浅谈继电保护现场工作中故障查找的若干方法(教材).doc

浅谈继电保护现场工作中故障查找的若干方法罗志平 (湖南省电力公司超高压管理局, 长沙, 410015 ) 1 引言继电保护是电力系统技术性较强的一个专业，特别是对于继电保护二次回路的故障查找，仅仅依靠检修人员手中的万用表及摇表等简单的常规测试工具，若想及时迅速的查找判断故障点，并不是一件容易的事情，不仅要求我们有扎实的理论知识，同时也需要一定的现场经验。如何利用我们手头的简单测试工具及经验方法，笔者根据工作中碰到的各类故障，总结出一些故障查找方法，以供各位继电保护现场检修人员参考.2 故障查找方法2. 1 替代法用正常的或认为正常的相同元件或插件代替怀疑的或认为有故障的元件或插件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护插件故障,或者一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。如220 kV 母联FCK-851 许继微机充电保护装置显示面板黑屏,且不打印任何故障检测报告,很难判断是什么故障。正好站内还配有相同型号的保护装置,取各插件相应对换,查出故障在逆变电源插件上。用此项方法, 注意的地方：一是要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。二是看看运行的插件或继电器替代前是否需要采取一定的措施，如电压切换插件需要将电压短接，电流变换插件或继电器需要短接电流防止开路，有的插件还需退出电源，纵联保护需要退出对侧保护等，三是要注意有些同厂家具备不同型号的，例如四方公司CSL160系列线路微机保护便需要试验确认，许继四方与北京四方、南京四方的开口三角电压极性端子正好相反，甚至许继四方的不同期CSL160产品，开口三角电压极性端子也是相反，因此须在外部加电压进行极性核对才能确认，不能单单依靠说明书来确认。如逆变电源插件需要检查各输出的弱电是否一致，高频收发信机插件有些和频率有关的便不能更换。2. 2 电位测量法图1 断路器控制回路原理图（A相）图2 控制回路断线信号回路图通过对二次回路各节点直流电压、电位变化的监视来确定从哪一点开始出现故障。此法主要用于查开关的控制回路断线、拒分、拒合、位置指示灯不亮等控制回路或光字牌不亮等信号回路中一些故障。如某一线路开关在合闸状态,但控制回路的指示红灯不亮或开关拒分。如图1 接线,图中TBJ为防跳闭锁继电器,HQ 为合闸线圈, TQ 为跳闸线圈，TWJ为跳闸位置继电器, HWJ为合闸位置继电器，DL为开关辅助节点,4D1 和4D62 分别为正、负电源。结合图1、图2,如果控制室发出“控制回路断线”光字牌，在905回路对地电位测量为+110V，说明操作箱内TWJ跳闸位置继电器和HWJ合闸位置继电器常闭接点均已接通，如断路器在分闸位置，则在7A、7B、7C回路处测量对地电位，如全部为-110V，则是TWJ跳闸位置继电器接点损坏，如任一路电位为+110V ，假如7A 4D77 端子对地电位测量为+110V，则可能是测量开关DL辅助接点不通或HQ跳闸线圈损坏，再测量D7 端子对地电位如果为-110V，则初步判断为开关DL常闭辅助接点不通或此处连接线不通，再直接检查DL常闭辅助接点两头电位来判断是否为辅助接点问题所引起。图3 开关控制回路原理图如某一线路开关在分闸状态,但控制回路的指示绿灯不亮或开关拒合。如图3接线,图中KB为防跳闭锁继电器,HQ为合闸线圈,KTP为跳闸位置继电器,GN为开关指示绿灯, KK为万能转换开关,DL为开关辅助节点,节点1和2分别为正、负电源。结合图3接线,从图4可明显看出,对地电位正、负发生变化的环节是故障最可能发生的地方。图4 查找开关拒合或绿灯不亮故障的电位变化对照图2. 