1、.一、直流系統構成發電廠和變電所中，為控制、信號、保護、自動裝置以及某些執行機構供電的電源系統，通常稱為控制電源，如系統直流電源，則稱為直流控制電源。根據構成方式的不同，在發電廠和變電所中應用的有以下幾種直流控制電源。1. 蓄電池組構成的直流控制電源由蓄電池組、充電裝置及直流屏等設備構成，應用于各種類型的發電廠和變電所中，是一種在各種正常和事故情況下都能保持可靠供電的電源系統或者說是一種直流不停電電源系統。通常簡稱為直流控制電源系統或直流系統。2. 電容儲能式直流控制電源這是直流控制電源的一種。正常運行時，它給電容量足夠大的電容器組充電；當發生事故時， 電容器組向繼電保護裝置和斷路器跳閘回路供

2、電，保證繼電保護裝置可靠動作，斷路器可靠跳閘。這是一種簡易的直流控制電源。在我國 110KV、35KV、10KV終端變電站，以及廠用6KV配電系統在有些采用了蓄電池直流屏和硅整流電容儲能直流屏作為操作、控制以及保護的電源。二、直流系統的額定電壓電力工程中 , 直流系統電壓等級分為 :? 220V? 110V? 48V? 24V常用的電壓等級為 220V和 110V。三、直流系統接地;.1. 直流系統接地的定義： 當直流系統的正極或負極與大地之間的絕緣水平降到某一整定值或低于某一規定值時，統稱為直流系統接地；正接地： 當正極絕緣水平低于某一規定值時稱為正接地；負接地： 當負極絕緣水平低于某一規定

3、值時稱為負接地。2. 接地告警門限值標準設定值根據中華人民共和國電力行業標準DL /T856 2004設定了本設備接地告警門限值：系統電壓為220V 時，告警門限：50K系統電壓為110V 時，告警門限：15K系統電壓為48V 時，告警門限： 5K系統電壓為24V 時，告警門限： 3K3. 直流系統接地故障分類直接接地（金屬接地）直接接地是指直流系統電源正極或負極對地的電阻等于或接近于零的情況。這種接地情況在直流系統中如果同時出現兩點時， 就很可能造成斷路器誤動或拒動，或熔斷絲燒斷等現象。間接接地（非金屬接地）間接接地是指直流系統電源正極或負極對地絕緣電阻低至某一允許值之下。這時的接地電阻是否

4、會對系統造成危害， 就要看各個單位的具體情況， 它與系統接地的位置和繼電器的靈敏度有關 比如當前發電廠和變電站中最靈敏的中間繼電器的內阻，對于 220V為 200K，對 110V為6K，對 48V為1.5K 。絕緣降低絕緣降低是指直流系統所采用的電纜、 設備的絕緣電阻由于某種原因低于出廠數值。這些電纜，設備構成的直流系統的直流電源的正， 負極對地絕緣電阻總體上低于充許值。四、直流絕緣異常常見情況1. 電纜引起;.故障主要是由于電纜絕緣層的老化或電纜加工、敷設過程中的工作不慎損傷電纜絕緣層造成。2. 設備引起設備在制造過程中絕緣部分受損或者絕緣材料質量低，經過一段時間之后，薄弱部位就會裸露出來，

5、如果空氣潮濕就可能產生直流接地故障。3. 其他外來物引起外來物包括外來金屬碎片、設備的緊固件及小動物軀體等。五、直流接地故障的危害? 當直流系統正極接地時，將會有造成保護 誤動的可能；? 當直流系統負極接地時，將會有造成保護 拒動的可能。直流系統中有一點接地是不會對直流系統造成直接危害的， 但是必須及時消除故障，否則在直流系統中再有一點接地就可能造成對整個電力系統的嚴重危害。兩點接地可能造成斷路器誤跳A、 B兩點， A、C兩點， A、 D兩點， D、F兩點接地都可能造成斷路器誤跳。兩點接地可能造成斷路器拒動;.B、 E兩點， D、E兩點或 C、 E兩點接地都可能造成斷路器拒動。兩點接地可能引起

