變電站直流系統(tǒng)接地故障查找方法研究

李家淇

摘 要：直流系統(tǒng)對變電站的正常運(yùn)營有非常重要的意義。對于變電站而言，最難處理的就是直流系統(tǒng)中的線路接地問題。因此，全面闡述了接地故障的多種檢測方法，以期為變電站的安全運(yùn)行提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)；接地故障；平衡橋

中圖分類號：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.156

目前，直流電源已經(jīng)被廣泛運(yùn)用在了各個(gè)變電站的裝置及回路中，比如繼電保護(hù)裝置、控制以及出口回路等，進(jìn)而組成了直流系統(tǒng)。只有變電站中的直流系統(tǒng)是可靠的，變電站才能實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際中，變電站的很多區(qū)域都會存在直流系統(tǒng)，如果遇到惡劣天氣或發(fā)生電纜老化的情況，則可能使直流系統(tǒng)出現(xiàn)接電故障，且在實(shí)際操作中，檢測接地故障的難度非常大，這是因?yàn)橹绷飨到y(tǒng)在變電站中的分布十分復(fù)雜，線路的數(shù)目也比較多。

1 變電站直流系統(tǒng)接地的原因

變電站中直流系統(tǒng)的線路回路眾多、工作負(fù)荷較大，如果遇到極端天氣或其他狀況（線路老化、外部擠壓、漏水等），則可能導(dǎo)致其絕緣程度下降，最終引發(fā)線路接地。除上述原因外，人為原因也可能造成線路接地，比如，安裝工人在安裝中隨意使用電纜、工程防水工作不到位、電纜的絕緣層被破壞等。

2 直流系統(tǒng)接地的查找方法

當(dāng)變電站的直流系統(tǒng)無法正常工作時(shí)，應(yīng)先找到故障的確切位置，并依據(jù)以往的檢測經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)典案例研究故障原因，最后處理已發(fā)生的故障，從而確保直流系統(tǒng)可正常運(yùn)行。

2.1 直流電橋

直流電橋可分為平衡橋、不對稱橋兩類。它通常用來檢測直流系統(tǒng)。平衡橋的理論依據(jù)為：直流系統(tǒng)中的正極或負(fù)極下降打破了電橋原有的平衡時(shí)，通過不平衡的程度確定故障位置。這種方法最大的缺陷是應(yīng)用范圍非常小，僅能體現(xiàn)正、負(fù)極的狀況，無法完整地反映整個(gè)系統(tǒng)的狀況。

低頻電壓一般作用于直流母線與地面之間。一般而言，直流電路是不會接地的，且在正常工作狀態(tài)下，其僅允許直流電流流過。如果電路中某一部分出現(xiàn)了接地問題，則系統(tǒng)會自動使低頻電流通過該路段。此時(shí)，后臺的專屬檢測軟件會接收到該信號，最終通過計(jì)算、分析可找到線路接地的區(qū)域，且可了解電阻接地的程度。拉回路法是以往檢測接地的方法之一，采用該方法時(shí)各回路會間歇性地?cái)嚯?。目前，低頻信號的發(fā)送和接收不需要依靠間歇性斷電，直接可檢測到發(fā)生故障的路段和具體的接地情況，極大地提升了工作效率。

2.2 低頻信號注入法

目前，主流的做法是采用電橋法確定故障的水平位置，采用低頻信號法確定故障的深度，進(jìn)而得到確切的故障位置和數(shù)值。當(dāng)裝置發(fā)生故障時(shí)，通常采用雙不對稱電橋法來處理。采用閉合電路測定電壓，可得到線路的絕緣情況。如果線路中的正極存在絕緣問題，正母線測定的電壓會偏??；如果線路中的負(fù)極存在絕緣問題，負(fù)母線測定的電壓會偏小。

2.3 拉路法

拉路法是電力系統(tǒng)故障排查中一種較為簡單的方法，其原理為：由于線路接地處為負(fù)極，負(fù)極可在直流導(dǎo)線下產(chǎn)生電流，因此，人們可斷開直流導(dǎo)線，觀察線路的電流情況，從而判斷接地位置。如果在電力系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)變壓電直流系統(tǒng)接地的情況，可采取拉路法觀察接地是否消失。如果接地已消失，則說明接地存在于切斷的導(dǎo)線中；反之，則應(yīng)立即重連所有的導(dǎo)線，并再次使用拉路法一一排查其他線路，最終確定直流系統(tǒng)接地故障產(chǎn)生的原因。但在實(shí)際情況中，受到電力系統(tǒng)變電站規(guī)劃和施工等方面的影響，易導(dǎo)致系統(tǒng)的各項(xiàng)回路錯(cuò)綜復(fù)雜、線路放置比較混亂，且系統(tǒng)控制線路、反饋線路等回路存在一系列的問題，進(jìn)而增大了實(shí)施拉路法的難度，增大了系統(tǒng)直流接地故障排查的難度。因此，在建設(shè)電力系統(tǒng)的過程中，應(yīng)注意這方面的問題。

2.4 自動隔離定位法

采用隔離定位法，可在查找接地故障時(shí)保持各支路電路通暢，從而在排查線路接地時(shí)可較為容易地判斷故障部位。采用該方法的前提是具備多個(gè)直流電源，且需要將接地的直流電源中的線路重新接入到其他直流電源中。

采用該方法可通過直流板控制電阻，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)、隔離故障點(diǎn)。要想實(shí)現(xiàn)上述功能，就必須在配備其他直流電源的基礎(chǔ)上，切換變壓電系統(tǒng)中所有支路的原電源與現(xiàn)有電源，并配備檢測系統(tǒng)。如果在單條或多條支路中出現(xiàn)了線路故障，則可通過檢測系統(tǒng)切換電源，從而判斷哪一條線路存在故障。如果切換電源后，線路接到了隔離電源上系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行，則說明該線路沒有問題；反之，則可以確定該線路存在故障。

3 結(jié)束語

綜上所述，直流系統(tǒng)接地故障的排查難度較大，且故障發(fā)生后常造成重大的損失。因此，為了及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)問題所在，在最短的時(shí)間內(nèi)了解事故發(fā)生的原因?qū)φ麄€(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行而言極其重要。本文對變電站直流系統(tǒng)接地故障進(jìn)行了研究，目的在于有效解決電力系統(tǒng)工作人員遇到的排查難題，從而減少安全隱患，保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]蔡駿峰.解決直流接地故障的新思路[J].湖北電力，2011（01）.

[2]朱新菊.變電站直流系統(tǒng)接地故障分析與處理方法[J].電氣開關(guān)，2013（01）.

[3]廖軍.直流接地故障分析與查找[J].廣東電力，2013（01）.

〔編輯：張思楠〕