3 分段查找法有时候对于两个及以上的部分组成的整体，如果它们之间的联系较为明显和简单，可采用分段查找的方法，例如220KV控制电源绝缘不良，需要判断绝缘薄弱点在何处，但控制回路涉及面较为广泛，包括保护屏的分相操作箱及场地的断路器机构箱其中的诸多控制回路，但这两个部分联系较为明显，可采用分段进行绝缘摇测，参照图1，可在保护屏断开至机构箱内的正负极电源101、102回路及7、37跳合闸回路，如果压力闭锁回路是采用分相操作箱内继电器实现，则还需断开该回路，然后进行绝缘摇测，即可判断是控制室的保护屏内还是场地的机构箱内绝缘不良，这样可大大减少查找时间。如果是控制室这一段绝缘不良，则可继续采用分段法进行查找，可以区分是本保护屏内和保护屏外的如失灵、母差跳闸回路及测控或控制屏受合手分回路存在绝缘不良。光纤保护通道告警时,通常也是采用分段查找的方法进行，可分别在两端通过自环来确定故障点。在专用光纤通道方式时,检查装置本侧光纤跳线自环,若正常,则本侧装置无问题,对侧也通过自环来确定是装置还是通道故障;在复用方式时,则通过本侧光自环来排除本侧装置问题,然后本侧复用接口装置用电自环来排除复用接口装置至保护室通道的问题,对侧也如此,若排查装置都无问题,则和通信人员一起检查PCM 机之间的通道。 2. 4 同类比较法 通过正常与非正常设备的各类参数对照,从不同处找出不正常设备的故障点。此法主要用于查认为接线错误,特别是无图纸或接线号码筒标识错误等情况；在进行回路改造和设备更换后二次接线不能正确恢复时,可参照同类设备接线。如更换断路器机构箱内压力闭锁继电器及接线后,出现开关不能正常分合故障。一般来说是二次线在恢复过程中接错了。为了尽快找到原因,可参照相邻线路断路器机构箱(注意为相同型号下接线是相同) 的接线,根据其线头号码筒上的编码及接线位置一一对照找出不同点,就很容易发现错线所在。如号码筒标识错误，可测量电位来加以判断。保护带负荷试验难以确认数据正确与否,可从同类已运行的设备上读取数据,如只动了其中一组或几组电流，也可参照未动的那几组数据进行比较。从中找出不同的地方，如某一套保护换型或者两套保护换型，只涉及换型的TA回路。如母差保护投运变比接错、极性接反、相别接错均可通过与其它组别的电流进行比较，即可得出结论。举例：响水坝变1#变510带负荷发现A411电流偏小、A421电流偏大（相对于A431来说），相位相同，而其它各组各相电流大小及相位均正常，A411电流与A421电流之和又基本是A431的2倍。经分析A411电流与A421电流电缆芯可能存在绝缘破损情况，TA停运后检查发现B相端子箱至TA的电缆A411与A421两根芯之间绝缘不良导致（启示：电流回路摇绝缘注意断开仅仅断开该组接地点）2. 5 短接断开法将回路某一段或一部分用短接线人为短接或断开,来判断故障是存在短接线或断开线范围内,还是其它地方,以此来缩小故障范围。此法主要用于刀闸操作及电气闭锁、电流回路开路、切换继电器不动作、判断辅助及转换开关、切换把手的接点是否良好等。对于该闭合而未闭合的接点采用短接法，不该闭合的而闭合了的接点采用断开法。举例：如下图所示：220KV线路刀闸闭锁回路经过线路刀闸两边地刀03G-1、03G-2、断路器ABC三相位置及测控屏输出的逻辑闭锁接点进行闭锁，由于BS1、BS0通常闭锁刀闸操作电源的零线回路，没有电源可以测量，可以通过人为短接的方法模拟辅助接点接通，最后可以判断出是具体的接点不通 。图5 刀闸电气闭锁简要原理图2. 6 逐项排除法将并联在一起的二次回路顺序脱开,然后再依次放回,一旦故障出现,就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路,直至找到故障点。此法主要用于查直流接地,掉牌未复归,交流电源空开送不上等故障。如电压互感器二次熔丝熔断,回路存在短路故障,或二次交流电压互串等,可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离,此时故障消除。然后逐个恢复,直至故障出现,再分支路依次排查。如场地刀闸操作电源空气开关合上即跳闸,则可通过依次拉开各间隔电源,并结合观察空开情况变化来缩小故障范围。