組成。

（二）直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置工作原理

正常情況下，直流系統(tǒng)中正負對地是絕緣，當直流系統(tǒng)的正極或負極與大地之間的絕緣水平降到某一整定值或低于某一規(guī)定值時，稱為直流系統(tǒng)接地。一般情況下，一點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行，但如果不能迅速找到接地故障點并予以修復，又發(fā)生另一點接地故障，就可能引起重大故障的發(fā)生。

現(xiàn)直流電源系統(tǒng)新式的絕緣監(jiān)測裝置，均是采用平衡電橋原理，是為了查找直流系統(tǒng)中存在的絕緣降低或接地故障而人為在系統(tǒng)的正對地與負對地加入的兩個大小相等的平衡電阻。如沒有平衡電橋或平衡電橋取值不當?shù)南到y(tǒng)，系統(tǒng)電壓是無法準確反應出系統(tǒng)對地絕緣狀態(tài)。

（三）直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置技術要求

根據(jù)中國南方電網(wǎng)有限責任公司企業(yè)標準Q/CSG 《變電站直流電源系統(tǒng)技術規(guī)范》對直流絕緣檢測裝置技術要求如下:

1.絕緣監(jiān)測裝置應按直流母線分段配置，同一變電站內兩段獨立的直流母線應在主電屏上按母線各安裝一套同型號、獨立的直流絕緣監(jiān)測裝置。分電屏支路較多時，該分電屏也宜配置微機絕緣監(jiān)測裝置；

2.同一組直流母線只允許有一個平衡橋接地回路，設在主饋電屏上；

3.為了保證直流正、負兩極對地電壓的相對穩(wěn)定和平衡，正、負兩極與大地之間應并接平衡橋電阻。其阻值及功率要求如表1。

二、主流廠家配置絕緣監(jiān)測裝置的平衡橋

（一）珠海瓦特電力設備有限公司，直流監(jiān)控一體化，型號WDJ-1000-I,該產品平衡橋接地采用的蓄電池組輸出開關投切來控制平衡橋投退，缺點一旦發(fā)生輔助節(jié)點接觸不良就會造成蓄電池組輸出開關投切與平衡橋投退不對應；

（二）珠海泰坦科技有限公司，絕緣監(jiān)測裝置，型號TEP-G-E，該產品存在兩段直流母線并聯(lián)時，如需停一段直流電源系統(tǒng)時，該廠家設備不能自動退出檢修那段的平衡橋，還是兩段的平衡橋投入，需人為拔檢修那段絕緣監(jiān)測裝置的端子排；

（三）奧特迅股份有限公司，絕緣監(jiān)測裝置，型號ATCWZJ5-HL，該產品平衡橋投退與珠海泰坦科技有限公司相似。

三、直流系統(tǒng)平衡橋投退不正確的實例分析

（一）2019 年12 月18 日，某地一110 kV 變電站直流系統(tǒng)驗收時，發(fā)現(xiàn)某公司生產設備雙電雙充的直流系統(tǒng)，如需退出套直流系統(tǒng)，則應確保整套直流系統(tǒng)只有一平衡電阻在運行。否則兩個平衡電阻都在運行的話，將導致直流接地選線不準確。該型號設備的直流系統(tǒng)是通過蓄電池組輸出開關來判定平衡橋電阻是否投入。當進行模擬饋線接地時，直流接地選線不準確,經(jīng)檢查是蓄電池組輸出開關投切平衡橋的輔助節(jié)點安裝不良，導致輸出開關投切與平衡橋不對應。

（二）當進行雙電雙充的直流系統(tǒng)的其中一組蓄電池組核容放電試驗不滿足要求時，需另一套直流系統(tǒng)來帶全站直流負荷時，需長時間并列運行的兩段直流母線，按照要求應退出其中一組絕緣監(jiān)測裝置的平衡橋電阻和不平衡橋電阻的要求。現(xiàn)仍有部分生產設備廠家,未考慮到該要求。

故應推廣廠家在生產設備時，應考慮長時間并列運行的兩段直流母線，需退出其中一組絕緣監(jiān)測裝置的平衡橋電阻和不平衡橋電阻時，應有類似空氣開關的操作來進行投入/退出，并有節(jié)點信號輸出。或直流監(jiān)控系統(tǒng)程序來判定該站直流系統(tǒng)運行方式來確定是否需退出一組絕緣監(jiān)測裝置的平衡橋電阻和不平衡橋電阻，且應有硬節(jié)點信號輸出，確保直流系統(tǒng)電壓準確反應出系統(tǒng)對地絕緣狀態(tài)。

結語

綜上所述，加強對變電運行中變電站直流系統(tǒng)平衡橋的應用問題的研究，對于促進表變電站直流電源系統(tǒng)正常運轉有著積極重要的意義。相關工作人員需要了解直流電源系統(tǒng)的概況及加強絕緣監(jiān)測裝置檢驗工作，在日常工作中應對直流電源系統(tǒng)知識加以掌握和實際應用,充分了解其中所存在的各方面操作規(guī)范,就能夠切實有效的做到直流系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運行。