论文部分内容阅读
摘 要： 交直流电源的瞬时混窜故障是照明系统的常见故障，而且对用电安全危害较大。本文將从交直流电源的混窜故障现象着手分析，探讨发生故障时的系统特征以及切换动作特点。在此基础上，通过与正常切换过程的分析比对，以及进行直流电弧测试，对其故障问题进行具体分析。
关键词： 照明系统；交直流电源；混窜故障
前言：变电所的事故照明系统在进行交直流电源切换时，容易产生交直流电源混窜故障，当保护装置发出异常信号时，技术人员难以快速对故障类型作出判断。交直流电源混窜现象会对电路系统的正常运行产生影响，应从切换动作过程着手，对其故障特点进行深入分析，为故障排查提供依据。
一、照明系统的交直流电源混窜故障现象
（一）某220kV变电所的事故照明系统故障
某220kV变电所的运行人员在进行交直流电的切换试验时，发现在切换动作过程中，系统的保护装置发出了异常信号。经过技术人员的分析判断，初步认定异常信号的出现是由于在交直流系统切换时，交流电瞬时窜入了直流电源系统中。而事故照明系统的停用操作，却不会引发上述现象。这是由于在切换过程中，会引起交流电源的停送电，导致事故照明系统发生两次切换，第一次是从交流电源到直流电源的供电切换，第二次是由直流电源到交流电源的供电切换，在此过程中，会出现交直流电源混窜现象[1]。
（二）交直流电源切换的指示灯变化
该变电所的220kv电气接线情况如图1所示，在交流电源工作时，电压继电器的带电线圈为1YJ、2YJ和3YJ。此时系统的常闭节点被打开，而直流接触器的3XC和4XC线圈中的直流电源停止供电，其常开接点处于打开状态，常开辅助接点和常闭辅助接点都处于正常状态。直流电源从系统中切除，表示直流电源未接入的2LD灯亮起，相反2BD灯熄灭。在交流电源系统中，电压继电器的2YJ和3YJ常开接点发生闭合，1XC和2XC接点闭合，常开辅助接点也发生闭合，而常闭辅助接点则被打开，交流接触器的1XC和2XC线圈带电，表示交流电源接入的1BD灯亮起，相反，1LD灯熄灭。当交流电源停止送电时，电压继电器的1YJ、2YJ和3YJ线圈的交流电源停止供电，失去电流，常闭节点和常开接点恢复正常状态。同时交流接触器的1XC和2XC线圈也失去电流，其常开主接点以及常开、常闭辅助接点恢复常态，整个交流电源系统与照明系统断开。此时，如果有直流电源输入，则直流接触器的线圈恢复带电，常开主接点和辅助接点发生闭合，常闭辅助接点则被打开，直流电源系统接入到照明系统中，2LD灯熄灭，2BD等亮起[2]。
（三）切换动作
在切换操作过程中，交流电源失电则有直流电源供电，如果交流电源供电，则直流电源系统会被自动切除。其切换过程的主要动作如下：（1）交流电源系统失去供电；（2）照明系统失去交流电；（3）照明系统自动切换到直流电源供电；（4）交流电源系统带电；（5）故障照明系统将切换到交流供电系统，并与直流电源系统断开。
二、故障问题分析测试
（一）正常切换过程分析
正常切换过程中的动作分析，可由时间来表示直流电以及交流电的回路投切。通过具体检验之后发现，照明故障发生时，馈线开关处于闭合状态，由于馈线电缆的长度过长，到匹配值直流电的抵用进一步增大。在直流电源运行状态下，交流电源切入，结果造成交流电源与直流电源的混窜现象，进而导致信号乱发，造成照明系统故障。若该现象持续时间较长，则事故影响范围会逐渐扩大。在正常切换过程中，若果交流电源发生失电现象，由于电压继电器的节点距离与交流接触器相比更短，则会导致电压继电器的常闭或者常开的接点动作或返回动作时间小于交流接触器。
在正常切换过程中，照明装置切换的瞬间，会导致交流电源与直流电源的混窜现象，进而对运行设备带来极大的危害，如保护装置误动或损坏；若混窜时间持续过长，则有可能导致火灾等事故灾害的发生。
（二）直流电弧的测试分析
