變電站直流系統(tǒng)接地故障的論述

楊建中　趙洪春

1、直流系統(tǒng)接地故障原因

直流系統(tǒng)在變電站中分布范圍較廣，遍及各開關端子箱，電纜多且長，一些外露部分容易受塵土、潮氣的侵蝕，容易造成絕緣降低甚至絕緣破壞，造成直流系統(tǒng)接地故障。造成直流接地的主要原因可以概括為以下幾點：①二次回路、設備絕緣材料不合格，絕緣性能低，二次回路檢修維護不當，絕緣老化，或存在某些損傷缺陷等，都可能造成直流接地；②二次回路接線錯誤或設備元件組裝不合理。如帶電體和接地體，直流帶電體與交流帶電體之間距離過小，當直流回路出現(xiàn)過電壓時，將間隙擊穿，形成直流接地，另外還可能存在一些潛伏性的接地，一旦通電就會出現(xiàn)直流接地故障；③二次回路及設備嚴重污穢受潮、接線盒進水等原因使直流對地絕緣下降。由于電纜溝密封性較差，造成雨水浸泡，造成電纜絕緣性能下降，另外端子箱內(nèi)電纜孔洞封堵不嚴，使端子箱嚴重受潮，也會造成接地故障；④小動物爬入或小金屬零件掉落在二次回路上造成直流接地故障。

2、直流系統(tǒng)接地故障的危害

2.1正極接地。直流正極接地有使繼電保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘繼電器線圈正常接于負極電源。若這些回路中再有一點發(fā)生接地，就可能引起誤動作。由圖1所示，直流接地發(fā)生在A、B兩點，將使1K1、2K1觸點被短接，KC勵磁，KC常開觸點閉合，通過斷路器常開輔助觸點引起誤跳閘。同理，A、D兩點或F、D兩點接地，都能造成開關誤跳閘。兩點接地還可以導致誤跳閘，誤發(fā)信號。

2.2直流負極接地。負極接地時造成繼電保護或斷路器拒絕動作。因為回路中若再有一點發(fā)生接地時，就可能使跳閘回路或合閘回路短路，造成繼電保護或斷路器不能動作。同時直流回路短路，會使電源保險熔斷，使繼電保護或斷路器失去電源，并可能燒毀繼電器。上圖中，B、E兩點接地，KC線圈被短接，線路故障，保護動作時，KC不動作，斷路器不跳閘，且保險會熔斷；D、E兩點接地時，跳閘線圈TQ被短接，保護動作斷路器拒絕跳閘，同時電源保險熔斷。

2.3直流系統(tǒng)正、負極分別接地。該種情況接地會造成直流短路，使電源保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。圖1所示，接地故障發(fā)生在A、E或F、E兩點時，即形成短路，電源保險熔斷；B、E兩點和D、E兩點接地，當保護動作或操作時，不但斷路器拒跳，而且使電源保險熔斷，同時還會燒毀繼電器。綜上所述，直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障，可能造成繼電保護或斷路器誤動或拒動。影響設備的安全穩(wěn)定運行，因此系統(tǒng)直流接地時，要及時查找，盡快處理，切勿造成直流系統(tǒng)接地。

3、直流系統(tǒng)接地故障處理措施

直流系統(tǒng)兩點接地，對設備和系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有很大影響，但是一般的兩點接地都由一點接地發(fā)展而成的。當發(fā)生一點接地時，系統(tǒng)會發(fā)出“直流系統(tǒng)接地”信號，要盡快查找并處理。在查找前，要首選判斷的接地極性和絕緣狀況，是金屬性接地還是非金屬性接地，到直流盤（直流系統(tǒng)接地巡檢儀）前檢查接地情況，記錄報警信息，根據(jù)信息提示，判斷接地點的具體位置和絕緣狀況，并及時匯報值長或調(diào)度。查找直流接地故障的一般順序和方法：（1）根據(jù)直流接地的極性，分析接地原因。判斷接地與氣候變化是否有關，長時期的陰雨天使直流系統(tǒng)絕緣受潮，端子箱、機構箱、接線盒密封不良而進水；二次回路上有無作業(yè)或操作，如站內(nèi)二次回路上有人工作，或設備有檢修試驗工作，應立即停止工作，拉開直流試驗電源，查看接地信號是否消失。（2）用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾部分，但要注意不能使保護失去電源。（3）用瞬停法，查找所帶各回路有無接地。（4）對于重要的直流負荷，不能間斷供電的，可以用轉(zhuǎn)移負荷法，查明故障所在回路。（5）進一步查出故障點，用瞬拔直流保險和信號保險的方法，查出故障點所在回路，從而進一步查出故障點。查找直流接地應由兩人進行，一人操作，一人監(jiān)護，具體步驟如下：（1）對瞬停帶有重合閘、備用電源的直流回路，應取得調(diào)度或值班長允許，并考慮切斷直流后發(fā)生事故的相應措施。（2）對瞬停帶有距離保護的線路直流時，應得到調(diào)度同意，將保護退出運行后方可進行。（3）對于微機保護（帶有高頻保護），應先與調(diào)度聯(lián)系，退出兩側高頻保護后，再將該微機保護整屏退出，進行查找。（4）在斷開某一回路直流電源時，不論接地與否，都應立即合上。且正、負極保險都要拔掉，防止存在寄生回路。（5）要特別注意，查找過程中，切勿造成直流另一點接地。

4、應用舉例

以通遼科爾沁變電站為例，其直流系統(tǒng)正常運行采用1號充電機帶1號蓄電池組給Ⅰ段母線供電，2號充電機帶2號蓄電池組給Ⅱ段母線供電。1號充電機退出系統(tǒng)運行時，先將Q4空關置于合位后，再將DK1刀閘旋轉(zhuǎn)至Ⅰ組電池充電試驗位置，DK3旋轉(zhuǎn)至母線聯(lián)絡位置，最后再將Q4空開置于分位。此時系統(tǒng)狀態(tài)為2號充電機帶2號蓄電池組給兩段母線供電。1號充電機可以單獨帶1號蓄電池充電。當發(fā)生直流接地故障時，查找直流接地應根據(jù)運行方式、操作情況判斷可能的接地點。利用絕緣監(jiān)察裝置查出是哪一極、哪一支路接地后，采用拉路尋找，分段處理。，記錄報警信息，根據(jù)信息提示，判斷接地點的具體位置和絕緣狀況。當確定直流接地故障發(fā)生在哪一段母線后，可用“瞬停法”和“轉(zhuǎn)移負荷法”查找故障母線中各支路。運行值班人員查找直流接地故障時的注意事項：①瞬拔操作、信號保險時，應經(jīng)調(diào)度同意。斷開直流的間隔時間不得超過3秒鐘，不論接地與否，均應立即投；②為了防止誤判斷，觀察接地故障是否消失時，應從信號、光字、表計指示綜合判斷；③防止人為造成另一點接地；④防止保護誤動作；⑤查找直流接地應二人進行，一人操作，一人監(jiān)護，防止人身感電；⑥運行人員不得改動直流系統(tǒng)接線。

（作者單位：國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司檢修分公司）

作者簡介

楊建中（1977），性別：男，籍貫：內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市開魯縣，工作單位：國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司檢修分公司，學歷：本科，職稱：工程師.

趙洪春（1978），性別：男，籍貫：內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市開魯縣，工作單位：國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司通遼供電公司，學歷：本科，職稱：工程師.