6、熔斷器熔斷A 、E兩點接地可能引起熔斷器熔斷。當接地點發生在 B、E和C、E兩點，保護動作時，不但斷路器拒動，熔斷器熔斷，而且還有燒壞斷電器觸點的可能。六、直流系統接地故障分析? 直流系統無論是采用舊式還是新式的絕緣監測裝置，都是根據電橋原理，即絕緣監測裝置中的型網絡和直流系統正、負極絕緣電阻構成電橋。E為直流系統正負極之間電壓，R1，R2是橋臂外接電阻， R1=R2有1K，也有6.8K,R3 是電流繼電器的線包直流電阻，有30K，13.2K 。將R1、 R2、R3、R4、 R5采用星形與三角形等效變換后進行接地電阻與正負電壓之間的關系分析。1. 接地阻值與電壓偏差關系分析電壓偏差越大，接地越

7、嚴重？它們之間有何種關系？圖3 電橋等效原理圖圖4 正接地等效原理圖;.R 正與 R 負為 R1R5 的等效電阻，系統正常時， R 正=R負， V+=V-=110V，當系統正級或負級發生接地或絕緣異常時，其正對地與負對地電壓即會發生變化。如果正極接地電阻為RX，如圖 4, 得：分別以 R 正=R負=1M，以及 R 正=R負=50K時正接地電阻為 50K 時考察電壓的變化情況。平衡電阻為 1M時， V+=10.5V,V-=209.5V平衡電阻為 50K 時， V+=73V, V-=147V由此可見系統正負極電壓偏差程度與接地程度的直接聯系是建立在平衡橋處于正常范圍之內 .當我們分析不同的系統時，

8、 不能簡單的以電壓偏差程度來判斷絕緣異常嚴重程度，在沒有確定平衡電阻大小時，它們之間無法一一對應但對于同一系統， 由于其平衡電阻大小是固定的， 我們可以定性得出， 電壓偏差越大，絕緣相對會差2. 平衡橋的概念正常情況下，直流系統中正負對地是絕緣的， 平衡橋即是為了查找直流系統中存在的絕緣降低或接地故障而人為在系統的正對地與負對地加入的兩個大小相等的平衡電阻3. 平衡橋的意義從前面分析可知， 對于一個沒有平衡電橋， 或平衡電橋取值不當的系統， 系統電壓是無法準確反應出系統對地絕緣狀態的， 因此，平衡橋在直流系統中將系統對地絕緣阻抗與正負對地電壓進行了對應;.4. 平衡橋的選取? ：? ：? ：5

9、. 系統平衡橋的推導對于一個絕緣正常的系統，往直流屏廠家并沒給出確定的平衡橋電阻大小，因此我們并不知道其平衡橋電阻是否處于一個合理范圍之內，通常我們可以用如下方法來對平衡電橋進行計算：（1）測量該系統電壓為： V總（2）在該系統正極接入電阻，測量其正極對地電壓為V（3）在該系統負極接入電阻，測量其負極對地電壓為V則該系統正極對地絕緣阻值與負極對地絕緣阻值分別為：R100k(V總V1）VR100k(V總V1）V如果該系統沒有絕緣異常或接地故障，那么： R R 即為該系統的平衡橋電阻。6. 系統接地阻抗的推導? 如果我們已經知道該系統平衡橋的大小，當該系統出現絕緣異常之后，我們可以通過正負極對地電

