宋華文

（甘肅電投河西水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 甘肅 張掖 734000）

直流系統(tǒng)接地故障分析與處理

宋華文

（甘肅電投河西水電開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司 甘肅 張掖 734000）

隨著電力系統(tǒng)和工業(yè)自動(dòng)化控制的迅速發(fā)展，直流操作系統(tǒng)在電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站等大型工礦企業(yè)中被廣泛應(yīng)用，是運(yùn)行控制系統(tǒng)的重要組成部分。然而，電纜或設(shè)備的絕緣老化會(huì)導(dǎo)致直流系統(tǒng)的接地故障。在運(yùn)行過(guò)程中由于各種原因，可能造成對(duì)主要設(shè)備損壞、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置故障、拒動(dòng)、燒壞繼電器觸點(diǎn)等重大問(wèn)題?；诖?，本文就直流系統(tǒng)接地故障分析與處理進(jìn)行詳細(xì)探究，以期為有關(guān)方面的研究提供參考借鑒。

直流系統(tǒng)；接地故障；發(fā)電廠；電力系統(tǒng)

1 引言

直流系統(tǒng)由于對(duì)應(yīng)急電源、信號(hào)設(shè)備、斷路器分合閘操作、自動(dòng)控制等設(shè)備，提供電流電源服務(wù)，使系統(tǒng)用電處于一個(gè)安全的狀態(tài)下，為此，直流系統(tǒng)不僅僅在變電站中得到使用，在水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠中均得到廣泛使用。但是，隨著電網(wǎng)規(guī)模的復(fù)雜化，直流系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)故障現(xiàn)象，無(wú)法確保電網(wǎng)安全，為了避免該問(wèn)題，需加強(qiáng)直流系統(tǒng)日常維護(hù)力度，采取有效的接地處理方法。

2 危害

直流系統(tǒng)的可靠性決定了電廠系統(tǒng)的穩(wěn)定性，作為電廠的重要組成部分，其作用是不容忽視的。在電廠的運(yùn)行過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，間接的引起斷路器出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作或直接拒絕動(dòng)作。雖然這些故障是直接對(duì)回路產(chǎn)生不利的影響，但是回路卻能決定電廠是否能正常工作，從而決定電力企業(yè)的發(fā)展。而直流接地首先是直接導(dǎo)致直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障，如果發(fā)生的是一點(diǎn)接地，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成大的影響，但如果是兩點(diǎn)接地，很可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。如果DC系統(tǒng)兩點(diǎn)接地，造成故障，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)短路、跳閘等問(wèn)題，造成繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、信號(hào)裝置等故障甚至拒動(dòng)。在每一個(gè)設(shè)備拒動(dòng)的情況下，都會(huì)造成電流系統(tǒng)中的保險(xiǎn)絲熔斷，使控制回路和設(shè)備因功率損耗而無(wú)法正常運(yùn)行。

正常情況下，系統(tǒng)中的合閘裝置和繼電器與電源的負(fù)極連接，如果有一點(diǎn)接地出現(xiàn)在回路中，就會(huì)造成線路短路，使這些設(shè)備誤動(dòng)，從而使直流負(fù)極接地。在直流負(fù)極接地的情況下，系統(tǒng)中的各類(lèi)保護(hù)裝置就會(huì)拒動(dòng)。同時(shí)，回路中形成的短路電流會(huì)導(dǎo)致電源的保險(xiǎn)絲被熔斷，嚴(yán)重的甚至?xí)估^電器的接觸點(diǎn)遭到破壞，從而使整個(gè)電路處于完全不能工作的狀態(tài)。

