有关直流系统负荷双路电源配置造成直流系统绝缘监测仪误报警的原因影响分析及改进

有关直流系统负荷双路电源配置造成直流系统绝缘监测仪误报警的原因影响分析及改进

朱小霞陈伟威

（中广核工程有限公司广东省深圳市）

摘要：本文基于某电厂工程进展中发现的工艺系统双路电源配置，造成上游两个直流电源系统绝缘监测仪发出误报警的事例，经过的一系列理论计算、原因分析、及现场测试，制定了新的改进方案。该方案作为供配电设计的经验反馈，推广至电力行业类似的电源配置。

关键词：绝缘监测仪双路电源改进方案

0引言

直流系统在电站中是一个极为重要的系统，直流系统向中、低压配电盘、继电保护及自动装置、仪控电源柜提供电源，并通过直流/交流逆变器向重要、不间断交流系统供电。由于直流系统接地影响系统设备的正常运行，故一般配有直流系统绝缘监测装置，用于连续监测网络对地的绝缘水平，及时发现网络的接地故障，为直流网络的稳定运行，提供了一种可靠的监察手段。

对于电站比较重要的控制设备，为了确保其供电可靠性，一般设计两路控制电源。就台山核电而已，其励磁控制设备的直流电源分别来自不同直流系统，但在调试过程中发现，一旦同时投入两路电源，上游两路直流电源系统的绝缘检测仪均发生接地报警，并显示接地故障来自励磁控制设备。

1直流电源系统绝缘检测仪报警原因分析

经励磁控制设备负责人查找确认，两路电源对地绝缘正常，且投入后正对地及负对地电压平衡，未发现有实际接地现场，推测该报警为误报警。经模拟发现，当两路电源同时投入时，上游两路直流电源系统绝缘检测仪同时发出报警；若投入一路直流电源，两路直流电源系统绝缘监测仪均未有报警。

如下为下游设备的供电示意图，该设计仅仅将两路直流电源的正极隔离，但负极未做隔离，直接导致两路电源的负极短接在一起。

图1工艺系统两路电源供电示意图

而直流系统的绝缘监测仪的工作原理如下

图2绝缘监测仪工作原理图

注：U+为母线正极对地电压，U－为母线负极对地电压，E为电桥1中点电压，V为电桥2中点电压。

当K1闭合，K2断开时，则电桥1工作，电桥2不工作，此时可以列出电桥1的电回路方程式为：

其中U+、U-、R为已知数，可计算R+、R-的一个关系式。

同理，当K2闭合，K1断开时，则电桥2工作，电桥1不工作，此时可以列出电桥2的电回路方程式。同样可得出另外一个关系式，从而计算出正负母线对地的绝缘电阻，将与原理监护，即为：

在一个检测周期内，K1闭合K2断开，测得V1、V2，

然后K1断开K2闭合，经一定延时后再次测量V1、V2，

将上述两个电回路方程式联立求解，可以求得Rx与Ry的电阻值。

图3简化后示意图

若两个系统的同一负荷将电源的负极短接，则相当于将两个系统的母线负极短接起来，虽然对负荷设备的运行无影响，但影响了两个直流系统绝缘检测仪的接地电阻计算方式。导致在每个检测周期内，两个系统各自的监测装置中不平衡电桥的工作模式被打破，继而周期性地报警，对直流系统的监测造成干扰。

2技术方案

根据原因分析，现场采取了两种方式进行测试，第一种方案是再加一个二极管桥，两路直流电源的负极也隔离，如下图。

图4方案一示意图

通过将两个整流桥分别将两路直流电源的正极和负极进行隔离，既不影响负荷的正常供电，也消除了对两路直流电源正常运行工况的影响，可用于大于两路直流电源设计的情况下，但在实际应用过程中应选取高品质的二极管，确保不影响整个回路的正常工作。

第二种方案则是通过电源切换继电器来实现，如下图：

图5方案二示意图

通过快速电源切换，将两路直流电源隔离，同样可以达到解决负荷对两个直流系统的影响，但需要考虑继电器的切换时间是否满足负荷的要求。

以上两种方案经过现场实际测试，均未再造成直流电源系统发生误报警的现象。

3成果应用

经测试，以上两种方案均可以解决需要多路直流系统供电的负荷对上游系统绝缘监测仪的影响，已采取第二种方案对现场进行改造，消除了隐患。且该方案可作为经验反馈推广应用至企业相关配电设计上。

4结论

本文通过分析绝缘检测仪的工作原理，结合负荷的供电需求，所提出两种方案，经过测试，测试结果满意，具有一定的推广意义。

参考文献

[1]陈元平.《绝缘监测装置在直流系统中的应用》，电力系统保护与控制,2008,36（15）:91-93。

[2]余继军.《直流系统绝缘监测装置研究》，华中科技大学学报,2000,28（8）:19-20。