500kV變電站直流系統(tǒng)異常分析及接地處理措施探究

鄧健鏘

摘 要：變電站直流系統(tǒng)是重要的系統(tǒng)之一，其能否正常運行直接影響到電力系統(tǒng)的安全，直流系統(tǒng)的異常與故障威脅到系統(tǒng)安全，特別是接地故障需要重視并及時處理。文章分析了500kV變電站直流系統(tǒng)接地類型以及具體的處理對策。

關(guān)鍵詞：變電站直流系統(tǒng)；接地故障；特征；處理方法

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0051-02

前言

變電站直流系統(tǒng)有較多的線路和分支路，其負荷設(shè)計范圍較大，而且需要持續(xù)運行，當遭遇一些外界因素的干擾時，則很容易出現(xiàn)接地故障，必須及時發(fā)現(xiàn)這些故障，而且要積極地采取措施，這樣才能維護變電站直流系統(tǒng)的安全。

1 500kV變電站直流系統(tǒng)異常接地類型分析

1.1 正極兩點接地

此類接地故障容易造成相關(guān)電氣設(shè)備，例如：斷路器、繼電保護等發(fā)生誤動。閘線圈的跳閘、合閘等的調(diào)節(jié)，繼電器線圈的勵磁回路等一般同直流系統(tǒng)的電源的正極鏈接。接地點的兩端如果都存在直流接地，意味著接點短路，進而造成后方的繼電器發(fā)生勵磁，加劇了誤動故障。對此看出，兩點接地容易造成信息錯發(fā)、誤報等。具體如圖1所示：

1.2 負極兩點接地

直流系統(tǒng)中二次回路分布相對繁瑣、復(fù)雜，當發(fā)現(xiàn)相同極的兩點出現(xiàn)接地時，則會造成繼電器短路，當線路處于故障狀態(tài)時，則可能導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備拒動，甚至出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象，加劇了故障嚴重性。繼電器的線圈、跳閘線圈等一般同直流的負極電源相聯(lián)，負極線圈如果在兩端相同時間接地，則可能因為接地點短路導(dǎo)致拒動，此時短路還可能造成保險絲熔斷，使得保護電源不運轉(zhuǎn)，繼電器也可能受損。

2 500kV變電站直流系統(tǒng)接地處理措施

2.1 直流系統(tǒng)接地分析

直流系統(tǒng)接地簡單說就是變電站直流系統(tǒng)同大地間的絕緣度急劇下降，其中具體包括：正極接地、負極接地，金屬與非金屬接地等?，F(xiàn)實操作中當存在兩點接地問題時，就意味著有短路故障出現(xiàn)，隨之引發(fā)信號中斷、設(shè)備拒動或者誤操作等問題，甚至可能造成電源中斷，例如：保護設(shè)備、控制回路斷電等，相關(guān)的一次設(shè)備面臨巨大的故障威脅。通常來說，斷路器的跳閘線圈較為特殊，同負極電源連起來，如果直流系統(tǒng)正極接地，則將會同大地之間逐步形成環(huán)形回路，如果A點、B點同步接地，則意味著它們是經(jīng)大地來連接，位于兩點之間的繼電器則將發(fā)出反應(yīng)，最終斷路器跳閘。具體如圖2所示。

當直流系統(tǒng)中的負極出現(xiàn)接地故障時，意味著保護動作中存在短路故障，此時斷路器也將不再運行，甚至引發(fā)其他故障，例如：越級跳閘等。

2.2 接地處理方法

（1）故障排查法。接地故障處理前需要進行排查，具體應(yīng)該從以下幾個環(huán)節(jié)入手：

第一，剖析故障現(xiàn)場概況。在正式進入排查狀態(tài)前，必須對設(shè)備所處的環(huán)境加以剖析，其中，陰雨、霧霾等應(yīng)該成為重點考慮因素，因為這些干擾性物質(zhì)可能導(dǎo)致設(shè)備與線路等因為潮濕與腐蝕而陷入故障狀態(tài)。

第二，關(guān)注絕緣檢測設(shè)備的警示信號。結(jié)合報警信號來剖析現(xiàn)場，其中要將設(shè)備的工作環(huán)境著重考慮，如果確定是陰雨條件下的故障，則要從設(shè)備絕緣角度來剖析故障成因。

第三，瞬間停電狀態(tài)下的接地點查找。當前兩關(guān)鍵法不奏效時則可以借助瞬間停電法，第一步關(guān)閉繼電保護，以及和電網(wǎng)無關(guān)的裝置，第二步則要關(guān)閉繼電保護裝置，再依次中斷各類電源。

