劉明林 劉文華 張沖

（山東電力集團(tuán)公司，濟(jì)南 250001）

發(fā)電廠和變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，它需要供電給動力、事故照明、控制、信號、繼電保護(hù)及自動裝置、交流不間斷電源等，對發(fā)電廠和變電站的可靠運(yùn)行起著極為重要的作用。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地如果查找不及時，就可能出現(xiàn)第二點(diǎn)接地。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點(diǎn)接地故障后，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護(hù)、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護(hù)及自動裝置、控制回路失去電源。直接威脅至一次設(shè)備的安全，因而電力系統(tǒng)對直流系統(tǒng)的可靠性有很高的要求。

直流系統(tǒng)是蓄電池組與浮充電裝置并聯(lián)供給直流負(fù)荷的運(yùn)行系統(tǒng)。正常情況下，直流電源的正、負(fù)母線對地是絕緣的，當(dāng)回路發(fā)生一點(diǎn)接地時，在一般情況下并不影響直流系統(tǒng)的運(yùn)行。但是當(dāng)回路發(fā)生兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時，就會造成正負(fù)極短路，開關(guān)與保護(hù)誤動或者拒動。此外，在特殊情況下，一點(diǎn)接地也可能造成保護(hù)誤動作。直流系統(tǒng)接地故障經(jīng)常發(fā)生，對于運(yùn)行環(huán)境差，運(yùn)行時間長的設(shè)備，發(fā)生故障的機(jī)會更多，而且往往會同時出現(xiàn)幾個接地點(diǎn)，查找起來顯得非常困難。

1 分布式直流電阻測試系統(tǒng)的主要內(nèi)容

現(xiàn)階段直流接地檢測方法大都不能100%的確保支路直流接地的定位，而且當(dāng)其他支路發(fā)生直流接地時，可能會引起微機(jī)保護(hù)采用的開關(guān)量或遙信等誤動。變電站分布式直流接地系統(tǒng)，能對各供電支路進(jìn)行實(shí)時檢測，任何支路出現(xiàn)接地隱患時均可實(shí)時可靠的指示出來而不影響其他的供電支路，確保了監(jiān)測的實(shí)時性可靠性以及準(zhǔn)確性。以下就對分布式直流電阻測試系統(tǒng)的內(nèi)容進(jìn)行具體分析。

1）利用不平衡電橋法設(shè)計檢測各分布供電回路的接地電阻值

該系統(tǒng)主要利用不平衡電橋法進(jìn)線設(shè)計，主模塊與支路模塊可以分時工作，而且各個模塊都有相對對立的功能，彼此之間互不影響。模塊之間通過通信總線的方式進(jìn)線數(shù)據(jù)傳輸，有效地克服了傳統(tǒng)平衡電橋法不能監(jiān)測直流系統(tǒng)正、負(fù)母線絕緣同時降低的情況，極大地提高了直流電阻的測量精度以及工作效率。

2）在監(jiān)測子機(jī)的基礎(chǔ)上增加可靠的隔離供電系統(tǒng)

分布式直流電阻測試系統(tǒng)可以在變電站直流供電回路的各支路中，全部或者部分的加裝隔離電源，隔離電源之后加裝直流接地檢測子機(jī)。用分布式的直流接地檢測裝置來代替或者補(bǔ)充集中式的直流接地檢測裝置。

3）設(shè)計可靠的指示設(shè)備和報警提示功能以及上位機(jī)顯示功能

當(dāng)電網(wǎng)中有接地故障發(fā)生時，分布式直流電阻測試系統(tǒng)的檢測子機(jī)可以通過運(yùn)行以及狀態(tài)指示電路指示出來，也可以通過無源接點(diǎn)輸出接到總設(shè)備作為遙信信號上傳，或者通過隔離RS485口上傳，并最終在監(jiān)控機(jī)的液晶屏上現(xiàn)實(shí)很粗系統(tǒng)總的絕緣電阻值以及各個支路的絕緣情況，有效地擴(kuò)大了直流電阻的檢測范圍和實(shí)時操作性。

