浅谈火力发电厂交流串入直流系统的危害及防范措施

浅谈火力发电厂交流串入直流系统的危害及防范措施

姚世文

江苏射阳港发电有限责任公司 江苏盐城 224300

摘要：在全国经济高速度发展的大形势下，由于人民的生活、生产和事业方面的用电量增加，变压器和发电机的使用规模也在不断地扩大，更出现了交和直流电共存进行供电系统的现象，对于进一步提高供电的可靠性具有一定的意义，而且，交直流电的共存还可以节省大量的资金，从而增加了供电系统的经济价值。当然，在确保交直流共存的时候，也必须充分考虑到对交直流串电的影响，做好对交直流串电风险的防范工作已成为中国电力企业日常的重要任务。

关键词：火力发电厂；交流串入直流系统；危害；防范措施

引言：

近些年来，交直流供电系统的技术发展得非常快速，但是，即使在交直流并列供电系统的状况下，交直流串电现象也常常出现，对电力系统供电的安全、可靠性都产生了很大的负面影响，而导致交直流串电危险的因素也有许多，比如，电线的绝缘层损坏、遭到大雨浸湿等。该文主要是立足于交直流串电危害的角度上加以剖析，并给出了相关的解决办法。

一、交直流串电概述

交直流串电是当今电力系统运行过程中存在的最重要危害之一，对电力运营的安全、可靠性都会带来相当的威胁，甚至于会发生人身伤亡事故。从当今对交直流电的影响现象进行了研究，一般包括金属材料性串电、非金属性串电、串电特性、间歇性串电、喷射过渡串电、漏串、直串等[1]。从概念上进行研究，金属材料性串电也可叫做直串，一般是指的是当交流电压直接串入到直流控制系统中，当交流电压超过198v之后，就会产生强烈的交直流串电影响;而非金属材料串电也可将其叫做漏串，一般是指的是当交流电压直接进入到直流控制系统中时，而进入有效成分的电压在低于22v的现象;而喷射过渡串电则可将其叫做串电，一般是当交流电压直接进入到直流电压中的，有效成分电流在超过22v而且低于198v之间的现象。上面所介绍的间歇性串电流，主要是指的是交直流供电源中产生时有时无的串电流问题，威胁着交直流供电的安全性，同时，间歇性的串电流隐患若没有有效地对其加以管理的话，将会造成更大的交直流串的风险。

二、交直流串电的危害

由于社会市场经济的发展，加上人民生活的提高，对电力的利用要求也愈来愈高，对于解决人民的电力需要，变压器及其发电厂的建造总量也在逐年增长。但是，在上述供电设施实际运行的整个过程中，由于交直流电源电缆及其二次线的布置都较为繁杂，再加之各种供电设施的数量众多，致使上述供电设施在实际运行的整个过程中极易出现交直流串电的情况，对供电系统乃至人类的供电安全性都将造成极大的威胁[2]。

引发交直流系统串电危险的因素有许多，比如，当交直流电源线缆及其二次线在遭受建筑破坏、动物咬损、绝缘衰老、材料质量问题、或者电气设备遭受暴雨的腐蚀等因素影响时，会导致直流输出控制系统中经常出现的一个或多点电流串入交换控制系统中，进而形成交直流系统串电故障。尤其是近些年在电力设备高速的发展，也导致交直流串电故障频频爆发，对人类的用电安全也起到了很大的负面影响，所以，寻求交直流串电危害的解决方法已经势在必行。

三、交直流串电危害的解决方法

（一）加强交直流串电的监控

交直流串电造成的危害十分巨大，为防止或减少交直流串电危害对我们的供电安全造成影响，笔者提出要做好对交直流串电的监测管理工作，将重点在硬件与软件的两个方面上进行。从硬件角度出发，还需要进行硬件的采集，以便于对各种系统的实际管理工作情况进行监测，采集系统一般分为直流采集单元、交换采集单元、分析与判据、OLED显示器、LED灯、双核CPU、触摸屏、出口模块、工作开关电源、16位或24位的A/D、铁电存储单元、人机对话接口、通讯端口等。所有硬件模块都是实现交直流串电控制不能缺的关键部分，同时必须确保所有硬件工作的良好稳定性，从而达到最佳的串电控制性能[3]。