10、壓來計算該系統的對地絕緣阻值，以圖為例進行計算：圖4 正接地等效原理圖;.R正/RXVR負VRRR平解得：V ?R平RXVV例如：平衡電阻為時， 正極對是電壓為， 負極對地電壓為時，正極接地電阻為：七、絕緣異常人工故障排除方法變電站的直流接地雖然是復雜的，無論是常規保護還是微機保護，其故障的排除法是一致的。方法如下:1. 首先確定是正極接地還是負極接地，測量正負極對地電壓，有效區分是正極接地還是負極接地。2. 兩段母線之間的區分，使查找的接地不會大范圍擴大，確定發生直流接地在哪一段。3. 如果有直流接地選線的裝置，不能準確確定，有誤報的現象，請退出運行中的直流接地檢測儀。4. 如果站內二次回路

11、有在施工的或有檢修試驗的應立即停止，拉開其工作電源，看信號是否消除。5. 采用分段分部位拉路法，操作電源一定要由蓄電池供電，先停不重要的回路，如信號回路和照明回路等。拉路法的概念? 直流接地回路一旦從直流系統中脫離運行， 直流母線的正負極對地電壓就會出現平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，確定直流接地點是否發生在該回 路，這就是所謂的“拉路法”。;.?直流系統是個不間斷電源，基于它的特殊性，人們不能隨意停電。近年來隨計算機的大量使用，微機保護同樣也不允許人們隨意斷開 直流電源。現場排除故障中，經常發生非正常的閉環回路，采用雙電源供電回路，以及變電站在現場施工、擴建、修試過程中遺留了直流負

12、載的信號回路、控制回路 和保護回路之間沒有區分等等，使直流接地故障查找難度更加困難。“拉路法”往往造成了控制回路或保護回路跳閘等事故。拉路法的正確順序?采用拉路尋找分段處理的方法，以先信號和照明部分，后操作部分；先室外部分后室內的原則，應按照下列順序進行： 斷合現場臨時工作電源 斷合故障照明回路 斷合信號回路 斷合合閘回路 斷合附助設備 斷合蓄電池回路八、電力用直流電源監控裝置1. 電力行業標準電力用直流電源監控裝置技術要求電力行業標準 DL/T856- 2004”<<電力用直流電源監控裝置>>對直流絕緣檢測裝置技術要求如下 :（ 1）直流系統發生接地故障或絕緣電阻低于

13、整定值時 , 直流絕緣檢測裝置應可靠動作 ;（ 2）裝置應能測量出直流系統一極或二極絕緣下降和絕緣電阻數值 , 當低于整定值時應能發出報警信號 ;（ 3）檢測直流系統支路絕緣的絕緣監測裝置應具有以下功能:a) 在線巡檢直流支路絕緣狀況 ;.b) 顯示并記錄接地支路編號 , 極性 , 絕緣電阻值 ( 測量誤差不大于整定值的10%)及發生時間 ;c) 分別或同時檢測直流母線正極 , 負極絕緣狀況 , 顯示并記錄接地母線的極性 ,電阻值及發生時間 ;d) 具備直流母線的電壓監察功能 , 顯示并記錄母線電壓數值 ( 測量誤差不大于整定值的 0.5%), 具有母線電壓越限報警功能 ;e) 具有直流系統絕

14、緣電阻 , 母線電壓越限定值的設定功能 ;f) 具有報警延時 , 信號解除功能和延時斷開支路功能 ( 選擇項 );g) 檢測饋線支路數應大于 32路, 采用傳感器 , 應減少支路電容影響 , 安裝方便 ;h) 滿足與電源監控裝置或上位機的通信要求 , 具有標準的通信接口和通信規約 ,具有無源輸出觸點 .檢測范圍a) 絕緣電阻 :0-999K;c) 電壓 : DC 0V-400V.監測精度a) 絕緣電阻 : 母線測量充許偏差為絕緣報警整定值的 +-5%,支路為 +-10%;c) 直流電壓 : 在額定電壓的 90%-130%范圍內 , 測量誤差為 +-0.5%.報警精度 : 為整定值的 +-2%.

