繼電保護(hù)中直流接地故障分析及處理

柳偉 洪小龍

摘 要：變電站出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，此時(shí)需要檢修人員及時(shí)處理以免造成電力系統(tǒng)運(yùn)行事故。本文從直流接地的危害出發(fā)，提出了幾種應(yīng)對(duì)常見(jiàn)直流接地故障的處理措施，以期對(duì)生產(chǎn)實(shí)際處理直流接地故障提供一些參考。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)；直流接地；故障處理

0 引言

繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行可靠性關(guān)乎著電網(wǎng)的穩(wěn)定。變電站直流系統(tǒng)為繼電保護(hù)設(shè)備及操作回路供給不間斷直流電源，正常運(yùn)行時(shí)直流系統(tǒng)的正極和負(fù)極對(duì)地均絕緣良好，直流系統(tǒng)最常見(jiàn)的故障便是直流接地，這會(huì)給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。

1 直流接地對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的影響

當(dāng)直流系統(tǒng)的某條饋線(xiàn)支路或者母線(xiàn)的絕緣電阻降低至某一整定值時(shí)，稱(chēng)該直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障。[1]在變電站中，直流系統(tǒng)分布廣泛，同戶(hù)外機(jī)構(gòu)箱以及端子箱等之間電氣連接較多，容易受到外界環(huán)境干擾，如粉塵、潮濕和腐蝕等，破壞設(shè)備絕緣導(dǎo)致發(fā)生直流接地故障。雖然發(fā)生一點(diǎn)接地并不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但若再發(fā)生第二點(diǎn)接地，就會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障示意圖如圖1所示。

1.1 直流系統(tǒng)正接地故障

一般電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置是通過(guò)電源負(fù)極啟動(dòng)來(lái)跳開(kāi)斷路器開(kāi)關(guān)的。當(dāng)正極發(fā)生接地故障時(shí)，若跳閘線(xiàn)圈回路再發(fā)生接地故障或絕緣不良就會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)作。因?yàn)槔^電保護(hù)出口繼電器一般接在正極，若正極發(fā)生兩點(diǎn)接地將會(huì)使跳閘的觸發(fā)元件短接，從而使繼電保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)作。

1.2 直流系統(tǒng)負(fù)接地故障

當(dāng)直流系統(tǒng)負(fù)極接地時(shí)，此時(shí)如果直流系統(tǒng)再有一點(diǎn)接地，繼電保護(hù)動(dòng)作相對(duì)于跳閘的中間繼電器將會(huì)因被短接而不能正確出口動(dòng)作[2]，造成斷路器不能跳閘即繼電保護(hù)拒動(dòng)，使得故障無(wú)法被切除從而引發(fā)嚴(yán)重的電網(wǎng)運(yùn)行事故。

2 直流接地故障的處理

變電站發(fā)生直流接地故障時(shí)，需要檢修人員及時(shí)處理。在查找直流接地原因時(shí)，首先要確定是直流正極接地還是負(fù)極接地， 接地電壓值有多大，之后再具體分析尋找故障接地點(diǎn)。一般尋找直流接地故障點(diǎn)的措施有兩種，一種是“拉回路”法查找，另一種是使用儀器查找，這兩種方法雖有不同但都能幫助我們找尋接地點(diǎn)，實(shí)際消缺中應(yīng)結(jié)合使用。規(guī)程規(guī)定直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地只能允許短時(shí)運(yùn)行2小時(shí)，直流系統(tǒng)在發(fā)生一點(diǎn)接地故障后，要及時(shí)展開(kāi)尋找接地點(diǎn)工作，以最快速度找到接地點(diǎn)并做處理消除故障，以免再發(fā)生第二點(diǎn)接地，造成更嚴(yán)重的運(yùn)行事故。

2.1 “拉回路”法

顧名思義，“拉回路”法就是依次拉開(kāi)各負(fù)荷支路的直流電源，以此來(lái)尋找直流接地點(diǎn)。由于直流回路各支路的用途和重要程度不同，通常依次拉開(kāi)各支路直流電源的順序?yàn)樾盘?hào)回路，之后是操作回路，保護(hù)回路等。然而二次設(shè)備在更新的過(guò)程中，自動(dòng)化程度也變得更先進(jìn)，也更加依賴(lài)于直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果直接拉開(kāi)支路直流電源會(huì)斷開(kāi)二次設(shè)備的電源供給，影響繼電保護(hù)可靠性。另一方面，大部分變電站通過(guò)技改工程升級(jí)后，其二次系統(tǒng)也變得更加復(fù)雜，有的變電站內(nèi)部直流系統(tǒng)和二次回路間已沒(méi)有明顯的界限，這讓利用“拉回路”法尋找接地點(diǎn)變得愈加困難。因此在目前生產(chǎn)實(shí)際中，已不再將傳統(tǒng)“拉回路”法作為尋找直流接地點(diǎn)的主要方法。

2.2 便攜儀器查找法

目前便攜式直流系統(tǒng)接地點(diǎn)尋找儀器是直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)查找故障點(diǎn)最常使用的儀器。這種儀器能夠在不拉開(kāi)直流支路電源的情況下帶電尋找直流接地點(diǎn)，因而能夠避免“拉回路”法尋找接地點(diǎn)時(shí)影響二次設(shè)備的正常運(yùn)行。另一方面，這種儀器對(duì)接地點(diǎn)的定位準(zhǔn)確，尤其是對(duì)電氣設(shè)備布置廣泛、直流支路長(zhǎng)度大的情況，方便檢修人員迅速找尋接地點(diǎn)并消除故障。

2.3 直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置

生產(chǎn)中為了迅速查找、處理直流系統(tǒng)接地故障，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，我們一般采用直流系統(tǒng)在線(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)裝置，它可以對(duì)直流系統(tǒng)內(nèi)各負(fù)荷支路的絕緣情況實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。[3]當(dāng)其中某一負(fù)荷支路發(fā)生直流接地故障時(shí)，它能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)絕緣值從而迅速定位故障支路，同時(shí)發(fā)出告警信號(hào)，這極大地提高了我們處理直流接地問(wèn)題的效率。

3 結(jié)論

21世紀(jì)以來(lái)，電力系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生繼電保護(hù)裝置直流系統(tǒng)接地故障，對(duì)保障電力用戶(hù)的優(yōu)質(zhì)用電質(zhì)量帶來(lái)了極大的影響。因而電力檢修人員必須對(duì)直流接地問(wèn)題給予足夠的重視，科學(xué)分析繼電保護(hù)裝置在不同情況下出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地故障的原因，及時(shí)處理故障避免出現(xiàn)電力系統(tǒng)運(yùn)行事故，為電網(wǎng)的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李彬.淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障的處理與預(yù)防[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（16）：123.

[2] 李秋萍.直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地故障的查找及原因分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2012（05）：36-37.

[3] 謝平石.變電站繼電保護(hù)二次回路的分析[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2016（08）：132-133+137.

作者簡(jiǎn)介：

柳偉，男，漢族，安徽池州人，出生年月199403，從事繼電保護(hù)工作。

洪小龍，男，漢族，安徽池州人，出生年月197305，從事直流檢修工作。