交流串直流的三個案例分析與對策

摘?要：通過對本廠交流串直流的三個案例的敘述，并對故障進行深入分析，論述了交流串直流所引發(fā)的保護回路故障，探討改進措施和解決對策，以保證機組的可靠運行。

關鍵詞：交流串直流;保護回路故障;故障分析與對策

工作人員誤把交流串入直流系統(tǒng)，這樣錯誤的做法會帶來很大的安全隱患，如果將交流電串入直流電系統(tǒng)，那么繼電保護的裝置會產(chǎn)生錯誤的動作而引發(fā)事故。所以，我們要認識交流串入直流系統(tǒng)的危害，這樣可以更好地運維生產(chǎn)現(xiàn)場。

1?交流串直流的三個案例

1.1?交流串直流的第一個案例

1.1.1?故障情況

2015年3月25日10時45分，#1主變高壓側(cè)5001開關跳閘，1B廠高變低壓側(cè)9102、6102開關跳閘，快切未動作;1A廠高變低壓側(cè)9101、6101開關未跳，手動分閘。查明#1機中壓系統(tǒng)無保護動作后，手動將6kV1A/1B段、10kV1A/1B段切為備用電源供電正常。

1.1.2?情況分析

調(diào)取DCS報警信息、SOE報警信息、機組故障錄波器信息，5001開關和9102、6102開關同時分閘，導致廠用電失電，#1主變高壓側(cè)CT與高廠變A、高廠變B高壓側(cè)CT均未見故障電流。

#1發(fā)變組保護無任何報警，出口繼電器均未動作，排除一次系統(tǒng)故障。通過檢查發(fā)變組動作報文、DCS操作記錄以及中壓開關室綜保裝置，發(fā)現(xiàn)同一時間內(nèi)保護無任何動作信號和操作命令。

5001、9102、6102開關分合閘控制電源都由直流110VB段供電，分析認為是B段直流電源發(fā)生了瞬時交流竄入，從而引起了5001開關和9102、6102開關同時跳閘。

檢查得知，當時#1機小修直流改造，#1機110V-1B段直流絕緣監(jiān)測裝置發(fā)故障報警，直流廠家在消缺過程中，誤將試驗導線碰到交流回路，導致交流電源竄入該段直流系統(tǒng)，造成5001開關和9102、6102開關同時跳閘。

1.1.3?整改措施

（1）對廠家施工人員安全交底工作不到位，未充分辨識危險源，沒有意識到危險點，由此要提高安全責任心，在試驗工作中，嚴禁使用交流電源，嚴防交流竄入直流。

（2）結(jié)合開關停運情況，升壓站500kV斷路器的分閘接觸器全部更換為大功率（額定功率大于5W）接觸器，同時更換新的非全相繼電器。

1.2?交流串直流的第二個案例

1.2.1事件經(jīng)過

2015年9月18日，泰州電廠#1機組調(diào)停期間，#1機組處于停機狀態(tài)，#1主變高壓側(cè)5001開關處于運行狀態(tài)，中壓母線由工作進線供電，啟備變高壓側(cè)開關5000開關處于運行狀態(tài)。

9月18日9：53?5001開關和5000開關跳閘，#1機組中壓工作電源和備用電源同時失電，柴油發(fā)電機啟動帶保安段運行。

當時正有外委維護電氣人員陪同運行人員對1C電動引風機的電加熱器電源開關進行送電操作。

1.2.2?原因分析

調(diào)取500kV故障錄波器信息顯示，9：53：07?5001開關和5000開關三相同時動作分閘。調(diào)取DCS歷史記錄曲線，發(fā)現(xiàn)5000開關和5001開關在9：53至10：12之間發(fā)生了多次合分現(xiàn)象。

5000開關和5001開關第一路分合閘操作電源取至直流110VA段電源。檢查該段直流絕緣監(jiān)測裝置，從9點53開始一直有交流竄入的報警，通過告警記錄查到交流電源從1C電動引風機直流控制電源支路竄入。

