一、故障分析與處理

2009年7月20日，電廠開6號機，運行人員發現中央控制信號屏“直流系統故障”光字牌亮，直流監控屏上“直接接地”燈亮，切換“+”對地電壓為220V、“-”對地電壓為0V，很顯然是負電源直接接地，運行人員通過臨時斷路法確定接地點在6KV五段開關的控制電源上，而6KV五段的控制小母

線主接線圖如圖1所示。

繼保人員對6KV五段控制電源進行了檢查。首先拉開刀閘K4，直流接地仍存在，初步判斷接地點未在6KV五段11，然后拉開刀閘K3，直接接地消失，因此判斷，在6KV21控制電源上肯定存在一接地點，于是進行如下操作：將6KV21控制小母線上的各路開關控制保險依次取下后檢查，結果直流接地仍然存在，由此看來接地點可能在保險的上端頭引線上或在控制小母線上。于是將控制小母線至熔斷器的引線的端子排連線依次解除后再檢查，結果直流接地仍未消失。根據排除法，該直流接地點有可能在KM小母線上，而6號機組在運行，6KV五段母線也正在運行，且該小母線完全封裝在開關屏的頂部，無法對KM小母線進行檢查，至此，直流接地查找工作只好暫停。 不久，運行人員反映，部分6KV開關一操作就燒控制保險，有些連跳閘線圈都燒壞，在一個運行班內排粉機的控制保險就燒了三次，跳閘線圈燒了一次，其他磨煤機、給水泵等均有類似現象，當班的電氣運行人員整天忙于換保險。

分析認為，燒保險和跳閘線圈應是直流接地引起的，于是組織繼保人員對發生直流接地前后情況進行了統計分析，其情況歸納如下：

1、6KV五段內的小車開關為標準式開關可相互替換，在6號機開機前，小車開關集中一處，進行了一次檢修和清掃，故開機時，推入各開關柜的小車開關大部分已變換位置;

2、在開機時，出現直流接地;

3、6號機運行中，凡進行操作的開關，其控制保險熔斷、跳閘線圈燒壞較頻繁;

4、中央控制屏各有關直流接地的光字牌均微亮;

5、直流監察屏電壓指示不正常，指示值有400V-440V，跟隨時間變化而變化，而事故剛開始時誤認為監察屏有故障;

經過上述情況比較分析后，判斷有可能是交流電串入直流回路所致，為證實推斷，用萬用表的交流檔測量正、負直流的交流電壓均為220V，這說明直流監察屏顯示的電壓是正確的。而且交流電源就在6KV21段內，于是對6KV21段內的所有斷路器的接點和回路進行檢查，發現只有送風機小車開關的接點與交流回路有關連，如圖2所示。

圖中甲、乙送風機均引兩對空接點SF至上圖所示的給粉機甲、乙控制回路中，甲送風機位于6KV五段21，乙送風機位于6KV五段22。如甲送風機引入的空接點SF在斷路器內部有一線與斷路器的控制電源負電源相連，則交流串入直流回路的可能性就較大。于是首先拔下送風機甲小車開關的二次插頭，用萬用表交流檔測量直流母線電壓，發現仍有220V交流電壓存在，而此時再拉開圖1中刀閘K2時，則直流回路的交流電壓消失。這就是說在6KV五段22中也有一交流串入直流回路中，這正是為什么6KV五段21控制保險依次取下時，直流接地仍然存在的原因。按上述操作步驟，將送風機乙和送風機甲小車開關的二次插頭同時取下，再測量控制小母線的交流電壓，此時交流電壓為0，同時直流接地信號消失。

因此斷定甲、乙送風機引入給粉機操作回路的兩對空接點，均在斷路器內端子排與負電源相連是成立的，于是將送風機的開關柜替換出來，打開小車開關柜后部的面板，果然發現這兩臺開關引至給粉機回路的空接點均有一根連線與負電源相連，最終檢查6KV五段內所有小車開關，只有這兩臺小車開關的空接點與負電源相連。

二、交流串入直流回路故障分析

在發電廠，由于直流供電范圍大，饋線電纜長，因而電纜對地阻抗等效為電阻與電容的并聯回路;又因電纜運行年代久，當運行濕度較高時，直流母線對地電容將增大，其絕緣電阻也會降低。圖3畫出了交流串入直流回路的等效電路。

圖中C1、C2為直流母線對地的等效電容，通常情況下C1與C2基本相等;R1、R2為直流母線對地電阻，大小也基本相等;C為母線間的等效電容。

2.1為什么在直流母線負極串入交流后，其負極對地直流電壓為0V呢？

由于交流串入直流回路，而三相交流電為中性點接地系統。當單相交流電與直流母線負極相連后，通過C2大電容就相當于短路，其等效電路如圖4所示。故此時用萬用表直流檔測量負極母線電壓，當然是為0V。也就是說此時的直流母線負極對地等效電阻為0。

2.2為什么在直流母線負極串入交流后，其正、負極對地交流電壓均為220V呢？

根據線性電路疊加原理可知，其交流等效電路應采取如下方法簡化，直流電源220V相當于短路，這樣相當于直流正、負母線同時接入交流電源，因而直流母線對地的交流電壓應均為220V。

2.3為什么在直流母線負極串入交流后，中央信號屏的光字牌會微亮呢？

這是因為有大電容C1、C2的存在，220V交流電源通過直流母線、光字牌燈泡、大電容C1、C2和大地形成通路，這時在電容上分擔了大部分交流電壓，光字牌燈泡上的電壓分量較小，故中央信號屏光字牌會微亮的緣故。

通過上述分析可知：一旦交流串入直流回路后，相當于在直流母線直接接地的基礎上施加了一個交流電源，因此其危害性比直流電源直接接地還要大，會造成操作回路保險熔斷，跳、合閘線圈燒壞。同時使直流母線的紋波系數大大增加，遠超過反措小于百分之五的要求。還會對微機保護、自動化裝置造成不良影響和誤動，因此出現這類故障時，應盡快排出。

結語

當有直流接地時，且出現部分光字牌微亮和經常燒控制保險及燒跳、合線圈時，應首先考慮是否有交流串入直流回路的可能。簡單的方法是用萬用表交流檔測量直流母線對地交流電壓;

采用斷路法和取下保險法判斷直流接地部位時，應考慮有兩點接地或多點接地的可能，防止查找工作誤入岐途。如果設備正在運行，在拉斷直流電源前，應及時與運行人員交待清楚，同時拉閘時間不能過長，以避免設備故障時，保護不能正確出口動作。

對6KV高壓柜小車開關應編號對號入座運行，這樣能保障設備運行的安全;

查找直流接地時，切記無目的地進行拉斷電路，應了解直流接地前后，系統工作的狀況以及其他有關信息。比如：該直流回路是否運行和工作，回路有否異常情況等。再根椐現場的信號作出準確的判斷。