针对直流电弧的测试，首先应明确事故照明的馈线越长，则直流电容的分布也就也大，而断开直流电后的电弧持续时间也会越长这一变化特性。因此，在进行直流电弧测试过程中应注意以下几点：第一，若事故照明系统采用直流电源进行装置供电，当馈线开关断开之后，则能够听到开关了的电弧放电声音，且声音能够持续两秒以上。第二，若事故照明系统采用直流电源进行供电，当馈线开关从墙壁上打开之后，在关闭馈线开关，则能直观放电电弧，其能够持续较长时间。第三，当事故照明系统的供电电源为交流电电源时，馈线开关关闭导致的放电电弧的光亮与声音，持续时间都很短。若有直流电切换至交流电，由于直流电弧以及接触器性能问题，则无法在一瞬间消除电弧，进而就会导致交流电与直流电的混窜现象。
（三）其他因素分析
交直流电源切换时，事故照明系统的内部元件也会由于切换动作受到影响，若在這一过程中，有元件损坏，则会直接导致直流电源的混窜现象发生。由于元器件的故障，如继电器线圈损坏，则会直接导致系统整体的绝缘性能下降，使直流电直接窜入到该线圈当中，造成混窜现象。在事故照明内部，设置的元器件越多，则发生混窜现象的概率也就越大。
此外，由于人为因素造成事故照明系统交直流电混窜现象也时有发生。例如2008年以变电所的一侧异常现象。事故照明系统采用直流电源供电时，发现了直流电接地故障，其原因就是馈线的负极与普通的交流零线，被搭接在了一起。这种搭接现象不仅会影响负极接地，也会导致直流电源的混窜现象。因此，应着重加强对人为因素的控制，确保安装人员的专业知识与专业技能，尽量避免事故的发生。
结束语：综上所述，交直流电的混窜故障发生是一个较为复杂的过程，涉及到交流电源系统和直流电源系统的两次切换。对故障进行分析测试，要结合各个变电所的具体线路设置情况，探究其交直流系统的切换过程，掌握其动作原理，从而对交直流混窜故障作出准确判断。■
参考文献
[1]顾善民. 继保供电的直流双电源的研制[D].北京交通大学，2012.
[2]钟振坤. 金湾发电厂直流系统可靠性的分析与改进[D].华南理工大学，2009.
关键词： 照明系统；交直流电源；混窜故障
前言：变电所的事故照明系统在进行交直流电源切换时，容易产生交直流电源混窜故障，当保护装置发出异常信号时，技术人员难以快速对故障类型作出判断。交直流电源混窜现象会对电路系统的正常运行产生影响，应从切换动作过程着手，对其故障特点进行深入分析，为故障排查提供依据。
一、照明系统的交直流电源混窜故障现象
（一）某220kV变电所的事故照明系统故障
某220kV变电所的运行人员在进行交直流电的切换试验时，发现在切换动作过程中，系统的保护装置发出了异常信号。经过技术人员的分析判断，初步认定异常信号的出现是由于在交直流系统切换时，交流电瞬时窜入了直流电源系统中。而事故照明系统的停用操作，却不会引发上述现象。这是由于在切换过程中，会引起交流电源的停送电，导致事故照明系统发生两次切换，第一次是从交流电源到直流电源的供电切换，第二次是由直流电源到交流电源的供电切换，在此过程中，会出现交直流电源混窜现象[1]。
（二）交直流电源切换的指示灯变化
该变电所的220kv电气接线情况如图1所示，在交流电源工作时，电压继电器的带电线圈为1YJ、2YJ和3YJ。此时系统的常闭节点被打开，而直流接触器的3XC和4XC线圈中的直流电源停止供电，其常开接点处于打开状态，常开辅助接点和常闭辅助接点都处于正常状态。直流电源从系统中切除，表示直流电源未接入的2LD灯亮起，相反2BD灯熄灭。在交流电源系统中，电压继电器的2YJ和3YJ常开接点发生闭合，1XC和2XC接点闭合，常开辅助接点也发生闭合，而常闭辅助接点则被打开，交流接触器的1XC和2XC线圈带电，表示交流电源接入的1BD灯亮起，相反，1LD灯熄灭。当交流电源停止送电时，电压继电器的1YJ、2YJ和3YJ线圈的交流电源停止供电，失去电流，常闭节点和常开接点恢复正常状态。同时交流接触器的1XC和2XC线圈也失去电流，其常开主接点以及常开、常闭辅助接点恢复常态，整个交流电源系统与照明系统断开。此时，如果有直流电源输入，则直流接触器的线圈恢复带电，常开主接点和辅助接点发生闭合，常闭辅助接点则被打开，直流电源系统接入到照明系统中，2LD灯熄灭，2BD等亮起[2]。