2 主要技術(shù)難點(diǎn)和問題

分布式直流電阻測試儀能夠更加快速、準(zhǔn)確的檢測出供電系統(tǒng)中的直流電阻，因此應(yīng)用非常廣泛。為了能夠進(jìn)一步提升儀器的測量精度和質(zhì)量，我們需要在使用過程中需要注意以下幾點(diǎn)：

1）復(fù)雜的使用環(huán)境對隔離供電裝置的影響

復(fù)雜的使用環(huán)境會對隔離供電裝置造成一定的影響，而且復(fù)雜的使用環(huán)境還會影響到分布式直流電阻測試系統(tǒng)可靠迅速的數(shù)據(jù)指示。此外，超長時間的連續(xù)不間斷工作也會影響分布式直流電阻儀器的在線檢測。通常需要連續(xù)不間斷的工作，因此檢測時間長、效率不高，會對分布式直流電阻測試儀的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的而影響。

2）外界風(fēng)雨蟲鳥等多變的環(huán)境對在線的準(zhǔn)確檢測提出苛刻要求

外界風(fēng)雨蟲鳥以及多變的環(huán)境會對分布直流電阻的在線檢測造成一定的影響。例如溫度的變化會對電阻就有非常顯著的影響，因此分布式直流電阻儀在使用過程中，需要提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境。表1為恒定溫度下導(dǎo)體的直流電阻值。

3）直流供電系統(tǒng)的復(fù)雜環(huán)境對檢測的影響

直流供電系統(tǒng)的環(huán)境對檢測結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生一定的影響，例如電網(wǎng)會產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁場，會對儀器的測量結(jié)果產(chǎn)生一定影響。此外，由于原有其他上位機(jī)軟件對本系統(tǒng)上位機(jī)顯示程序的兼容性產(chǎn)生一定的影響。

表1 恒定溫度下導(dǎo)體的直流電阻

3 分布式直流電阻測試系統(tǒng)的應(yīng)用

分布式直流電阻測試系統(tǒng)可以根據(jù)輸入的參數(shù)選擇相應(yīng)的校驗(yàn)值，即在系統(tǒng)檢測菜單中設(shè)置參數(shù)，然后根據(jù)系統(tǒng)計算直流傳感器的電流值的方式來確定接地電阻值，如果小于設(shè)定的參數(shù)值時系統(tǒng)可以發(fā)出告警，并且在顯示屏上顯示出接地支路、接地電阻值和接地極性。此襪，根據(jù)分布式直流電阻測試系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以再直流系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位安裝直流檢測端子進(jìn)行重點(diǎn)檢測。

從實(shí)際使用效果中可以看出，分布式直流電阻檢測試系統(tǒng)可以有效的對直流電阻進(jìn)行檢測，運(yùn)行速度高、性能穩(wěn)定，并且能夠明顯的提高工作效率，減小由于人為因素造成的檢測誤差。

4 結(jié)論

綜上所述，分布式直流電阻測試系統(tǒng)具有支路隔離檢測功能、測試范圍寬、指示準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、安全方便、可靠性高、功耗低等特點(diǎn)。從而為下一步批量生產(chǎn)及進(jìn)一步降低成本開辟了良好的前景。因此可以斷定，變電站分布式直流接地系統(tǒng)在國內(nèi)外市場有著巨大的潛力，它的推廣應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]張俊蓮.高溫超導(dǎo)直流輸電技術(shù)探討[J].電子科技大學(xué),2008(04).

[2]盛威,蔣全興,周忠元.直流表面電阻測試系統(tǒng)軟件開發(fā)與應(yīng)用[J].電子機(jī)械工程,2007(4).

[3]王毅.基于虛擬儀器的電機(jī)電樞智能測試系統(tǒng)開發(fā)[J].浙江工業(yè)大學(xué).2007(4).

[4]王海田.直流故障電流限制器的理論與應(yīng)用研究[J].上海交通大學(xué).2011(5).

[5]李洋.地線系統(tǒng)直流電阻特性辨識技術(shù)研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué).2011(6).