如直流接地故障。先通过拉路法, 拉路寻找，分段处理,变电站查找直流接地一般采用拉路法，装有微机绝缘监测装置可采用该装置辅助查找。(1)先查信号和照明部分，后查操作部分。(2)先查室外，后查室内。(3)直流系统充电装置、蓄电池、馈线屏。确定故障在总信号回路,还是总控制回路,或哪条线路的分控制回路等。再将接地支路的电源端端子分别拆开,直至查到故障点。对于同极多点绝缘下降采用拉路法亦无法正确判断，全部退出工作电源则更不可能。随后我们采用电源替代法逐步解决多点接地这个问题。电源替代法 电源替代法是人为将正常工作电源接入被怀疑的故障支路输出端，如图1所示： + + 输入端(母线侧) K 输出端（负载侧） +正常工作电源 图 6将图1中K断开，再利用万用表监视系统正极或负极对地电压是否改变来判断接地支路。采用这种方法，它能快速判断接地故障点。通过实践，这种查找方法得到了肯定，但这种查找方法在操作上不能保证安全可靠。注意：此法需在变电站有两组独立的蓄电池系统，且完全分开，加之该段直流通过拉路无法找到接地点，或者无法退出的直流电源，如第一组控制电源，不是双位置切换的切换电源，包括各间隔和双母线母线电压直流切换电源等举例：云田变直流接地查找目前，采用直流接地探测仪，一般来讲也是采用逐项排除法，逐个支路进行探测，如发现是该支路，再对其分支路进行逐项排除，注意的地方就是要断开环路，如联络开关等 2. 7 经验判断法现场中，我们经常碰到此类情况，如变电站装配有两套电压为220V的直流电源系统，正常运行时两组直流电源及所带负荷相互之间没有电气联系。如果不慎将第一组直流系统的正极与第二组直流系统的负极短接，则两组直流系统的电压与短接前相同，I段正极对大地电位为+220V，II段负极对大地电位为-220V，I段负极与II段正极对地电位均为零，原因如下：如果出现I段直流正极与II段直流负极混在一起，如下图4：直流I段正极和II段负极均发直流接地信号，如果图4中B点与C点之间电阻为零，即直接连接，根据叠加法原理，如图4直流系统示意图所示，则出现B点与C点对地电位为零，出现直流I段正极和II段负极均发直流接地的异常情况。 图7 两段直流系统共极环网简要示意图图8 保护出口原理图倘若在机构箱内改动了接线，不慎将第二路与第一路负电源接反。如图中所示：在开关传动过程中，保护虽然正确动作，但开关不能跳开，同时发直流I段正极及直流II段负极接地信号，根据经验可以判断两段直流混在一起，导致跳闸线圈TQ不能正常励磁。检查该跳闸回路正负电源 是否取自同一段直流。2. 8综合分析法 图9断路器机构箱非全相启动回路根据故障现象进行综合分析,可初步判断出问题的部位,再查找故障原因。如一条220 kV 线路保护做A相单跳单合开关传动时,发现第二路控制电源空开跳闸，直接三跳没有发生此类现象，再做B相单跳单合开关传动时,发生同样现象。初步判断只要断路器三相位置不一致时第二路直流便发生短路现象，综合分析可以判断在非全相回路存在问题，结果发现如图中所示，由于非全相时间继电器长时间励磁已烧坏线圈导致线圈短路，从而只要在非全相位置，直流II段正电源便通过SJ时间继电器线圈与负电源短路，跳开空气开关。图10 断路器位置指示灯回路图 结合图1所示，某220KV变电站新增一个220KV间隔，工作人员在该间隔全部完成接线后，并在对直流控制电源对地摇测了绝缘正常后，在两路直流均送上，合上开关后便发直流接地信号，直流系统绝缘装置显示直流II段正极接地、直流I段负极接地，根据经验判断该间隔两路控制电源存在混淆现象，如根据分段查找法断开保护屏与场地机构箱接线，分别在场地A、B、C三相机构箱和保护屏对其两路直流之间进行绝缘摇测，一切正常。通过以上的几种方法均不能发现问题，结合经验判断法进行思考，拉开电源，一切正常，送上直流电源并合上任一相或三相全合上便发生直流混淆问题，可以初步判断并不是上例所说的非全相回路造成，同时和断路器位置和送上直流均有关联，进一步判断并不是断路器辅助接点直接造成，如果给上直流电源，合闸位置继电器通过断路器辅助接点接通跳闸回路而励磁，便出现此情况，说明很有可能和合闸位置继电器有关系，由合闸继电器接点导致控制电源混淆的很可能是测控屏红灯回路。