（三）切换动作
在切换操作过程中，交流电源失电则有直流电源供电，如果交流电源供电，则直流电源系统会被自动切除。其切换过程的主要动作如下：（1）交流电源系统失去供电；（2）照明系统失去交流电；（3）照明系统自动切换到直流电源供电；（4）交流电源系统带电；（5）故障照明系统将切换到交流供电系统，并与直流电源系统断开。
二、故障问题分析测试
（一）正常切换过程分析
正常切换过程中的动作分析，可由时间来表示直流电以及交流电的回路投切。通过具体检验之后发现，照明故障发生时，馈线开关处于闭合状态，由于馈线电缆的长度过长，到匹配值直流电的抵用进一步增大。在直流电源运行状态下，交流电源切入，结果造成交流电源与直流电源的混窜现象，进而导致信号乱发，造成照明系统故障。若该现象持续时间较长，则事故影响范围会逐渐扩大。在正常切换过程中，若果交流电源发生失电现象，由于电压继电器的节点距离与交流接触器相比更短，则会导致电压继电器的常闭或者常开的接点动作或返回动作时间小于交流接触器。
在正常切换过程中，照明装置切换的瞬间，会导致交流电源与直流电源的混窜现象，进而对运行设备带来极大的危害，如保护装置误动或损坏；若混窜时间持续过长，则有可能导致火灾等事故灾害的发生。
（二）直流电弧的测试分析
针对直流电弧的测试，首先应明确事故照明的馈线越长，则直流电容的分布也就也大，而断开直流电后的电弧持续时间也会越长这一变化特性。因此，在进行直流电弧测试过程中应注意以下几点：第一，若事故照明系统采用直流电源进行装置供电，当馈线开关断开之后，则能够听到开关了的电弧放电声音，且声音能够持续两秒以上。第二，若事故照明系统采用直流电源进行供电，当馈线开关从墙壁上打开之后，在关闭馈线开关，则能直观放电电弧，其能够持续较长时间。第三，当事故照明系统的供电电源为交流电电源时，馈线开关关闭导致的放电电弧的光亮与声音，持续时间都很短。若有直流电切换至交流电，由于直流电弧以及接触器性能问题，则无法在一瞬间消除电弧，进而就会导致交流电与直流电的混窜现象。
（三）其他因素分析
交直流电源切换时，事故照明系统的内部元件也会由于切换动作受到影响，若在這一过程中，有元件损坏，则会直接导致直流电源的混窜现象发生。由于元器件的故障，如继电器线圈损坏，则会直接导致系统整体的绝缘性能下降，使直流电直接窜入到该线圈当中，造成混窜现象。在事故照明内部，设置的元器件越多，则发生混窜现象的概率也就越大。
此外，由于人为因素造成事故照明系统交直流电混窜现象也时有发生。例如2008年以变电所的一侧异常现象。事故照明系统采用直流电源供电时，发现了直流电接地故障，其原因就是馈线的负极与普通的交流零线，被搭接在了一起。这种搭接现象不仅会影响负极接地，也会导致直流电源的混窜现象。因此，应着重加强对人为因素的控制，确保安装人员的专业知识与专业技能，尽量避免事故的发生。
结束语：综上所述，交直流电的混窜故障发生是一个较为复杂的过程，涉及到交流电源系统和直流电源系统的两次切换。对故障进行分析测试，要结合各个变电所的具体线路设置情况，探究其交直流系统的切换过程，掌握其动作原理，从而对交直流混窜故障作出准确判断。■
参考文献
[1]顾善民. 继保供电的直流双电源的研制[D].北京交通大学，2012.
[2]钟振坤. 金湾发电厂直流系统可靠性的分析与改进[D].华南理工大学，2009.