變電站直流接地故障分析與對策

操瑞青

摘要：現(xiàn)階段，隨著社會的發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有了很大的提高。直流系統(tǒng)相當(dāng)于變電站整個二次系統(tǒng)的心臟，為二次系統(tǒng)的正常運行提供動力。它不僅僅是一個獨立的電源系統(tǒng)，還給其他部分提供電源。通常直流系統(tǒng)在運行過程中是非常穩(wěn)定安全的，但是由于精密設(shè)備、復(fù)雜回路以及外界因素的影響，直流系統(tǒng)在運行過程中可能會產(chǎn)生一些故障，最具代表性的就是接地故障。如果不能有效徹底地解決直流接地故障，極有可能造成嚴重的后果，因此必須對變電站直流接地故障進行深入的分析。

關(guān)鍵詞：變電站;直流接地;故障分析;對策

引言

由于直流蓄電池能儲存電能的特性，目前變電站內(nèi)幾乎全部采用直流作為站內(nèi)二次設(shè)備電源以及斷路器操作電源，以應(yīng)對近區(qū)短路以及全站停電帶來的交流失電。作為變電站安全運行的重要保證，直流電源采用了不接地運行方式，正負極均對地絕緣，任一極對地絕緣降低即發(fā)生單極接地時，不會立即引起空氣開關(guān)跳閘而造成電源消失，從而提高了直流電源的運行可靠性。雖然直流單極接地不會立即造成危害，但如果再有另一點發(fā)生接地，則很有可能造成變電站開關(guān)誤跳閘或保護拒動，引起電網(wǎng)事故，所以直流系統(tǒng)接地仍是一種故障，當(dāng)發(fā)生直流接地時，需立即查找并排除。本文依據(jù)筆者多年現(xiàn)場檢修經(jīng)驗，對直流接地故障分類分析，挖掘其背后原因，提出減少直流接地的措施，以幫助提高變電站直流系統(tǒng)運行可靠性。

1故障原因分析

變電站戶外場地的二次接線盒、開關(guān)機構(gòu)箱及端子箱內(nèi)均有直流回路，箱內(nèi)密封不嚴容易受潮氣影響，導(dǎo)致某些元件絕緣降低。設(shè)備在運行過程中很難保證時時刻刻都處于最佳狀態(tài)，外部因素或設(shè)備的自然老化均會影響設(shè)備的運行工況，所以，導(dǎo)致直流接地故障的原因是多方面的。下面筆者對造成直流接地故障的原因進行分析。

1.1由下雨天氣引起的接地

暴雨天氣，若戶外設(shè)備的二次接線盒密封不嚴，雨水滲入盒內(nèi)容易使接線頭和外殼導(dǎo)通，繼而引起接地。在持續(xù)的小雨天氣，戶外端子箱或機構(gòu)箱密封不嚴或驅(qū)潮裝置失效，潮氣無法驅(qū)散，容易導(dǎo)致箱內(nèi)元件絕緣降低，從而引發(fā)直流接地。

1.2由小動物破壞引起的接地

二次接線盒密封不良，鳥雀會鉆進盒里筑巢，筑巢材料濕潤時會導(dǎo)致接線端子和外殼導(dǎo)通，引發(fā)直流接地。電纜絕緣層被老鼠咬破或端子排上有小動物依附時，也會引起直流接地。

1.3接線松動脫落引起接地

斷路器機構(gòu)箱、開關(guān)柜在開關(guān)分合時受震動較大，若螺絲未緊固，接線頭容易在斷路器多次跳合時從端子中滑出，搭在金屬元件上引起接地。

2直流系統(tǒng)接地故障的查找及排除方法

2.1拉回路法

拉回路法是通過逐個斷開回路直流電源的方法來查找接地故障點，考慮到不同直流回路的作用及重要性，逐個斷開直流回路電源的操作，一般先從信號回路、照明回路，再到操作回路、保護回路等。由于變電設(shè)備不斷升級換代，自動化程度越來越高，對直流系統(tǒng)的依賴性也越來越大，直接斷開回路直流電源對設(shè)備的安全穩(wěn)定運行會產(chǎn)生一定影響。同時，由于很多廠站在經(jīng)歷不斷的改擴建工程后，二次系統(tǒng)越來越復(fù)雜，甚至有的廠站直流系統(tǒng)不同功能的二次回路間已沒有嚴格的區(qū)分，而且還形成一些非正常的閉環(huán)回路，增大了拉回路查找接地故障的難度。鑒于直流系統(tǒng)在整個電力系統(tǒng)中的重要作用，以及社會發(fā)展對電力供應(yīng)可靠性要求的提高和新技術(shù)、新儀器的應(yīng)用，傳統(tǒng)拉回路查找接地故障的方法已不作為查找直流接地故障的首選方法。