经过仔细检查，发现测控屏红灯上配线接错，接至了第二路控制电源。举例1：如220KV某间隔测控屏KK把手一根线（手动跳合闸正电源）线头因压坏而直接碰到外壳，控制电源给上后发直流全接地信号，测量直流正电源对地为零伏，可以判断直流某一正电源直接接地，常规的做法是通过摇表对控制回路通过分段法（将控制室部分与场地部分分段）进行摇测，这样肯定能找出问题，但是较为繁琐，因为控制回路较多，特别是到机构箱的回路需断开正电源外，还需断开跳合闸回路、压力闭锁回路、负电源等，通过我们的经验，可以进一步判断肯定是如母差、失灵、断路器机构、遥控复归、保护屏中的正电源出线的某一根直接碰到地回路，我们只需用万用表测量这几根正电源出线对地的直阻，如某一根为零即可发现问题举例2：信号电源直流接地查找，需断开常闭接点发信回路，如信号回路701正电源接地，摇测其绝缘时需断开常闭接点回路，如压力闭锁回路、控制回路断线、直流失电等信号回路还有一种情况是：缺陷出现一次或几次便消失，如果没有任何信号或记录便难以分析和处理，此类情况需要分析，或者根据微机装置记录的电流、电压、开入或后台的遥信量进行分析。举例：艾家冲一晚上四条线路的光纤保护通道在同一时刻告警，经分析，四条线路光纤通道的共同点便是出问题的地方，站内设备没有一个这样的共同点，缺陷肯定出在线路光缆上，后经通信部门确认，线路某处光缆被挖断导致。举例：某变电站两条220KV线路保护同时告警，几秒钟后便消失，经打印采样值发现，两个间隔均是交流电压突然全部变成零伏。而两条线路分别运行在不同的母线上，母线其它线路的电压均无异常，两条双回线路电压切换采用的为WXH-11保护中YQX-11单位置继电器，直流消失后继电器不能保持，缺陷无法还原，只能综合分析，问题出现在直流切换电源上，而且是两个间隔直流切换电源的共同点，最终在220KV线路保护接口屏内发现两条线路的直流切换电源取自同一端子，用螺丝刀紧其中正负电源的螺丝，发现其中一正电源端子螺丝松动。2. 9 顺藤摸瓜法从出错点开始查找，直到检测到出现正常现象的位置，一环紧扣一环的查找，例如光字牌亮或保护屏发告警信号等可根据异常点顺藤摸瓜去查，上面段落中的电位测量法大多是结合此法进行查找，还有的情况的是在直流或交流电源均断开情况下，用万用表电阻档去顺藤摸瓜式的一步一步检查，此法可以检查诸如刀闸及断路器的辅助接点、刀闸操作控制回路、由继电器和串接的一些接点组成的回路。举例：某变电站110KV母线II母TV预试后将B相其中用于开口三角电压极性接反，导致送电时产生200V左右的零序电压，在110KVII母送电后运行人员未发现该母线电压异常问题，继续倒闸转负荷，倒闸过程中发现110KV母线I母TV电压异常，运行人员经检查TV端子箱内B相电压空开跳开，在合上空开后过几秒中便缓慢跳开，通知检修人员到现场处理，开始怀疑是空开损坏，便更换了相同容量的空开，结果还是如此，在端子箱内断开该电压回路，用万用表测量B相对地阻抗，只有3欧左右的直阻，分析B相电压回路绝缘存在问题，（原因可能是倒闸过程中电压切换回路同时动作后II母零序电压加在110KVI母电压产生较大的短路电流造成接点损坏），顺着B相电压至每个间隔的回路查找，最终在110KV 506间隔内发现电压切换插件损坏，导致B相电压切换接点绝缘不良。2. 10 直观检查法如果直接看到线圈烧坏，线头脱落等；如高频交迅不正常，测至结合滤波器上桩头，收对侧正常，打开结合滤波器准备测量下桩头，发现高频电缆接在滤波器内的芯线断线。另外，运行或检修人员操作或改动了什么东西然后造成一些缺陷，就可直接检查这些变动的内容是否存在问题。 在操作断路器命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。