15、A/D轉換誤差 : 不大于 0.5%. 遙信正確率 : 不小于 99%。平均無故障時間 (MTBF): 正常運行環境下 , 不小于 50000h。顯示功能監控裝置應顯示下列信息:a) 直流系統母線電壓；d) 直流母線電壓過高 , 過低；e) 直流系統接地及位置；數據顯示應實時 , 準確 , 可靠 , 清晰 , 并具備各種信息傳輸手段, 提供打印接口。;.2. 直流電源監控裝置監測原理及方框圖監測原理根據監測原理的不同，直流系統接地監測裝置可分為主動式和被動式兩種。主動式需要向系統注入特定的信號， 然后通過傳感器探測該信號來判統注斷接地回路。被動式不向系入任何信號，直接檢測各回路的漏電流來判斷接

16、地與否。被動式監測不發送任何特定信號作為判斷基準， 而直流系統中又含有各種干擾信號，因此監測難度遠大于主動式。 然而被動式監測以其安全性， 代表了直流系統監測裝置的發展方向， 隨著現代微電子技術的不斷進步， 將成為市場的主流。監測原理框圖;.3. 便攜式儀器查找定位方法使用便攜式的直流接地故障查找儀，查找直流接地不失為一種好方法，對接地故障的排除在時間上和安全上都是好幫手。不需斷開直流回路電源， 移動式的采集互感器在各分布回路上測量。如果出現接地回路就報警。4. 便攜式儀器查找原理本裝置由信號發生器、故障檢測器和信號采集器（鉗表）三部分組成。直信模液晶顯示流號信號分析數正采轉負集換地控制系統信

17、號輸出信號整形信號發生信號發生器原理圖;.信信濾模信號處理號號數采放轉故障分析聲光驅動集大波換液晶顯示波形顯示阻抗顯示方向顯示故障檢測器原理圖5. 普通支路接地檢測方法與原理;.如果直流系統中某一支路有接地點，接地示意圖如圖7，對于接地支路各路徑電流流向與大小分別用I1 ，I2 ，I3 ，I4 表示，則有下列關系式：I1=I2=I3+I4兩式相減得 I3=I1-I4 對于 A點，鉗表檢測到的漏電流為 I3=V-/Rx 如果接地電阻越小，則越大，接地越明顯；反之亦然。對于 B點，鉗表檢測到的電流為I1-I2=0 （沒漏電流）所以鉗表顯示沒接地。因此，通過 A，B兩點的檢測可以定位出接地點的具體位

18、置。6. 環路支路接地檢測方法與原理;.C信號發支路1支路2ABD故障檢支路3測器E支路 1和支路 2形成一條環路，而支路 3是環路上的一條分支并有接地故障。用故障檢測器分別在 A，B，C，D，E五個點檢測，其箭頭指的方向是故障檢測器所檢測的接地點方向，根據 A，B，C，D，E點所檢測接地點的箭頭方向可知 E點所在的支路是環路的分支，有接地故障并能故障定位意義： 在系統走線比較復雜時，有利判斷系統有接地支路的走線方向，使操作人員更快、更有效的查找出接地點。 在環路有接地時， 不需要退環的情況下， 根據檢測所顯方向， 能夠更好的判斷出接地點。判斷：接地點方向判定由卡線時鉗表箭頭指向與檢測器上箭頭顯示方向共同決定。開啟信號發生器， 待信號發器穩定后 ( 信號指示燈閃爍 ) ，在信號發生器附近（2m內）開啟檢測器，使其同步，將鉗表卡入待檢測支路開始檢測，如果該檢測支路上有接地，檢測器上會顯示一個向上或向下的箭頭九、絕緣降低預警方案針對不同的直流系統或者同一直流系統在不同的時期可能對絕緣等級有著;.不同的要求 , 可以使用直流系統對地絕緣分級管理概念。 基于極高的接地阻抗檢測精度（大于 500K）（國家標準接地告警阻抗值 25K），建議使用分級管理。接地故障設置建議0-50K一級絕緣設置建議51-100K二級絕緣設置建議101-200K三級絕緣設置建議