变电站直流系统寄生回路的排查方法研究

黄勇

（雅安蜀能水利水电有限责任公司，四川 雅安 625000）

1 变电站直流系统寄生回路的产生原因分析

直流系统寄生回路可以简单分成混电源和直流接地两种，前者较为复杂，是两套直流系统之间混线或是交直流系统的串扰，后者则为电缆芯线的绝缘降低，形成地网寄生回路，这两种寄生回路都会紊乱直流系统的正常运转。目前大多数变电站采用双套直流电源屏，每个直流屏上都有一个独立的切换开关。当因接线错误导致多余回路产生时，寄生回路产生，下面就简单分析寄生回路产生的原因。

1.1 直流系统间混线导致的寄生回路

当变电站两套直流系统之间两对正负极之间出现单个接点电气连接现象时，如：直流屏1的正极与直流屏2的负极之间电源出现混线后，就会产生寄生回路。当两套直流系统的两对正负极之间出现2个接点电气连接现象后，也会产生寄生回路。如：直流屏1的正极与直流屏2的负极、直流屏1的负极与直流屏2的正极之间均出现电源混线，于是就产生了寄生回路。

1.2 交直流系统之间串扰产生的寄生回路

当一套直流系统与交流回路之间出现电气连接，那么就会产生寄生回路。

1.3 直流接地产生的寄生回路

直流系统的某点出现接地现象后，寄生回路产生。

2 排查方法

2.1 直流拉偏法

在对变电站直流系统寄生回路的排查中，采用直流拉偏法能确定直流系统的一二段是否存在寄生回路，其方法为：检查变电站两个直流系统绝缘电阻正常且对地电压为母线电压的一半左右，在一段直流系统的负对地接一个10kΩ的电阻，这次只需要测量该一段直流母线负对地电压以及二段母线负对地电压，若二段母线负对地电压始终保持不变，那么这两个直流系统的一二段之间不存在寄生回路；若二段直流母线负对地电压出现下降，且其与一段母线负对地电压相接近，那么说明存在寄生回路。

2.2 直流钳形表法

当采用2.1方法确定变电站直流系统一二段之间存在寄生回路，那么需要继续确定寄生回路所存在的具体地方，直流钳形法则是缩小寄生回路查找范围的一种有效方法，其原理为：当某一直流负载内部有寄生回路，那么从正极流出的电流与负极流回的电流之间存在差值。该方法的缺点是对于二段直流系统对地绝缘较好且电阻＞100kΩ的系统无效，无法正确进行寄生回路位置的缩小和排查。例如：当直流系统对地绝缘较好，电阻为110kΩ，那么寄生回路就会产生1mA的电流，目前最高灵敏度的直流钳形表的分辨率为毫安，在大地磁场以及周围各种因素的干扰下，直流钳形表的电流分辨率为2mA左右，所以，当绝缘较好且接地电阻较大时，无法通过电流差排查到寄生回路的具体位置。另外，在大型变电站中，采用直流钳形表进行排查，受到直流分屏电缆众多等因素的影响，需要设计多个直流支路表，设计到上百个回路，工作量大，且风险较大，故而也不适宜采用直流钳形表进行排查。

2.3 直流漏电流法

将直流钳形表与直流漏电流法结合起来排查寄生电路。若以人为方式在寄生回路中产生一个直流电流，那么需要在两个直流系统上都增加一个对地电阻，并保证将增加的对地电阻产生直流寄生电流值控制在4mA左右，这样，就不会导致寄生回路出现继电器动作。因为4mA电流在110V直流全电压下的动作功率为0.44W，继电保护的动作功率≥5W，因此这不会使继电保护装置发生误动。若在负极上有寄生回路，此时只需在一段直流正对地接一个10Ω电阻，在二段直流负对地接一个10Ω电阻，就可以产生寄生电流，从而进行寄生回路的排查。确定好寄生回路后，加接周期性的对地辅助电阻，这样就可以使得寄生回路产生周期性的直流电流，接着采用直流钳形表法就可以查找出寄生回路。

3 案例分析

变电站直流系统的寄生回路排查时涉及面广且危险点众多，故而必须谨慎思考，制定完善的排查方案。某电网公司对500kV的48座变电站进行直流系统寄生回路的排查，重点检查是否存在并联寄生回路，结果发现A变电站出现直流母线数值的异常情况，后采用高内阻万用表发现其负一段和正二段之间存在寄生回路，接着制定排查方案，查找寄生回路。通过分析，该变电站可能出现的寄生回路如图1所示。在尽量不影响电力自动化系统运行的情况下，拉开直流屏上的1段输入空气小开关，实测直流系统，若此时直流恢复正常或是有明显好转则表明自动化系统中存在寄生回路。经过检查发现了3处寄生回路，产生的原因分别为：外部二次回路接线的错误导致了寄生回路，自动化直流电源接线缺陷导致寄生回路，蓄电池绝缘不良引起寄生回路。要想消除直流系统寄生回路，必须制定完善的排查方案以及预防技术措施，确保排查工作的安全，将寄生回路排查出来后，了解原因，并针对性解决，消除寄生隐患，确保电网的安全运行。

结语

寄生回路对于变电站直流系统的安全运行有重要影响，直流系统负载较多，做好其安全管理工作关系到电力系统的运行稳定。寄生回路一般是在变电站建设和改造中产生的，在变电站建设之初要做好相关预防工作，确保每一方面的严谨规范，在源头消除寄生隐患。在排查寄生回路中，则需要根据实际情况制定完善的排查方案，合理将多种排查方法结合起来运用，快速、准确、安全的排查出寄生回路。

[1]甘生霖.变电站保护传动引起的直流接地现象分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（33）.

[2]魏君晓，申梅，龙晓华，等.变电站验收过程中直流接地故障原因分析及处理[J].青海电力，2015，34（01）：66-67.