一起GSP對時引起的直流接地故障分析

摘要：直流接地是電力系統常見故障，本文是一例特殊的由GPS對時引起的直流接地故障。

關鍵詞：GPS 直流接地

1 事故經過

220kV某變電站擴建110kV至某間隔工程，本期工程保護裝置采用深圳南瑞公司生產的ISA-311G微機線路保護裝置，線路測控采用國電南瑞科技生產的NSD500V微機測控裝置。保護人員在ISA-311G微機線路保護裝置進行GPS對時二次回路接入過程中，監控機發直流接地信號，經過檢查為直流正接地。一極接地在直流系統中并不引起危害，但是不允許一極接地長期工作，這是因為，當同一極的兩端同時發生接地時，在一定程度上可能導致信號裝置、繼電保護和控制裝置等出現誤動作或拒動作，或者另外一極接地時，將會發生直流系統短路故障，進而產生嚴重的后果。因此，在直流系統中，不允許長期一點接地運行。

2 GPS裝置對時工作原理

GPS時鐘服務器是一個精致的可以獨立工作的裝置，它通過GPS模塊獲得衛星系統提供的格林尼治的準確時間并及時更新，使用時通過接收服務器發出的串行數據獲得毫秒級精確度的北京時間。GPS信號接收器作為集成電路模塊，其功能是接收GPS衛星信號，輸出1PPS脈沖，其時間精度為1微秒，該裝置通過RS232串行口將國際標準時間、日期和接收器所處的位置等信息輸出。同步脈沖發生電路： 輸出同步脈沖信號（秒、分鐘、小時）。對整個系統進行監控是通過中心處理單元實現的，同時通過接收由GPS衛星信號接收模塊發送的國際標準時間信息及秒同步信息，通過轉換，經串行口輸出，供繼電保護和安全自動裝置使用。

對時方式有3種：①軟對時。通過通訊報文的方式實現，這個時間是完整時間，包括年、月、日、時、分、秒、毫秒等，監控系統中一般是：為了獲得GPS的時間，以廣播報文的方式，總控或遠動裝置與GPS裝置通訊同時發送到裝置。報文的對時受到距離的影響和制約。受傳播延時誤差的影響和制約，軟對時難以滿足高精度的要求。②硬對時。通常情況下，用分對時或秒對時。在精度方面，秒對時要高于分對時。按照接線方式可以將硬對時分成兩類，分別為差分對時和空接點方式。與485的電平信號相類似，通過總線方式差分將所有裝置掛在上面，GPS裝置定時一般是整秒時，這種對時將對時信號通過兩根信號線中A（+）、B（-）的電平變化脈沖向裝置發出。通過硬對時方式進行對時時，一般情況下GPS輸出口數、GPS裝置與各保護測控裝置之間的對時線可以節省。空接點方式與繼電器的接點信號相類似，GPS裝置對時接點輸出與每臺保護測控裝置對時輸入一一對應連接。GPS裝置通過空接點方式輸出，在其內部是一個三極管，具有方向性，不能承受高電壓，通常情況下為24伏開入，如果用戶需要220V的開入需要做一定的處理。③編碼對時：目前，IRIG-B對時比較常用，該對時方式分為調制和非調制。IRIG-B碼作為一種綜合對時方案，相當于秒脈沖同步信號。這是因為在其報文中包含秒、分、小時、日期等時間信息，同時每一幀報文的第一個跳變又對應于整秒。

本期ISA-311A保護裝置對時方式為：硬接點秒對時。

秒對時原理：

①無源輸出方式：當脈沖輸出為無源空接點時，34芯扁平電纜定義為1，3，5…31為空接點“+”端即+24V電源輸入端。2，4，6…32為空接點“-”端，即同步脈沖信號輸出端。

②有源輸出方式：當脈沖輸出為無源空接點時，34芯扁平電纜定義為1，3，5…31為空接點“+”端即+24V電源輸入端。2，4，6…32為空接點“-”端，即同步脈沖信號輸出端。

3 事故處理方法

保護人員在將保護裝置GPS+、GPS-二次回路接入到GPS對時屏右側端子排上的24V光隔中后，直流監視系統立即報直流接地信號。若將保護裝置過來的二次回路拆除，直流監視系統立即恢復正常，直流接地信號立即消失。

參考文獻：

[1]白凱.基于GIS和GPS智能終端的線路巡檢系統設計與實現[J].價值工程，2012（07）.

[2]張華，郭紅軍，朱大偉.GPS網絡時間同步服務器在電力系統中的應用[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2009（06）.

[3]李楠，陳瀚，聶光啟，白建國.適用于電力系統的標準時鐘系統[J].水利水電技術，1996（05）.