软件设置是进行交直流串电控制的组成部分，软件系统一般包含直流取样运算、交流采样运算、中性点经不接地运算、中性点经直接接地运算、中性点经小电阻接地运算、中性点经消弧线圈接地运算、中性点经大电阻接地运算、串漏判据、噪声分析方法、通信程序功能、设置特殊判据、系统功能管理模板、调试程序功能等。比较于传统智能硬件采样设备而言，软件系统安装的构成较为繁杂，而且，软件系统的构成中还必须充分考虑到现实交直流电的运行，因此各种统计的判据及其分析方法对于对交直流串电的监测都具有很大的意义，因此由于强化对交直流串电的监测，对防止或减少交直流串电的影响十分高效。

（二）对交直流电源的使用条件进行控制

交直流发生串电的事件，在大多数情形下都是由于周围环境的干扰，所以，要缓解交直流串电威胁就需要对交直流电源的应用状态加以监控。对运行环境的管理，一般应从如下几个方面展开:1、对环境平均海拔高度的管理，在通常条件下，应把平均海拔高度限制在3500m之内，并对环境的相对湿度加以适当管理，确保交直流电源使用环境中具有良好的通气性能，尤其是在室内的应用，通风也是保证室内空气干燥性的重要手段。2、做好对交直流电源运行环境中的处理，例如，除尘、除味等，以防止环境中产生导电粉尘等导致交直流串电的问题产生。此外，在对交直流电源进行施工的过程中，还必须注意的是施工场地内不要产生强烈震动或撞击，以避免对交直流电源的正常工作环境产生干扰。虽然笔者已经根据自己的理解，给出了上述一些对交直流电源工作环境的管理要求，不过，对于具体的环境管理还必须根据交直流电源工作的实际状况来加以整体的研究，保证了交直流电源工作条件的相对稳定性，是减少交直流串电危害发生的途径而已

[4]。

（三）交直流串电问题的解决措施

根据上述对交直流串电隐患的剖析可以认识到，交直流串电很可能性会引起整座变压器继电保护设置的事故，继电保护设置成为保证电力设备安全的主要设施，如果发生了事故，结果将严重后果，所以，面对交直流串电的隐患应当采用更高效的处理。交流电源在串入直流电源中会对变电所的主要装置产生干扰，尤其是继电保护装置，由于大多采用直流电源方式，且对电能效率的要求也很高，要减少串入交流电时对变压器所造成的干扰，最好通过方案①把变压器中的交流电源改为直流电源，整个变压器中只有产生直流电的影响，而没有产生交直流串电的影响，如此才能从根本上克服串电影响的问题。就当前来考虑，由于变压器交直流通用设备较小，可供选择的空间基本不打，同时，一旦要实施技术改造的话，其规模也很大，会投入巨大的技术改造成本，同时，如果将部分变压器及其附属装置直接接入直流设备的话，会提高变压器直流接地问题的出现概率，又或者会有新的安全隐患出现，所以，对于变压器交直流电源的使用，一定要慎重考虑，同时也要对技术改造措施加以进一步的完善，并尽量地降低交流设备的使用，同时还要提高对变压器接地问题的防范与控制措施，以减少接地问题给变压器的直接冲击。

结束语：

根据本文中对交直流串电危害性及解决办法的剖析，笔者总结了自己几年经验，加上笔者自己对交直流串电危害性的理解，重点从增加对交直流串电的监视、对交直流电源的正常使用要求加以限制等两方面对控制方法做出了剖析，笔者期望透过此文的剖析，对提高交直流供电的可靠度、安全工作方面予以一些的协助，也期望笔者可以与同行人员一起讨论有关提问，以促进电力产业的发展。

参考文献：

[1]张佳音. 浅谈火力发电厂交流串入直流系统的危害及防范措施[J]. 今日自动化，2020(5):46-48.

[2] 黄晶晶，徐强超. 交流串入直流电源系统正极或负极对继电器的动作影响分析[J]. 南方能源建设，2017，4(1):71-74，70.

[3] 史林林，陈向阳，赵建敏. 一起交流串入直流导致保护误报警分析[J]. 中国科技投资，2018(26):93-94.

[4] 张建成. 交流串入直流回路的事故分析和防范措施[J]. 中国设备工程，2017(21):169-170.