3 原因

在電廠運(yùn)行系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)有暴露部分多、電纜組成復(fù)雜、系統(tǒng)分布廣等方面的特點(diǎn)，并受到一些內(nèi)外因素（包括環(huán)境、自然和人為因素）的影響。這些因素影響直流系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)的一些性能相對(duì)薄弱的絕緣元件的性能受損，該方面已成為直流系統(tǒng)接地故障的主要原因。分析表明，導(dǎo)致直流接地故障的誘因如下：1）DC系統(tǒng)二次回路和兩臺(tái)設(shè)備所選用的絕緣材料在性能上存在一定的缺陷，不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，絕緣性能不足，或二次回路、設(shè)備很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)行，設(shè)備維護(hù)不當(dāng)，大量元器件老化、引發(fā)的損傷、扭傷、燒傷等質(zhì)量問(wèn)題。2）直流系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境差，運(yùn)行條件差。在惡劣的天氣條件下，如陰雨、潮濕天氣下，DC系統(tǒng)電氣設(shè)備的絕緣性能將受到嚴(yán)重破壞，在很大程度上增加了直流接地故障發(fā)生的可能性。例如，在電站直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)風(fēng)雨飄入戶外直流系統(tǒng)接線盒內(nèi)（由于戶外二次接線箱操作不當(dāng)、維護(hù)不完全密封），導(dǎo)致外殼形成的樁頭連接形成通路，從而誘發(fā)接地故障。3）場(chǎng)地端子箱和機(jī)構(gòu)箱內(nèi)繼電器、輔助開(kāi)關(guān)老化。室外二次元器件長(zhǎng)期受粉塵、潮濕、高溫影響，老化加速，絕緣降低，引起直流接地的發(fā)生。4）控制回路線圈燒毀引起的短路或接地。斷路器分合閘回路一般都有自保持回路，當(dāng)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)卡澀，開(kāi)關(guān)的輔助觸頭不能及時(shí)更換時(shí)，線圈就會(huì)被燒毀，造成直流接地。5）雜物或小型動(dòng)物也是直流系統(tǒng)接地故障的主要原因。如蜈蚣、老鼠等小型動(dòng)物很容易放電進(jìn)入帶電電路并誘發(fā)直流系統(tǒng)接地故障，或二次回路運(yùn)行和維護(hù)過(guò)程中，一些金屬元件落在DC電路上，而電路處于帶電狀態(tài)，導(dǎo)致與金屬屏的短路連接和接地事故。6）維護(hù)工作不到位。直流系統(tǒng)是為電站提供電能的重要裝置，其維護(hù)工作必須全面、仔細(xì)。但在實(shí)際維護(hù)工作中，維護(hù)人員并沒(méi)有盡到自己的責(zé)任，在系統(tǒng)維護(hù)和接地維護(hù)方面都存在許多問(wèn)題。

4 直流系統(tǒng)接地故障的處理方法

4.1處理直流接地的一般要求

1）如果故障點(diǎn)和一次設(shè)備的安全距離不夠，應(yīng)當(dāng)切斷設(shè)備電源。2）直流接地尋找和處理必須由兩人進(jìn)行，工作中應(yīng)避免在DC短路或另一點(diǎn)接地。3）檢查直流接地時(shí)，儀器不應(yīng)低于2000Ω/ V。4）在對(duì)繼電保護(hù)、操作電源、自動(dòng)裝置、信號(hào)電源等重要負(fù)荷進(jìn)行測(cè)試時(shí)，必須獲得相應(yīng)的調(diào)度許可，退出相應(yīng)的保護(hù)出口壓板。在對(duì)直流電源進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要注意一次設(shè)備的運(yùn)行和儀器及背景信號(hào)的變化。

4.2接地處理方法

一般情況下每一段直流母線都有相應(yīng)的配置一個(gè)絕緣監(jiān)查設(shè)備，配置絕緣監(jiān)查設(shè)備的主要目的是為了可以掌握直流系統(tǒng)當(dāng)中，正負(fù)母線的絕緣情況，是否處于一個(gè)正常狀態(tài)下，若是存在直流接地故障，此時(shí)，設(shè)備可將故障的大致范圍顯示出來(lái)，但是無(wú)法將故障的具體位置顯示，進(jìn)行故障具體位置的定位工作，還需要聯(lián)合手動(dòng)拉路的方式進(jìn)行檢查。當(dāng)接地范圍大致的確定之后，就能夠采用萬(wàn)能表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量母線的電壓狀況，由此判斷出直流系統(tǒng)的接地情況，若是正負(fù)極的電壓存在不統(tǒng)一的現(xiàn)象，則可判斷出哪一級(jí)為接地極，接地極為電壓低的那一級(jí)，再使用拉路法即可確定出故障的具體位置。