举例：民丰变有一次发生直流接地，连续几天每天早晨约个把小时左右的时间发生直流负接地，我们检修人员连续三天赶往现场均无功而返，直流监测仪有记录，但没有报出来是那条支路存在问题，后来我带队守株待兔，等到早上那个时间，直流又发生接地了，我们把各直流分屏倒一下负荷，从其中一段直流倒到另一段直流，找到了其中一块直流分屏，再采用便携式直流探测仪检测到该分屏的一条支路，找到了该间隔，还没有测完，直流缓慢的再恢复，到断路器三相机构箱内看看，其中一相机构箱箱顶往下滴水，正好滴在其中一组跳闸回路的回路电阻上，其固定电阻的绝缘垫沾了一些水，把水全部弄干净，直流绝缘消失，原来是机构箱顶密封存在问题，每天露水积累滴进箱内导致，因为露水滴完后绝缘慢慢恢复导致的特殊现象。2. 11 带负荷检查法图11 电压互感器开口三角按a头接地的接线图图12电压互感器开口三角按a头接地的相量图对于新建变电站或更换PT，需要对电压互感器进行二次核相和极性检查，特别是用于开口三角电压的三次绕组，其极性和接线容易出错，其中电压互感器二次和三次电压为57V、100V，根据相量图可得出A601-N600、 B601- Sa601(B相) 、C601- UC*、L601- N600电压分别为57V、86V、42V、200V，实际上B601- Sa601(B相)电压应为157V，判断为B相极性接反；亦可通过钳形相位表或录波图看出L601- N600相位正好与UB相差180度，大小为200V，正好等于2Ub也可证明三次绕组B相极性接反，无须一次设备停电即可处理完毕。图13负荷电流相位测量图某220KV线路间隔进行了TA端子箱更换，检修人员将计量二次绕组接线线头号码筒弄错，当时系统一次潮流为送有功P=86.6 MW，送无功Q=50Mvar ,负荷电流I=240A，TA变比为1200/1测量出各组数据分别为（以UA 为基准）UA超前各回路编号相位如下：实测数据 应改正接线A461/ 6S1 （330度） A461 （330度） 应改为 N461/12S2 B461 /12S1 （210度） B461 （210度） 应改为 N461 / 6S2 C461 / 18S1 （90度） C461 （90度） 应改为 N461”/ 18S2N461 / 6S2 （30度） N461 （30度） 应改为 A461/ 6S1N461/12S2 （150度） N461 （150度） 应改为 B461 /12S1 N461”/ 18S2 （270度） N461” （270度） 应改为 C461 / 18S1电流回路绝缘不良造成负荷数据不对，举例1：沙坪沙星I线送电时，其中一套线路保护线路带负荷数据相电流均正常，但零序电流较大，且不随负荷电流变化而变化，当时只送了一台边开关，中开关还未合环，经分析该组电流回路存在两点接地，或者其中一点对地绝缘不良，经在和电流处短接运行边开关电流，发现恢复正常，再断开中开关电流回路连接片，最后发现中开关B相TA二次盒内非极性端线头破皮碰到外壳，导致零序电流产生电流，因为地电位差异。带负荷检查注意的地方：带负荷检查是我们检验和改造工作的最后一个环节，也是我们发现交流回路问题和缺陷的途径。我们必须做到在这一步骤中注重以下几个方面：一是选择好参考对象，如测量相位的参考电压，我们一般选择A相母线电压，如果没有电压，亦可选择电流，但最终必须选择同一参考点；二是必须弄清楚一次潮流的走向，如果本开关的不能作为参考，需选择对侧或者本侧所对应的串连开关或几个断路器潮流之和。同时我们应注意所测二次电流电压的大小、相位要与一次潮流相一致。3 结束语电力系统的继电保护装置及二次回路故障类型多种多样,处理故障使用的方法也应随故障情况而变。但无论处理何种故障,关键在于工作人员须掌握一定的理论知识，具备较强的继电保护概念，在工作中融汇贯通,再通过不停地积累经验,分析总结,故障查找技术水平一定会很快得到提高。以上是笔者在实践工作中常用的几种故障处理方法,仅供各位专家及同行参考。