郉建浩 張 卓 張志強

國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司

變電站直流系統(tǒng)接地故障分析與處理

郉建浩 張 卓 張志強

國網(wǎng)山東省電力公司萊蕪供電公司

直流系統(tǒng)支撐著變電站內(nèi)繼電保護、安全自動裝置的可靠運行，但實際運行中，直流系統(tǒng)容易發(fā)生故障，必須要認真加以處理。因此，對直流系統(tǒng)接地故障必須采取早發(fā)現(xiàn)、早消除、勤防范策略。本文對變電站直流系統(tǒng)接地故障分析與處理進行了分析探討。

變電站；直流系統(tǒng)；接地故障；分析與處理

引言：

在變電站中，直流系統(tǒng)為控制、信號、繼電保護、自動裝置、事故照明及操作等提供可靠的直流電源，其正常與否對變電站的安全運行至關(guān)重要。比如，發(fā)生單點接地。雖然單點接地不引起危害，但若演變成兩點接地將造成保護誤動或拒動、信息指示不正確、熔斷器熔斷等嚴重事件。本文直流系統(tǒng)接地故障原因、危害以及如何處理進行分析。

1.直接接地的原因剖析

直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障往往同多種原因引起，但總結(jié)起來主要有人為和自然兩方面因素。人為因素如工作人員在二次回路帶電工作，使直流電源碰到接地部分；人為的機械力造成電纜損傷，使帶電芯線與屏蔽層碰到一起。如果是直接接地還比較容易發(fā)現(xiàn)，但像芯線絕緣損傷等不一定立即發(fā)出接地信號，等到天氣發(fā)生變化，濕度增大后就可能引起接地。此外，在改造、檢修過程中接錯電纜芯號，使電纜一端接直流電源，另一端作為備用芯而不作任何保護處理，一旦備用芯碰到設(shè)備外殼，也會造成接地故障。自然因素如設(shè)備質(zhì)量不良，直流系統(tǒng)絕緣老化等可能引發(fā)接地；雨天或霧天導致室外的 直流系統(tǒng)絕緣降低可能引發(fā)直流接地；室外斷路器電纜其保護鐵管中容易積水時間長了可能造成接地；變壓器的非電量回路，因變壓器滲油或防水不嚴，造成絕緣損壞引發(fā)接地；設(shè)備端子受潮或積有灰塵等造成絕緣降低引起接地；斷路器的操作線圈、電笛、電鈴等，若引線不良或線圈燒毀后絕緣破壞引發(fā)接地。

2.直流接地故障的危害

當直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，由于沒有短路電流，熔斷器不會熔斷，仍可繼續(xù)運行，但必須及時處理；否則，當發(fā)生另一點接地后，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作與跳閘、越級跳閘，以致?lián)p壞設(shè)備，擴大事故范圍，嚴重威脅系統(tǒng)的安全運行。直流正極接地有造成保護誤動的可能，直流負極接地有造成保護拒動的可能。

3.直流系統(tǒng)接地故障排查

從以上的直流接地危害中，可以看出無論是正極接地還是負極接地，只要有一個接地，即對地構(gòu)成了新的接地回路，要求迅速排除，否則一旦出現(xiàn)兩點或多點接地就會發(fā)生故障，乃至發(fā)生事故。從以往現(xiàn)場實際的情況和經(jīng)驗所得，直流系統(tǒng)接地故障排查大致有以下幾種方法：

(一)微機絕緣監(jiān)察裝置排查法

目前在變電站中多采用微機選線型直流絕緣監(jiān)察裝置，該裝置對直流系統(tǒng)實時監(jiān)控，能夠直接測量直流系統(tǒng)正負極及各供電支路的對地絕緣狀況等信息。其原理過程大多為各分支回路的絕緣監(jiān)測用一低頻信號源作為發(fā)生器，通過耦合電容向直流系統(tǒng) 正負母線發(fā)送交流信號，用一小電流互感器同時套在各出線支路的正、負出線上。絕緣監(jiān)察裝置的最大優(yōu)點在于它在不切斷直流回路負荷的情況下進行查尋，但是如果平衡橋的電阻和切換電阻的參數(shù)設(shè)計不合理將造成直流系統(tǒng)正負極對地電壓波動過大，甚至在一點接地時導致保護控制等二次設(shè)備的出口繼電器、光耦合器誤動作。

