(四川省紫坪铺开发有限责任公司四川省610091)
摘要：目前我国电网和电压的级别不断提升，电站区面积的扩大和电站容量的增加，位于导线内部的分布电容和高频开关内部电容的抗干扰能力也在上升，由于电容太大导致继电保护误动时常出现。本文阐述了直流系统分布电容对继电保护的影响，提出了相关专业技术人员对直流回路电容的关注度。
关键词：直流系统；分布电容；继电保护；影响分析
引言
由于电路的分布特点而具有的电容叫做分布电容，如线圈相邻两匝间、两个分立元件间、两根相邻导线间就具有分布电容，这些组合一旦用在电路上就相当于在电路上并联了一个电容器。出厂时的分布电容参数都是合格的，并且很小，对直流系统的影响可忽略不计。但是随着电力系统的发展，接入直流的设备、元件、电缆越来越多，直流系统中的分布电容也将越来越大，这种情况下对直流系统的影响就不能忽略。
1直流系统分布电容来源分析
1.1设备的分布电容
目前，直流系统多采用微机保护装置，这些装置的电源基本上都取自直流系统，但是在使用前需采用ＤＣ／ＤＣ模块将取自直流系统的电压转换为微机保护装置所需的５、１２、４Ｖ等电压。而ＤＣ／ＤＣ模块电磁兼容（ＥＭＣ）问题使其在输入端都采取了ＥＭＩ抗干扰措施，而该项技术的特点是在正对地和负对地间接入电容，通过ＥＭＩ手段来消除噪声源对开关电源及设备的影响，但是随着电网电压等级的不断提高，设备数量不断增多，叠加在直流系统上的分布电容也就越来越大。
除此之外，现在的直流系统绝缘在线监测装置、充电机监测装置等直流系统监测设备都通过采样直流系统电压来实时监测直流系统，最直接的是实时监测直流系统对地电压。这些装置接入正负对地电压并在装置内部进行分压处理，为了达到采样的准确性以及避免系统微弱的纹波系数对电压采样的影响，都会在分压电路后面加装ＲＣ滤波电路等滤波电路。ＲＣ滤波电路相当于在采样点与地间接入了一个电容，可滤除直流系统中的干扰，从而可大幅提高监测的准确性及稳定性，但是对于直流系统来说，无疑增大了分布电容。
1.2电缆的分布电容
变电站或电厂的保护及控制电缆一般选用ＫＶＶＰ２２带屏蔽层的多芯电缆，芯线横截面积多为２.５ｍｍ２，而根据国家电网十八项反措要求，变电站内或电厂内的控制及信号电缆屏蔽层需通过４ｍｍ２软铜线在电缆两端接地，因此电缆对屏蔽层具有分布电容。同时，在电缆内部，线芯与线芯间也存在分布电容。
这些电缆在出厂时都满足电缆对分布电容的要求，并且该分布电容很小，对直流系统来说可忽略不计。电缆在出厂时线芯与线芯间的距离是有要求的，距离越大，存在的分布电容就越小，反之越大。但是，从实际使用情况来看，大多数不要求很大电流的电缆，都不考虑其分布电容的大小，对线芯间的间距更不作要求；这些电缆在接入系统后，刚开始时并没有很大的分布电容，长期使用后，再加之所处环境的因素（如常年保持潮湿湿润的环境），电缆本身的分布电容就会加大。
现在的电厂及变电站规模越来越大，需要的线路也越来越复杂，很多保护设备或通信线路长达上千米，有的甚至能达到几千米。根据电缆分布电容的特性，电缆越长，其具备的分布电容也就会越大，因此电缆并接到直流系统上的对地分布电容也会越来越大。其次，电站规模增大，外部设备增多，需要的直流电缆也越多，虽然单根电缆的分布电容微乎其微，但是大量电缆接入直流系统就会造成系统分布电容增大。这些因素导致变电站直流系统分布电容增大，有的２２０ｋＶ变电站直流系统分布电容可达几十μＦ，有的５５０ｋＶ变电站直流系统分布电容能达到上百μＦ，甚至几百μＦ。
2直流回路分布电容对继电保护的影响
2.1分布电容对接地查找的影响