查找故障应该注意的地方：1、 谨慎使用万用表误将万用表“电阻档”当成”电压档”测量，500KV星城变送变电主变跳闸；江西500KV母差保护误动，在边开关断路器保护试验时误将万用表“电阻档”测量启动断路器启动母差回路，在跳闸回路中短接合位继电器电阻导致误动；冷却器误将万用表测量AB相之间的交流电压2、 电流回路的工作，尤其是接入差动回路的电流回路或者串接较多的回路处理举例：白马垄变主变低压侧10KV开关插件更换时，将电压回路插件误碰电流插件，导致主变差动电流达几十安而动作，福建500KV福州变过负荷异常处理时主变A、B屏该电流为串接，在未短接完全的情况下，加电流试验导致另一套保护跳闸。3、 注意查找故障的仪器设备的可靠性如钳形相位表、万用表、摇表、微机测试仪、直流接地监测仪、选频表、振荡器等是否可靠 变电站中直流系统存在的环网问题及解决办法罗志平 (湖南省电力公司超高压管理局, 长沙, 410015 )摘要：介绍了变电站中二次设备的直流系统运行方式改变给继电保护带来的影响，列举了实践工作中因二次寄生回路或接线错误而引起的三类直流电源环网问题，以及针对此三类直流环网问题提出了相应的解决办法，在解决第一类环网问题巧妙的借助了便携式直流系统接地故障定位装置，并简明分析了形成直流环网的具体原因，指出了现场实践中存在的问题，同时指出了辐射式直流供电设计对于查找直流环网问题的优越性。关键词：蓄电池；直流环网；二次回路；绝缘；1前言近年来随着电网的发展，在系统中占据重要地位的变电站二次设备的直流系统也暴露出很多问题，直流电源是电力系统的重要组成部分，是继电保护的控制核心，所有继电保护装置的工作电源都是用直流电源，而且，许多大的电网事故发生都和直流系统出现的问题存在关系，对一个变电站来讲，直流是一个公用部分，直流某一点有故障，将影响整个站保护装置的安全运行，直流系统在变电站中的重要地位不言而喻。但是，原来的变电站直流系统老化，特别是220KV及以下的变电站，基本上都是一段蓄电池向全站二次设备提供电源。因此，系统中不断开展直流整治活动，直流系统不断得到更新。但是在由一段蓄电池改善为两段独立蓄电池独立供电的直流运行方式改变后，经常会因继电保护二次回路接线错误而引起直流系统的各种环网问题，从而反过来严重影响整个变电站的二次设备正常运行，甚至会引起更大的电网事故。220KV变电站直流运行方式如图1，在图1中，站内直流两段小母线均由一组蓄电池提供，为了提高变电站二次设备的直流电源供电可靠性，改造后的直流系统运行方式一般为图2所示1。但是如果变电站二次回路中如果存在寄生回路或接线错误，均会引起两段直流的各类环网，从而影响直流系统的正常运行和继电保护的正确动作2。图1 一组蓄电池相控整流装置运行方式示意图Fig. 1 Sketch of Operation Mode in One Storage Battery Phase-controlled Rectifier 图2 两组蓄电池高频开关电源装置运行方式示意图Fig. 2 Sketch of Operation Mode in Two Storage Battery High-Frequency Switch Power2 第一类直流环网问题及其解决办法最常见的直流环网为两段直流系统共正极或共负极运行，甚至两段直流正极和负极均连接在一起，此类环网形成的原因一般是因为二次回路存在寄生回路，导致共极运行。例如断路器跳合闸回路、电压切换回路中容易发生此类问题3。即使直流系统采用图3中两段直流的母联开关断开的运行方式，如果其中一段直流发生接地情况，就因为两段共极会造成整个系统接地。众所周知，直流正极接地或负极接地均可能造成继电保护误动或拒动的可能。可见直流共极现象必须解决，我局维护的220KV变电站在直流系统由原来的一组蓄电池供电改造为两组独立的蓄电池供电的运行方式，共有8个站存在不同程度的共极现象。要解决此类共极问题，我局采用了如下技巧：即正常运行时模拟一段直流发生高阻接地，借助便携式直流系统接地故障定位装置查找的方法。此法在寻找二次回路中存在的共极寄生回路的实践中行之有效，解决了我局维护的8个站中二次回路寄生回路引起的直流系统共极运行问题。