(二)瞬時拉路法

根據(jù)負荷的重要程度，依次短時拉開直流屏所供各回路直流負荷。當切除某一回路時故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，繼續(xù)運用拉路法，可進一步確定故障在此回路的哪一支路中。此方法需要逐步拉掉各條支路，因此大大降低了直流供電的可靠性，如有重要負荷無法停電，則必須使用供臨時電源先轉(zhuǎn)移負荷，且要考慮到備用臨時直流電源的容量。該種方法一般在新建變電站過程中、選線型裝置失效的情況可以考慮采用。

直流系統(tǒng)接地故障排查時，如果站內(nèi)二次回路有在施工的或有檢修試驗的，首先應(yīng)立即停止工作，拉開電源看信號是否消除。故障判斷先微機后人工、先外后內(nèi)、先次后重、先信號再控制的原則。采用拉回路的方法時，要先拉次要的負荷回路，再拉重要回路。處理過程中應(yīng)做出具體的安全措施，避免造成保護誤動作。

4.直流系統(tǒng)故障問題對策

為了減少直流系統(tǒng)發(fā)生接地的概率，保證直流饋線供電的可靠性，現(xiàn)總結(jié)有以下幾個建議對策：

(一)直流系統(tǒng)的設(shè)計合理化

設(shè)計科學合理是確保直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡(luò)可靠供電的首要條件。設(shè)計各項指標必須滿足所屬電網(wǎng)公司直流系統(tǒng)的規(guī)范要求，滿足變電站實際負荷情況和運行狀況的需要。選擇合理的供電方式，從源頭上保證所設(shè)計的直流系統(tǒng)各參數(shù)的正確。前面所述的減小電纜的分布電容，是提高運行可靠性的有效方法。減小分布電容主要方法有減小控制電纜的長度和采用電容效應(yīng)較小的電纜。工程上通?？梢圆扇≡O(shè)置多個保護小室、對戶外高壓配電裝置進行GIS化改造的方法來減少控制電纜的長度；也可以用光纜代替電纜來傳遞保護跳閘信號，克服長電纜分布電容的影響。

(二)過程嚴把施工質(zhì)量控制關(guān)

施工單位在施工過程中應(yīng)嚴格控制施工質(zhì)量和工藝，并對回路進行檢查測試，尤其是對電纜進行絕緣試驗。試驗中投運前發(fā)生接地后及時更換損傷的電纜。在改擴建施工，改造舊回路時應(yīng)仔細核實拆除的電纜芯線，不用的回路及時拆除，施工時在二次安全技術(shù)措施單上反映，且完善相應(yīng)的圖紙。

(三)加強對站內(nèi)直流系統(tǒng)的運行維護

在日常工作中應(yīng)定期對直流系統(tǒng)的運行情況進行檢查，特別是預(yù)防雨雪天氣的各箱體、接線盒、端子的防潮進水，以便及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并應(yīng)結(jié)合年度的保護及自動化裝置效驗檢修，由檢修人員對相應(yīng)間隔的直流回路進行預(yù)防性檢查，對運行時間長、元件老化嚴重的設(shè)備應(yīng)及時更換。根據(jù)各個變電站直流系統(tǒng)的情況，制定不同的直流故障處理預(yù)案，預(yù)案一定要簡潔、適用和有針對性。

5.結(jié)語

綜上，直流系統(tǒng)運行的可靠性更是受到了更高的關(guān)注。不斷地加強對直流系統(tǒng)的運行維護分析、總結(jié)經(jīng)驗，做好接地的防范措施，提高直流系統(tǒng)乃至整個電網(wǎng)供電的可靠性。

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[2]張富剛，鄧明，董武良，韓豐收，方輝、熊樂樂.變電站二次回路常見問題對策[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2015，(5)