当前使用的便携式接地查找仪都采用信号注入的方法查找直流系统接地故障。信号注入方法主要分为直流法和交流法。直流法通过向直流系统注入一个可变的直流电流，使接地点所在支路的漏电流产生一定规律的变化来查找和定位接地故障点。但是当系统分布电容过大时，直流法产生的变化会被分布电容在充放电过程中所抵消，从而导致便携式接地查找仪误报。交流法通过向系统注入一个一定频率的交流电流信号，用以查找和定位接地故障点。同样，在系统分布电容较大时，注入的交流电流会被分布电容所抵消甚至直接消除，造成无法查找定位故障点。因此，在分布电容过大的系统，使用便携式接地查找仪进行故障探测时，只有具备相当经验的工作人员才能区分电容和电阻接地。直流系统分布电容给接地故障查找带来了很大障碍。
2.2会出现保护误动
操作箱和微机保护现在被越来越多的专业人士所推广。操作箱在工作时，内部组件：手跳、3个跳位继电器以及输入光耦的重要保护系统等，其驱动功率一般都不大。若电厂升压站保护室或变电站与被控制设备之间有很大的距离，在系统不稳定的时候很容易出现由于电缆过长，电容分布效应不均匀，使得设备出现误动，导致电网事故的发生。比如一个500kV变电站线路保护为RCS-931DM，当保护定值发生变动以后，在压板电位检测过程中由于保护系统开启时间过长，万用表会对电源自动屏蔽停止工作，再手动重启万用表调整换挡的时候，它的挡位在短时间里切过低电阻的挡位，在这个瞬间会出现跳闸现象，然后变电站监控室就会显示无直流接地或者发出警报。
2.3导致保护跳闸
在直流电路中，分布电容对继电保护影响而导致跳闸现象的产生原因主要有3点：一是在测量直流系统绝缘性能时，绝缘监测装置对地电压产生较强的波动；二是在测量压板电位时，由于操作不当出现的短时间接地；三是在直流回路中，对地电容产生的影响。例如在一个保护装置里，由于电流中存在分布电容，外部的非电量强电光耦开入，如果在此过程中出现单点接地，触点闭合时输入低电位从而发生开入导致保护误动。
3降低分布电容的影响
综合分析，分布电容是引起保护位点接地时误动以及产生一些测量误差的直接原因。在电路系统中分布电容产生的影响不可忽视，它的大小决定了保护设备的性能参数。在目前的电力发展水平下，百米电缆的分布电容值相对固定，整个回路系统的分布电容就由电缆的长度和分布决定。降低分布电容影响的方法有2种：提升保护和检测装置的真实性、采用抗分布电容。分布电容导致的保护位点接地时误动，通常是因为保护元件动作电压过小或动作功率过小而产生的。通过实践得出结论：出口继电器动作电压在55%～70%之间，动作功率超过5W能够更好地防止此类事故的发生。为了预防光耦回路中，由于电路的输入电阻较低而导致的触发电路抗干扰能力弱，可以通过将失灵及母差直跳和非电量直跳回路的开入，改变成全部双开入的强电中间继电器，并严格按照出口继电器的防范手段进行防患，并通过中间继电器接入点对直跳回路进行开入和重新启动。
结语
综上所述，从分析直流系统分布电容对继电保护的影响来看，其分布电容的大小会因为电站而各异，于条件充许时应该测量好每个电站的分布电容值，构建基础数据内容，尤其是以往出现过一点接地保护误动的电站，必须要仔细查找问题所在，并选用有效的防范手段。
参考文献
[１]贺家李，李永利.电力系统继电保护原理[Ｍ].４版.北京：中国电力出版社，２０１０
[２]董志赟.分布电容对直流接地查找影响分析[Ｊ].江苏科技信息，２０１４（１０）：６０－６２
[３]罗长兵.直流系统分布电容对继电保护的影响[Ｊ].云南电力技术，２０１２（４）：６２－６３