电力系统的飞速发展使得电网的规模越来越大，不同区域之间的互联也越来越复杂和紧密，这就使得系统中所发生的故障对系统本身的影响也随之扩大，在复杂故障或自动装置动作不正常以及信道原因导致的数据通信情况下也很难给出准确实时的故障诊断结果。从20世纪80年代起国内外已经进行了大量的研究工作，除了数据采集监控和管理系统在电网调度中得到广泛应用，还提出了专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论、贝叶斯网络、多Agent技术和基于故障录波器信息等电力系统故障诊断的技术方法，由于这些方法过于复杂、花费时间较多，所以实际应用系统中问题并未得到很好解决。

厂站电源系统包括交流电源系统和直流电源系统，其中经过整流将交流电源变换为继电保护、自动控制装置需要的直流电源，以及挂在直流母线上浮充的蓄电池组构成了直流电源系统。直流电源系统通过绝缘监察装置接地，交流系统有地线，正常运行时两系统决不会连接。但是电源系统实际运行过程中可能会出现因误接线、误碰等造成交流串入直流回路的事故，其对交流回路的影响一般局限在该交流回路内，却危及到全站的直流系统以及直流回路，除了具有直流接地所有的危害外，还会引起保护误动、开关误跳，甚至会损坏继电保护装置和自动控制装置。

目前，电力工作人员大多是通过借助于其他电力系统故障诊断技术方法来和经验判断是否有交流串入直流回路发生，诊断时间比较长。虽然国内有一两家公司生产相关监测报警装置，但是设计过于复杂、体积大不方便、反应速度较慢大约在1s左右，完全不能满足检测的实时性要求。因此，开发一种专用的、便捷、高灵敏度的交流串入直流回路监测报警装置具有广泛的应用前景和推广价值。

2 事故案例

近年来随着电网电压等级的不断提高，变电站容量的不断增大和电站范围面积的扩大，交流串入直流回路的事故不断增多。具体案例有：1999年萍乡电厂开705号机中央控制信号屏“直流系统故障”光字牌亮，直流监控屏上“直接接地”灯亮, 切换“-”对地电压为220V、“+”对地电压为0V, 运行部分6kV开关时就烧控制保险，有些跳闸线圈被烧坏；2006年西柏坡发电厂2312、2332开关三相跳闸，2362开关B相跳闸后重合成功，线路保护、发变组保护、断路器保护无动作显示信息；2009年山东莱芜发电厂在启动交流润滑油泵时6kV-I段备用电源开关和脱硫段备用电源开关因备自投启动而同时自动合闸；2011年陕西电厂发生35kV断路器跳闸故障，输出断路器跳闸、合闸电磁铁和合闸接触器线圈被烧坏。

3 交流串入直流回路故障分析

220V交流串入直流回路的等效电路如图1所示。

图1 220V交流串入直流回路的等效电路

串入的220V交流电源与厂用电380V相连，内阻可看作0，将其等效为理想交流电源；C为直流母线间的等效电容；直流母线由浮充电装置及蓄电池组同时供电，在直流母线间等效为理想220V直流电压源；将电缆对地阻抗等效为对地分布电容与对地电阻并联，C1、C2为直流母线对地等效分布电容，由于直流供电范围的较大，馈线电缆较长，那么直流母线的对地分布电容偏大，R1、R2为直流母线对地等效电阻，C3、C4为保护回路电缆对地分布电容；挂在直流母线上的微机保护装置直流逆变电源中，往往在正、负直流母线之间并接大量的滤波电容器；光耦1、2代表2个保护开入量。

当交流电源串入直流母线的正极时，交流电源相当于短路，从而将C1、R1并联回路短接，故直流母线正极对地的等效电阻为0，相当于正极直接接地。另外，根据线形电路叠加原理可知，在交流等效电路中直流电源220V相当于短路，因而直流正、负母线对地交流电压为220V。这就是会出现中央控制信号屏“直流系统故障”光字牌亮、直流监控屏“直接接地”灯亮,以及切换“-”对地电压为220V、“+”对地电压为0V的原因。

由于电缆中存在对地电容，则交流回路可经灯泡、电缆、电缆对地电容、大地形成回路，从而屏的故障光字牌和故障灯会亮。

在正常情况下直流回路不存在交流电源，要相应继电保护动作或中间继电器励磁，只有闭合回路上的接点回路才会导通，光耦得到开入量，微机保护才会启动，进而发出跳闸、远跳等命令和执行。然而

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