2.2直流接地選線裝置監(jiān)測法

這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。它可以實時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號，初步判斷出故障范圍，為接地故障的查找和處理節(jié)省了一定的時間，但它只能選出故障存在的直流回路，無法將故障點縮小到很小的范圍。同時，此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾性差，誤報較多的問題。

2.3故障排查法

處理接地故障前首先要做好排查，具體從以下幾個方面著手：第一，對故障現(xiàn)場的概況進行分析。在正式排查之前，重點分析設(shè)備所處的運行環(huán)境，陰雨、霧霾等天氣狀況是需要重點考慮的環(huán)境因素，因為這些干擾也可能對設(shè)備及線路造成影響，導(dǎo)致其因為潮濕或腐蝕而出現(xiàn)故障。第二，對絕緣檢測設(shè)備的報警信號多加關(guān)注，結(jié)合監(jiān)控裝置的報警信號對現(xiàn)場進行剖析，其中重點考慮設(shè)備的工作環(huán)境，如果確定故障是因為陰雨條件導(dǎo)致的，那么就需從絕緣角度來分析故障成因。第三，查找瞬間停電情況下的接地點。當(dāng)上述兩個方法都不合適的時候，可以采用瞬間停電法來尋找故障，首先是將與電網(wǎng)沒有關(guān)系的設(shè)備停電，其次將繼電保護裝置退出，最后斷開所有的電源。

3變電站直流系統(tǒng)接地故障的優(yōu)化措施

3.1掌握故障的特征

在監(jiān)測設(shè)備所傳送過來的諸多信號中，控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能從中識別出故障的特征，若電力系統(tǒng)在運行的過程中，監(jiān)測設(shè)備提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就說明該監(jiān)測設(shè)備具有較強的靈敏度。在整個電力系統(tǒng)中，若有故障出現(xiàn)，那么，引起故障發(fā)生的因素可能會有很多種，通常情況下，多數(shù)導(dǎo)致故障的原因都體現(xiàn)在一個故障點上。因此，想要找出發(fā)生故障的原因，就應(yīng)當(dāng)了解故障的特征。若掌握不了故障的特征，就無法正確的判斷電力系統(tǒng)中產(chǎn)生故障的原因。從而，造成錯誤的判斷。也就是說，在提高直流接地故障問題改善時，應(yīng)該先對其常出現(xiàn)的問題原因進行明確，進而給出具有針對性的預(yù)防措施，避免直流接地故障的產(chǎn)生。

3.2診斷故障

在整個電力系統(tǒng)中，可能導(dǎo)致故障的因素種類非常多，下面就從幾個點來對故障的種類以及故障診斷的方法進行說明。①當(dāng)電力系統(tǒng)中有一處出現(xiàn)故障時，那么，導(dǎo)致這個故障出現(xiàn)的原因可能有很多種，這時，就要應(yīng)用監(jiān)測設(shè)備中的多傳感器來進行判斷，針對一處故障，從多個角度進行分析，并從多個方面對故障進行處理，使對電力系統(tǒng)的故障診斷具有全面性。②采用特征空間矢量法來對監(jiān)測設(shè)備所反饋回來的數(shù)據(jù)進行分析，再逐漸的對故障處進行修復(fù)，這種方法針對的故障都具有不確定性。除了以上兩種方法之外，也可結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等故障診斷方式對電力系統(tǒng)中的故障進行診斷。

3.3信息技術(shù)與故障診斷技術(shù)相融合

故障診斷分析技術(shù)主要分析了電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障。首先，故障診斷系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)判斷電力系統(tǒng)中所出現(xiàn)故障的特征，其次，再請相關(guān)人員進行故障的鑒別，最后，故障診斷系統(tǒng)應(yīng)與計算機系統(tǒng)相連接，計算出電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障的參數(shù)。并采用局域網(wǎng)對故障處做出進一步的診斷。這樣，能夠促進監(jiān)測設(shè)備更好的監(jiān)測電力系統(tǒng)的信息，并將信息及時傳遞給控制系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障能被及時的發(fā)現(xiàn)，及時的維修。

結(jié)語

直流系統(tǒng)對整個電力系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運行起著至關(guān)重要的作用，直流接地故障特別是一點接地故障發(fā)生以后，一般不會馬上引發(fā)繼電保護裝置的不正確動作，因此容易被工作人員忽視，以為不會發(fā)展成兩點故障或引起繼電保護等裝置的誤動作，從而放松了警惕，導(dǎo)致故障影響范圍擴大，造成嚴重后果。在變電站日常維護中，掌握直流系統(tǒng)接地故障的查找方法可以幫助運維人員迅速處理故障，避免造成更嚴重的后果，為變電站的安全運行提供了重要保障。

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