（2）故障定位法。直流系統(tǒng)接地故障的定位可以通過定位儀或查找儀來進行定位查找，例如：便攜式查找儀，此設(shè)備可以協(xié)同拉路法同步運用，根據(jù)現(xiàn)實情況來說，便攜式直流接地查找儀能夠有效運用，無需斷開直流回路電源，這樣就能找到接地點，這樣就能有效處理接地故障?？偟膩碚f，直流系統(tǒng)接地故障需要借助定位法，確保及時發(fā)現(xiàn)、定位故障，從而更為高效地解除故障，提高系統(tǒng)運行效率。

（3）拉路法。根據(jù)直流接地回路自身運行模式，當它同直流系統(tǒng)處于脫離狀態(tài)時，直流母線中的正極、負極則將對地電壓保持平衡，拉路法適合用在直流接地系統(tǒng)的瞬間故障，不足在于無法準確定位接地點，特別是500kV直流系統(tǒng)，實際故障排查可能形成非常規(guī)模式下的回路。

（4）選線監(jiān)測法。主要是借助于絕緣接地選線監(jiān)測裝置，具體來說就是將電流互感器配設(shè)于直流線路的相關(guān)回路的適合性部位，這樣設(shè)備就能接受到信號，并利用此設(shè)備來對信號加以剖析，從中確定接地回路，其上方配設(shè)的傳感器通常會編號，能夠同接地檢測設(shè)備中的號碼一致。其運行中的優(yōu)點體現(xiàn)在：能夠在線檢測，從而更加及時、高效地發(fā)現(xiàn)并定位故障，方便故障點的查找。

（5）拆端子法。當500kV變電站直流系統(tǒng)發(fā)生異常，出現(xiàn)接地故障，而且已經(jīng)確定接地點時，最常用帶電拆端子法，簡單說就是讓糾纏一塊的帶電環(huán)節(jié)彼此分離，從而分析有無接地故障。這其中最關(guān)鍵是要準確定位故障點，而且需要專業(yè)人員的操作、配合。要求拆端子需要細致分析設(shè)計圖，圈出某范圍，從主線路入手，到支線，逐級地核查。

（6）自動隔離法。自動隔離法就是對直流系統(tǒng)的接地故障進行自動化隔離，具體可以借助直流板控制電阻，能夠及時地隔開故障點，這其中需要靈活、頻繁地變換各個支路的原電源、現(xiàn)有電源等，同時配設(shè)監(jiān)測設(shè)備，確保及時發(fā)現(xiàn)故障，并能夠及時切換電源，這樣就維持了非故障區(qū)的正常運行，從整體上維護系統(tǒng)的安全。

3 500kV變電站直流系統(tǒng)接地故障的預(yù)防措施

針對500kV變電站直流系統(tǒng)接地故障的破壞性，需要對其進行積極地防范，最基礎(chǔ)是要從日常入手，也就是要加強設(shè)備的防潮、防污等工作，定期檢查電氣設(shè)備等有無進水、受污染等問題，如果發(fā)現(xiàn)問題則要及時處理，對受潮和污染部分及時進行處理，及時解除隱患，特別是一些特殊的天氣，例如：大霧、雨雪并重、陰雨連綿等，需要加大室內(nèi)外設(shè)備的質(zhì)檢次數(shù)，而且要本著全面到位、精細化、深入的原則，及時發(fā)現(xiàn)故障點，因為直流系統(tǒng)的任何一個部位受到雨水侵蝕都可能影響其絕緣度，需要實行防潮保護處理。

當變電站系統(tǒng)進入施工狀態(tài)時，應(yīng)該對施工人員提出規(guī)定性要求，重點要防范不相關(guān)設(shè)備的碰觸，從而預(yù)防直流系統(tǒng)接地。而且需要參照設(shè)備自身的質(zhì)地、運行概況以及使用時間等來及時更新系統(tǒng)內(nèi)部相關(guān)設(shè)備，例如：元件、器件、饋線等，保護好各個設(shè)備和線路，確保其處于最佳運行狀態(tài)。其中蓄電池則要重點加強安全保護，預(yù)防潮濕、腐蝕等問題，最關(guān)鍵是要把握好初始時期，加強設(shè)計控制，確保設(shè)計水平。

4 結(jié)束語

500kV變電站直流系統(tǒng)可能面對著多方面的故障威脅，其中接地故障是一項主要故障，接地故障處理具有一定的難度與挑戰(zhàn)性，需要高效、精準地定位故障，而且要掌握故障發(fā)生時間、原因等，從而維護系統(tǒng)的高效運行，發(fā)揮變電站直流系統(tǒng)的作用，控制隱患問題的發(fā)生，確保系統(tǒng)的常規(guī)化工作。

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