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[摘要] 介绍了一起由直流寄生回路引起直流母线并列，导致220kV失灵保护装置空开跳闸的重大缺陷处理过程，分析了并列回路形成及空开跳闸的原因，并提出防范措施。 直流系统是电力系统的重要组成部分，其可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之一。现阶段，直流系统一般为两段独立蓄电池独立供电的运行方式，常因继电保护二次回路接线错误而引起直流系统的寄生及并列问题，严重影响变电站二次设备正常运行，甚至引起电网事故。本文分析了一起失灵保护装置开关电源空开跳闸故障，解除了导致全站直流母线并列的寄生回路，并有针对性地提出了防范直流寄生回路的措施，有助于提高电网的安全可靠运行。更多资讯尽在中国电工网。 某220kV变电站运行人员报失灵保护装置开入电源空开连续跳闸，保护发“开入异常、开入变位”信号。试送回开入电源空开后，装置无异常，但30分钟后该空开再次跳开。 一般，空开跳闸有两个原因：空开脱扣损坏和回路短路导致的空开过流跳闸。现场检查后，排除空开脱扣损坏的可能。由此可以确定开入直流回路有短路现象或在某特定时刻发生过流现象。本文从失灵保护装置损坏、开入回路短路、由直流寄生导致的特定时刻发生过流现象三个方面着手检查。 首先检查失灵保护装置及开入电源状况。由于该站失灵保护装置RCS-916开入回路均为光电隔离，而保护装置对开入光耦的状态有很强的自检功能，一旦检测到有故障就会报警，因此可初步排除装置开入点损坏的可能。经测量，失灵保护开入公共端电压正常（+55.90V，而该站直流系统电压为110V），可以暂时排除失灵保护装置故障的可能。 其次检查开入回路有无短路现象。经检查，所有一次设备状态与最近一次空开跳闸时一致。若开入回路存在短路，则空开在合闸后应再次跳开，但继保人员合上该空开后，空开没有自动跳开；同时，手动拉开开入电源空开，使用万用表欧姆档测量开入回路电阻为无穷大。由此可判断开入回路无短路现象。 最后检查有无直流寄生回路，是否存在由直流寄生导致的过流现象。经检查，失灵屏内所有间隔隔离刀闸开入状态与一次设备运行状态一致。然后逐一检查各开入回路，发现母联开关位置接点构成涉及母联开关辅助接点的串联和并联，接线复杂，因此从母联间隔开始检查否有直流寄生回路。 经测量，母联开关开入公共端(回路号：101)电压为+55.9V，母联开关合位开入（回路号：61)电压为+55.9V，母联开关分位开入（回路号：63)电压为0V。在解开母联开关开入回路前，为保持装置正常运行，需短接正电源端，将与现场一致的母联开关合位位置引入装置；然后分别解开母联开关位置开入回路的101、61、63接线，测得101的电压为+54.9V，61的电压为+54.9V，63的电压为0V，装置开入公共端的电压为+55.9V。由此可初步判断母联开关间隔开关的开入存在寄生回路。按照上面的做法，检查其它间隔的开入回路，结果均正常。 该站220kV母联开关为分相断路器，其合位开入应该将三相常开节点并联，同时至不同间隔的开入回路应该相互独立，如图1所示。但检查母联间隔汇控柜的101,61,63接线时，发现至失灵屏和母差B屏的母联开关合位的开入回路相互混接，现场接线如图2所示。由于母差B屏的开入电源来自#2直流屏，失灵屏的开入电源来自#1直流屏，因此当母联开关在合位时，常开节点A1,B1,C1,A2,B2,C2节点闭合，导致失灵屏和母差B屏的开入正电源并接在一起，造成#1、#2直流屏的直流正母线并列运行。 直流系统是对地绝缘的不接地系统，仅两段直流母线的正电源端并列运行是不能构成完整的回路的，所以该站必有导致负电源端并列的寄生回路存在。为此，对两段直流母线进行接地试验，试验结果见表1。 由表1可知，负电源端的寄生回路位于220kVCD线（施工中的扩建间隔）控制回路中。经检查，在220kVCD线保护屏一，两路控制电源的负电源公共端有混用现象。恢复正确接线后，再次进行直流负接地试验，试验结果与正接地试验相同，试验结果表明，导致两段直流母线正、负电源端并列运行的寄生回路已解除。 为了解流过两段直流并列回路的大电流的产生原因，必须分析该电流的出现时间。 失灵保护装置开入电源空开跳闸时，220kVCD线扩建工程正在进行调试，且两次跳闸均发生在220kVCD线开关分闸期间。当时母联开关在合位，两次分闸均成功，除失灵开入电源空开跳闸外，无其它异常。由于220kVCD线与运行设备相关的回路（如失灵回路）均未接入，因此可判定空开跳闸与220kVCD线开关分闸有关。 断路器分闸后，储能电机立即启动，从而产生很大的启动电流。由于启动电流持续时间很短，充电模块来不及响应，因此主要靠蓄电池提供。在两段直流电源完全并列的情况下，启动电流就由两段直流并列回路的蓄电池共同提供。一部分电流是储能电源所挂直流母线的蓄电池直接提供；另一部分通过寄生回路构成的并列回路由另一组蓄电池间接提供。并列回路上串有多个空开，失灵保护装置开入电源空开就是其中之一。经现场核查，并列回路构成及各空开型号如图3所示。 由于两组直流蓄电池配置相同（在储能电机启动瞬间可暂时忽略差异），且为并列关系，因此可认为两组蓄电池各提供一半的储能启动电流，即I1≈I2≈I3/2。 该站ZF6A-252/Y-CB型SF6断路器的储能电机为MA-C型直流电机，其额定功率为660W,，另外该站直流系统电压为110V，由此可得储能电机的额定电流为6A。由于该储能电机的启动电流为额定电流的2倍，因此在储能电机启动的一段时间内，流过断路器储能回路的电流约为12A。虽然为两组蓄电池配置相同，但其内阻存在差异，所接负荷也存在不同，因此并列运行时，电压低的蓄电池会成为另一组蓄电池的负荷，从而在两组蓄电池间产生较大的环流。在检查母联位置开入回路时，发现直流Ⅰ段正电压比直流Ⅱ段的高1V左右，由此说明此环流是由直流Ⅰ段正电源端流向直流Ⅱ段的。又由于220kVCD线储能电源取自直流Ⅱ段，因此此环流在220kVCD线储能时会增大流过正电源并列回路的电流，使之大于6A。
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