現(xiàn)場檢查，#1機10kV1A段的1C電動引風機加熱器回路改造，原直流繼電器接點斷弧容量小，于是將直流繼電器改為交流接觸器，用單相交流電作為控制電源，接線接好后，原直流繼電器由開關的輔助常閉點啟動，也就是開關在斷開位置對電機本體加熱，此輔助常閉點線未拆除干凈，與直流電源相通，拆除后線頭包扎不嚴，搭接到交流電源火線端子上，導致加熱器電源開關送電時，交流220V竄入直流控制回路，引起直流110V系統(tǒng)A段上的5000開關和5001開關第一路分合閘線圈頻繁動作，導致多次非全相分合閘。

1.2.3?整改措施

（1）加強直流系統(tǒng)管理，嚴防交流竄入直流，應做到現(xiàn)場端子箱封堵及密封條良好，控制柜及端子箱應避免交、直流接線緊挨著在同一串端子排上。

（2）提高安全責任心，做好拆線記錄，廢棄的線頭拆除干凈，無法拆除的線頭需套上安全壓線帽。只將加熱器回路直流繼電器更換為直流接觸器，解決接點斷弧問題，避免回路接線改動造成交流串直流。

（3）在接觸器替換中間繼電器前，應及時辦理異動報告、圖紙變更等手續(xù)，按要求進行三級驗收。

（4）四種人職責應到位。

①委外維護工作班成員在工作中應工藝嚴謹，做好拆線記錄，廢棄線拆除干凈，無法拆除的線頭需套上安全壓線帽，以上工作需兩人確認。

②工作票負責人應對工作內(nèi)容把關到位，對班組成員進行安全技術(shù)交底，監(jiān)護到位。

③工作票簽發(fā)人應意識到本項工作存在的交流串入直流的風險，在工作票安全措施上專項體現(xiàn)。

④項目負責人應意識到本項工作存在的風險，對工作全過程現(xiàn)場把控。

⑤5000開關和5001開關非全相多次分合，后續(xù)結(jié)對變壓器和開關進行針對性試驗，確保穩(wěn)定運行。

1.3?交流串直流的第三個案例

1.3.1?事件經(jīng)過

2017年3月3日14：46，#3機C修，電除塵PC3A段檢修結(jié)束恢復正常供電，運行在恢復的過程中，發(fā)現(xiàn)PTA相單片空開合上即跳開，打電話給點檢，點檢電話通知我一起去檢查，而此時我正在檢修發(fā)變組廠高變第一套保護，恢復臨時拆線，恢復后用萬用表測量電位，發(fā)現(xiàn)直流正117V，直流負接地，而且負電位有交流59V左右的電位，我接到電話后估計交流串直流與電除塵PC3A段恢復有關。

1.3.2?原因分析

2017年3月3日15：07，相關人員全部到電除塵五樓PC3A段，我測量了PT空開上下樁頭電壓，發(fā)現(xiàn)一端交流電，一端直流電，開關即合即跳。哪里來的直流電呢？經(jīng)仔細查看柜內(nèi)接線，發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)直流交流小母線有問題，對比電除塵PC3B段，正常每一根小母線上插有兩個公母全絕緣線鼻子，而電除塵PC3A段柜內(nèi)PTA小母線上插有三個線鼻子，KM小母線上插有一個線鼻子，經(jīng)分析，檢修工人在清掃該段母線時，造成一線鼻子脫落，但小母線所有接插線上無任何標識，檢修工人搞不清，未向繼保維修工反映，直接將KM電源小母線插頭插在了PTA母線上，當運行送電時，交流小母線帶電，導致交流電竄入直流負電源。