另外，還可以使用故障定位查找儀器，排查直流接地故障也是常用的方法。利用先進(jìn)的故障定位儀器，在排查故障時(shí)不需要切斷直流回路電源，采集互感器可直接檢測(cè)各分布回路是否有接地現(xiàn)象，并通過(guò)發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示檢修人員。雖然儀器定位查找法使用方便、操作簡(jiǎn)單、省時(shí)省力，但是目前市面上的直流故障定位查找產(chǎn)品抗干擾能力及兼容性普遍較差，出現(xiàn)誤報(bào)的幾率很高，因而這一方法只能作為輔助性手段。

隨著技術(shù)的發(fā)展，直流系統(tǒng)接地故障處理的方法越來(lái)越多，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，工作人員要保持清醒的頭腦，不擅自處理，將其情況匯報(bào)給相關(guān)部門(mén)，有專(zhuān)業(yè)的維修人員負(fù)責(zé)維修工作，維修人員在確保自身安全的前提之下，嚴(yán)格按照操作要求，找出接地極點(diǎn)，并對(duì)接地極點(diǎn)的正負(fù)情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。根據(jù)實(shí)際情況，若是條件允許，采用分網(wǎng)法，把兩段接線的母線分段刀閘拉開(kāi)，縮小判斷的范圍，提高判斷的準(zhǔn)確率，從而快速找出接地極點(diǎn)。并根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，挖掘問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因。若是發(fā)生直流接地時(shí)，需要注意的是保護(hù)好其它設(shè)備，與多個(gè)維護(hù)人員共同開(kāi)展維護(hù)工作，從安全的角度出發(fā)，不可由一個(gè)維護(hù)人員單獨(dú)負(fù)責(zé)維修工作。

4.3查找直流接地時(shí)的注意要點(diǎn)

1）直流母線接地后，要及時(shí)做好預(yù)防措施，嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)去做，盡可能避免短路現(xiàn)象，并防止二次回路接地的發(fā)生。2）查找工作人員由兩名員工一起工作，以免觸電，保證安全和相互監(jiān)督；并且工作人員在拉路檢查時(shí)，動(dòng)作要及時(shí)準(zhǔn)確，因?yàn)橛幸欢ǖ臅r(shí)限，避免斷電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而造成其他故障。3）為了避免錯(cuò)誤的判斷，要根據(jù)信號(hào)和絕緣監(jiān)測(cè)表判斷和綜合分析；若采用一接地點(diǎn)，就不能應(yīng)用萬(wàn)用表通過(guò)斷檔位進(jìn)行測(cè)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

直流系統(tǒng)是電廠重要組成部分，它能提供運(yùn)行所需的電力。因此，如果DC系統(tǒng)接地故障，則會(huì)破壞電站的穩(wěn)定性。直流接地的查找存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜性，通常需要根據(jù)具體情況進(jìn)行綜合使用，但不能造成失電和保護(hù)誤動(dòng)。此外，加強(qiáng)直流負(fù)載相關(guān)的設(shè)備維護(hù)維修，是減少DC系統(tǒng)接地的有效途徑，對(duì)于值班人員來(lái)講，當(dāng)接地報(bào)警發(fā)生時(shí)能夠跟蹤負(fù)荷停止及設(shè)備的檢修情況，可以大大提高接地的查找效率。

[1]程芳. 關(guān)于變電站直流系統(tǒng)接地故障的分析和查找方法[J]. 大科技,2012( 18) ：61 -62.

[2]倪新蕾. 非平衡電橋的輸出特性研究[J]. 大學(xué)物理,2009,28( 3) ： 33 - 35.

TM930

A

1007-6344（2017）05-0147-01