两段直流母线如果并列共极运行，因为两组蓄电池出口电压不等，在两组蓄电池内部形成环流，严重影响蓄电池使用寿命。两段直流母线如果没有严格分开，存在共正极或共负极现象。将造成一段直流母线的设备故障扩大到另一段上。如果一段正极与另一段负极环网的话，因为两段直流母线为独立电源系统，在保护动作时将有可能造成中间继电器动作不可靠4。借助便携式直流系统接地故障定位装置的判断接地故障原理是：该装置由信号发生器和故障检测器两部分组成，信号发生器在直流母线电源端向直流系统注入适宜系统检测且对系统无影响的直流检测信号，故障检测器在直流负荷端各回路对地的直流信号漏电流，并能自动检测接地故障支路，对于220V直流系统可以检测0-70千欧的直流接地电阻5。图3中一段直流小母线如某间隔N线路保护中第一组跳闸线圈负极与第二组跳闸线圈负极存在寄生回路，即通过连线将间隔N中两组直流负极直接短接在一起，从而导致两段独立的蓄电池正常运行时存在共负极的环网问题。如果其中一段直流发生接地，另一段也会同样发生接地，从而严重影响直流系统的正常运行6。在现场实践中，我们是采取如下办法来逐一解决此类直流环网问题。图3 第一类直流环网查找示意图 Fig. 3 Sketch of the 1st Type Lookup in Looped Network of DC Power方法如下：在II段小母线负极通过某电阻模拟II段直流负极接地，用便携式直流接地测试仪故障定位装置在I段小母线上各支路上测量接地情况，根据便携式直流接地测试仪原理可以判断，如果在支路N中A点检测到直流接地信号，而其他支路如C 点没有接地信号，则可以怀疑支路N所对应的某间隔N内存在直流共极现象，再在直流II段的支路N所对应的该间隔N负荷端B点测量，如同样出现明显的直流信号，则可断定在该间隔中的回路中必然存在寄生回路将两段直流共负极环网。接下来便通过便携式直流接地测试仪逐步断定该间隔两组直流回路存在接线错误问题。采用该方法应该注意以下问题：首先应该断开两组直流之间的所有联络开关；其次，尽量采用模拟负极接地（模拟正极接地容易导致保护误动），而且在灵敏度能保证的前提下，选择接地电阻不能太小（以免造成保护拒动）；同时应将信号发生器始终接在直流支路的电源端，而故障检测器和钳表始终在直流支路的负荷端进行检测7。再次，如果直流系统中绝缘监察装置与该便携式直流接地测试仪互相干扰，可暂时关闭绝缘监察装置8。3 第二类直流环网问题及其解决办法在现场实践中，往往存在除上述的第一类环网问题，即可能存在I段直流正极与II段直流负极或I段直流负极与II段直流正极通过电阻、线圈等连接环网问题，这类问题大多因为出现以下两种情况所导致的，现场中，我们经常碰到此类情况，如变电站装配有两套电压为220V的直流电源系统，正常运行时两组直流电源及所带负荷相互之间没有电气联系。如果不慎将第一组直流系统的正极与第二组直流系统的负极短接，则两组直流系统的电压与短接前相同，I段正极对大地电位为+220V，II段负极对大地电位为-220V，I段负极与II段正极对地电位均为零，原因如下：图4 第二类直流环网简要示意图Fig. 4 Sketch of the 2nd Type Looped Network of DC Power如果出现I段直流正极与II段直流负极混在一起，如下图4：直流I段正极和II段负极均发直流接地信号，如果图4中B点与C点之间电阻为零，即直接连接，根据叠加法原理，如图4直流系统示意图所示，则出现B点与C点对地电位为零，出现直流I段正极和II段负极均发直流接地的异常情况。普遍存在是B点与C点通过不定电阻连接，主要是因为下列两种情况引起：第一种是：某间隔保护中的线圈或信号指示灯正负极分别取自两段直流电源，原来的直流系统如果采用一组蓄电池供电，即使线圈或指示灯正负极取自不同的直流小母线，线圈同样可以正常励磁，但是直流系统由一组蓄电池改造为两组蓄电池的方式后，以上的情况就会造成线圈不能正常励