1.3.3?現(xiàn)場處理

申請短時停柜內(nèi)直流電，核對接線，保證KM母線上一根接線到直流電源，一根接線串接到下一個負載柜母線;拉開PT小空開，先核相，分清A相、B相、C相;確保小母線PTA一根線接至空開交流A相，一根接線串接到下一個負載柜母線;經(jīng)過耐心細致的對接線，進線柜內(nèi)每根公用小母線只有兩個線鼻子，每個線鼻子貼膠布注明+KM，KM，YMa，YMb，YMc，YMn。到當日16：18，故障處理結(jié)束，查看直流絕緣監(jiān)測裝置，交流串直流報文時間推算與故障時間吻合。

1.3.4?整改措施

（1）打標簽，將所有#3機PC檢修段進線倉的小母線貼上標簽，有效防止脫落后亂插。#4機C修時每段PC先貼好小母線標簽。

（2）現(xiàn)場的公母全絕緣線鼻子連接不牢固，易脫落，以后改造成可聯(lián)端子轉(zhuǎn)接。

2?對策

通過對我廠三起交流串直流的案例分析和采取的措施，提出以下對策：

（1）在發(fā)生直流接地時，不僅測量直流正負對地電壓，還要測是否有交流電壓串入，如發(fā)生交流串直流故障時，要立即處理，查看具有監(jiān)測交流串入的直流絕緣監(jiān)測裝置報文，查找故障發(fā)生時刻的運行操作和現(xiàn)場檢修，排查可疑點。

（2）對升壓站500kV開關及中壓進線的分閘繼電器，長距離啟動分閘的繼電器一律更換為大于5W的大功率繼電器。

（3）對繼電器線圈和接點分別是交流電和直流電的改造要慎重，盡量回路不動，只更換所需的元器件。

（4）作廢的直流回路線及交流回路線，要在源頭上清理干凈，沒用的線不能帶電，清理干凈，不留下寄生回路。

（5）處理問題要舉一反三，發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)小母線引線標識沒有，要及時補上，要清晰。

3?結(jié)論

結(jié)合電網(wǎng)防止交流串入直流回路規(guī)定和其他電廠及變電所案例，歸納總結(jié)如下：

交流串入直流回路的常見原因：交直流回路共用電纜;端子排潮濕凝露、雨水侵入、交直流電纜破損、誤碰、誤接線等原因造成交直流串電;系統(tǒng)一次短路電流串入二次回路。

防范交流串入直流回路造成保護拒誤動措施：（1）加強設計運行管理，避免交直流電纜混用、交直流輔接點混用。嚴防交直流回路共用一根電纜，控制箱不同功能輔助觸點應以空端子隔離。（2）加強保護用大功率繼電器管理，避免交流串入后保護誤動。廠站內(nèi)遠跳回路、失靈啟動回路、變壓器瓦斯非電量跳閘等回路應采用大功率繼電器，工作電壓采用直流110伏，繼電器動作電壓應在55%～70%的額定電壓之間。（3）規(guī)范端子箱和保護屏端子設計制造環(huán)節(jié)。交、直流端子排分區(qū)布置，取消保護屏內(nèi)的交流照明回路，取消柜內(nèi)打印機，集中一臺公用移動打印機。（4）合理規(guī)劃二次電纜敷設路徑，盡可能離開高壓母線接地點，做好戶外端子箱在雨季和臺風期間的密封、防水、防潮、防凝露措施。（5）加強直流系統(tǒng)運行管理，加強繼保工程施工安措管理和圖紙管理，避免人員誤接線造成交直流互串事故。做好繼電保護安措票上的安全措施和危險點分析，對外包工作，要抓實管細管嚴。

參考文獻：

[1]王軍.變電站交流串入直流系統(tǒng)的危害及其防范措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（32）：4142.

[2]蘇陽春.交流串入直流回路的危害與處理[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2007（9）：7374.

作者簡介：趙震（1976—?），男，漢族，江蘇鎮(zhèn)江人，本科，中級工程師，設備管理部電氣維護班長，研究方向：繼電保護。