发电厂交流窜入直流防范措施

发电厂交流窜入直流防范措施

张伦

（神华神东电力新疆准东五彩湾发电有限公司新疆五彩湾831700）

摘要：通过对历年全国交流窜入直流事故回顾、交流窜入直流跳闸原理分析、交流窜入直流系统的方式及危害原因分析，制定防范方法及措施。

关键词：交流窜入直流；跳闸原理；危害；防范方法及措施

一、历年发生的交流窜入直流事故情况：

1、2005年10月25日13时52分，内蒙古某发电公司发生一起因外委维护人员在消缺时，误将交流电接入机组保护直流系统，造成运行中的3台机组跳闸、500KV2台联络变压器跳闸、全厂停电的重大事故。

2、2008年7月华能巢湖电厂，因1号主变冷却器控制箱内工作电源I接触器端子过热烧坏，造成临近直流继电器烧坏，使交流窜入直流回路，造成1号主变高压侧开关跳闸，启备变高压侧开关跳闸，6KV、400V厂用系统全部失电，造成除220KV系统外所有设备全部失电。

3、2007年11月21日11时04分。青海330kV大石门变电站在现场施工过程中，由于安全措施不到位使工频交流量窜入直流系统，330kV侧I、II母WMZ-41B母差失灵保护受到工频干扰，失灵开入重动继电器动作，导致母线侧断路器全部跳开。

4、500kV大（同）房（山）双回线无故障跳闸。2009年6月22日10时01分，500kV大同二电厂一次检修人员在220kV升压站200乙开关端子箱内200乙-1刀闸交流电源开关处接电焊机工作电源时，误将交流电源引入00乙开关直流操作电源回路，使处于同一直流系统的大房双回线第一套光纤电流差动保护（MCD-H，日本三菱公司生产）失灵远跳开入回路受到工频干扰，MCD-H保护装置同时存在将远跳开入信号自动展宽为200ms的软件设计缺陷，导致500kV大房双回线房山变电站侧保护收远跳令动作，双回线跳闸。

5、2011年福建横门电厂，因施工人员在2877联络线汇控柜内误将交流电接入直流系统，造成1、2号机组相继跳闸。

6、2015年7月22日08：22，因交流电窜入直流回路，山西华能左权电厂1号发电机500kV出口断路器跳闸，6KV厂用工作1A段进线开关61A跳闸，启动快切装置正常，备用进线开关601A合闸正确，6KV厂用工作1A段母线运行正常。6KV厂用工作1B段进线开关61B跳闸，启动快切装置正常，备用进线开关601B合闸正确，6KV厂用工作1B段母线运行正常，厂用电源切换成功。

7、2016年07月10日4时48分，新疆一电厂在处理#1炉B密封风电机缺陷过程中，将备用开关投入，因该备用开关内交、直流端子与B原密封风机开关内端子位置不对应，造成交流电串入直流系统，造成励磁系统直流过电压中间继电器K30过压烧损，起励回路控制电源Q603跳闸，触发励磁系统直流过电压保护动作，机组跳闸。

以上案例为近年来直流系统因交流侵入导致事故的典型案例。以上案例可发现交流侵入直流系统的原因有三种：（1）.现场安全措施不到位，检修维护人员疏忽大意对线路进行错误接线，导致交、直流混接；（2）.备用设备未做试验存在缺陷，未做试验、未检查匆忙使用，造成交、直流混接；（3）.由于设备质量、老化等问题导致设备绝缘性能出现故障，引起交、直流回路短路。交直流混接短路将给电厂安全运行埋下巨大的隐患。

二、交流窜入直流跳闸原理：

1、交流侵入直流系统引起保护误动原因：

由上图可知：当控制电缆对地电容在0.13微法以上，交流窜入直流系统后，继电器动作功率为5W，出口继电器仍将误动（只能说5W继电器较2W继电器可靠性好一些，但并不能完全防止误动）。

三、交流侵入直流系统的方式原因及危害

1、交流侵入直流系统的方式、原因：

（1）工作人员误接线。由于现场接线复杂，工作人员很可能将交流线直接接到直流系统中，造成交流直接窜入直流系统。

（2）交、直流电缆绝缘下降或损坏。交、直流走线时，布线过近，电缆使用时间过长之后，容易绝缘下降或绝缘损坏，造成交流窜入直流系统。

（3）直流电缆对地电容过大。由于对地电容的存在，容易造成交流窜入直流，对地电容是不可能消除的，当电容值大于一定值时，交流电对分布电容充放电，电流超过继电器的动作电流，引起继电器误动作。

（4）开关质量不合格，直接造成交流窜入直流。

（5）备用设备未做试验存在缺陷，匆忙使用，造成交、直流混接；

2、交流侵入直流系统的危害：

（1）引起直流系统金属性接地，绝缘异常。

（2）引起厂站系统监控装置误发大量告警信息，而且频繁刷新。

（3）引起继电保护装置误动，尤其是变压器非电量保护的误动。

四、防范方法分析

1、降低电缆对地电容。（已投运电厂不好更改）

2、将电缆改为光缆。（已投运电厂不好更改，数字化电厂容易防范该问题）

3、采用“迫跳”回路。（因交流进入直流后3.2ms中间继电器动作出口，“迫跳”装置动作速度跟不上，所以意义不大）

4、保护装置采用防范措施：直跳回路的重动继电器可采用四方电气生产的CSN-11继电器或南瑞继保生产的NR0521A型继电器。（目前主流保护厂家均采用以上继电器防止交流窜入直流误动）

5、对全厂所有有可能引起交流窜入直流的回路进行排查，做出危险点预防，严防死守，防患于未然。

四、防范措施：（重点：对全厂所有有可能引起交流窜入直流的回路进行排查，做出危险点预防，严防死守，防患于未然。）

1、励磁系统易受外接220V直流影响的继电器，全部改为励磁屏自己整流供电的继电器。

2、直流绝缘监察装置必须按25项反措要求加装具有交流窜入直流报警功能的绝缘监察装置。

3、对全厂400V及以下回路，原则上除工作电源开关、备用电源开关、备自投外，其余控制均应采用交流控制，严禁采用直流控制，防止多处设备内交直流混用，造成交流窜入直流防范困难。

4、严防误将保护屏、端子箱内交流电（交流电流回路、交流电压回路、照明回路、驱湿保温回路、打印机电源等）接入直流系统（控制回路、信号回路），对交流端子进行涂色（红色）标准以示区分。

5、严防误将备用设备（交、直流接线错误设备）未做试验验证即投入运行。

6、防止交、直流共用一根电缆。

7、保护屏屏顶小母线应有防护罩（防止灰尘、异物、小动物等造成短路交流窜入直流）。

8、变压器冷却器控制柜、有载调压控制柜、油面温度计、绕组温度计等设备内既有交流动力回路，又有直流控制及信号回路，要经常检查防止因设备过热、人员误接线等原因造成设备误动。

9、断路器及刀闸机构箱内既有交流动力电源（储能电机电源、照明电源、驱湿保温电源），又有直流电源（控制、信号电源），要经常检查防止因设备过热、人员误接线等原因造成设备误动。

10、加强对控制电缆及电缆沟巡查力度。重点对接线端子发热、电缆积灰、电缆沟是否积水进行检查。（多余电缆或不用接线必须将接头包好）。

11、直流应急照明回路应经常检查，加大对检修、运行人员培训力度，严防误接线，造成交流窜入直流。电气每一位员工按自己所辖设备编写交流窜入直流危险点，编订成册，进行学习宣贯。