通过数字化变电站电压并列及时处理直流接地故障

陈哲 向琪 陈敏捷

摘要：介绍了数字化变电站技术和传统变电站电压并列的区别。利用一起220千伏变电站PT智能组件柜直流接地故障查找，对数字化变电站技术和传统变电站电压并列优缺点进行了分析和对比，利用数字化电压并列，大大缩短了直流接地处理时间，简化了工作流程，保障人身、电网安全。

关键词：数字化变电站 直流接地 电压并列 安全

中图分类号： U664 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）01（c）-0000-00

近年来，随着数字化变电站技术广泛的应用，其建立在IEC 61850通信规范基础上，由智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，能够代替常规变电站并完成相应母线二次电压的并列功能。随着电子技术和光纤通讯的快速发展，信号传输途径逐渐由光缆代替，这样的做法有许多优点。

1 传统变电站与数字化变电站电压并列对比介绍

1.1 常规变电站中电压并列

在常规变电站中，一般通过开关设备（母联断路器或隔离刀闸）的辅助触点与中间继电器构成的硬件触点回路完成二次电压的并列。常规电压并列/切换装置的缺陷主要在于开关设备辅助触点或中间继电器触点的接触不良容易造成电压并列/切换失败、保护误动、二次回路失压、和PT二次电压反充电等事故。PT二次电压在并列时，首先要操作一次设备，并列把手打到合位，隔离刀闸常开辅助触点、母联断路器串联后启动中间继电器，用中间继电器导通PT并列回路实现电压并列。

1.2 数字化变电站中电压并列

数字变电站中由合并单元（MU）通过软件逻辑判别机制控制母线电压并列。数字化变电站由“三层两网”构建，是按照IEC 61850标准定义的。即站控层与间隔层之间通过100 Mbit/s以太网共享信息，间隔层和过程层之间目前广泛基于过程总线的IEC 61850-9-2标准实现网络通信，由母线电压合并单元接收母线EVT的电压量和智能单元的开关量（包括各种断路器、刀闸的位置信息等），根据原来设定的判别逻辑实现电压并列，并列后的母线电压送到间隔合并单元，并在其中完成电压切换，从而选择合适的母线电压送至间隔层的保护测控、计量、故障录波等设备。

2实例分析

某大雨天晚上10点，某220千伏变电站直流接地报警，接地电阻为0Ω，正母对地220V，负母对地电压为0V，变电站220千伏为室外GIS设备。直流操作系统使用的是绝缘运行的方式，如果出现一点接地，一般不会有大的危险发生，但是必须进行及时处理，如果出现另一点也接地，继电保护就会出现拒动、误动的情况。在实际操作中，直流接地不仅会出现继电保护拒动、误动的现象，而且还会出现大面积的系统瓦解以及停电的现象。因此，在直流接地时，如果发生故障，一定要尽快查找原因，找到故障点，让它恢复正常的运行状态。直流接地一般采用拉路查找的方法，拉路查找法虽简便直接，但存在一定的安全风险。

在查找直流接地故障之前，必须认真分析发生故障的原因，进而确定查找的具体位置和目标。因为当天下大雨了，发生直流接地，具体分析应该是220千伏设备区发生直流接地，在查找故障原因时，通过直流接地故障探测仪器等相关设备，进行精细的查找，并且在允许的范围内，瞬间断开某一回路，观察该回路监察装置的表针、信号是否消失。如果观察结果没有消失，则说明回路一切正常，再断开其他回路进行精细的查找；如果观察结果是消失，那么可以说明直流故障点就在回路之上。在系统允许的范围之内，先断开可疑的回路，再按顺序断开其他回路；或者先瞬间断开运行回路，再断开已经运行多年的回路；或者先断开备用回路，再断开运行回路，再或者先断开比较安全的回路，再断开重要的回路。这样反复查找，就会找到故障点。

利用瞬间拉合空开，查到是220千伏II母PT智能组件柜直流接地故障，本站220千伏电压并列装置为南瑞继保生产的PCS-221N-G-H2常规母线电压合并单元，此时母联开关及刀闸均处于合位时，且母线1PT刀闸合位，满足电压并列条件，PT合并单元上“母联1合位”和“母线1PT隔刀合位”指示灯亮，将电压并列把手（4QK）打到“强制I母电压”，此时“母线2电压已并列” 指示灯亮，II母使用I母电压。因为数字站电压并列是软件并列，不管实际二次有无模拟量都可以并列，此时可以直接断开装置电源检查，最终查到原因是热交换器直流信号线碰到智能组件柜金属外壳，导致直流接地，通过处理，直流接地故障消失。

3结语

利用电压并列装置，大大缩短了直流接地处理时间，简化了工作流程，保障人身、电网安全。如果是传统母线二次并列，则需停用运行中的电压互感器，同时还要注意以下项措施： 必须进行相应的电压切换；停用相关的继电保护和自动装置； 防止反充电，拿下电压互感器低压侧熔断器； 低压负荷全部断开后，再断开互感器一次侧电源。不但不能第一时间处理故障，安全措施也很复杂。虽然在电力系统中，直流接地故障是不可避免的，但是在对直流接地故障进行分析、查找、總结中也发现，很多故障都是可以预防的。因此，在实际操作中，我们必须重视直流接地故障产生的原因、危害，并且用正确的方法对它进行处理，从而保障电网系统安全稳定地运行。

参考文献

[1] 黄灿，郑建勇，梅军等，基于 FPGA 的数字化变电站电压并列与切换设计，电力系统保护与控制，2010.

[2] PCS-221N-G-H2常规母线电压合并单元说明书，南京：南瑞继保电气有限公司.

[3]赖嵩汕，浅谈直流接地故障的原因、危害及处理，电源技术应用，2013.