发电厂直流接地故障危害及排查

发电厂直流接地故障危害及排查

邓丽萍

陕西陕煤韩城矿业有限公司煤矸石电厂陕西韩城715400

摘要：由于直流系统的布局范围很大及工作条件较为严峻，所以极易出现绝缘能力下降的情况。直流结构的绝缘状况直接关系到直流管理、信号检测回路的安全性及稳定性，因而在直流系统出现故障时，可以及时发现并快速解决就显得特别关键。本文针对直流接地故障产生的危害，阐述了一系列有效的排查策略。

关键词：发电厂；直流接地故障；危害；排查策略

直流电源是电网的关键构成部分，是发电厂中核心电气设施的电源保障，是一个非常复杂的多分支配电系统。其是一个单独的电源，不受到发电机、工厂电源和系统运行模式变化的干扰，为那些关键的一般负荷、电网的管理回路、信号线路、机电维护、智能设备等提供安全稳定的持续电源，并提供故障照明电源，而且其还为断路器的开合闸提供运行电源。

1直流接地故障影响分析

1.1直流整机接地，会令保护与智能设备出现误动

通常跳合闸线圈与继电设备线圈直接和负极电源连接，如果这些回路出现一点接地，将会引起误运行。直流结构接线图见图1，当A、1点出现直流接地情况时，电流继电设备1KA、2KA、3KA连点短接，令1KT误运行，最后造成开关误调跳闸；在A、3接点接地时，BCJ接点出现短接而令开关误跳闸。

图1直流结构接线图

例如电力系统内的调峰电厂出现类似现象，设备出口开关误跳闸，将会严重冲击系统，甚至令整个电力系统出现瘫痪，引起巨大的经济损失与其他损失。而且，两点接地还会引起误合闸、误传输信号。如图1上的A、2两点接地，就会导致开关误关。

1.2直流负极接地，会令保护智能设备出现拒动

若在跳合闸线圈与保护继电设备等回路上继续存在一点接地，其回路线圈将会被接地点短接而无法运行，若此时出现紧急故障，将会令故障扩大，引起巨大的设施及人员伤亡事故。而且，直流线路短路电流将令电源保险断开，且烧毁继电设备接点，保险断开会丧失保护与操作电源。由图1得知，直流接地故障出现在B、1两点时，1KT线路将会短接，过流保护运行时1KT无法运转，开关将无法跳闸，且保险会出现熔断现象。

B、3两点连接时，TQ线圈将出现短接，保护运行和操作时开关拒动，导致故障扩大。由此得知，两点接地时开关也将无法合上。如图1上B、2两点连接，HC线圈出现短接导致开关不能合上。

2直流接地故障排查策略

从上述分析中得知，不管是正极接地或者负极接地，仅需有一个接地，就对地形成了新的接地线路需要快速解决，否则如果产生两点或若干点接地将会产生故障，甚至出现事故。

排查直流接地问题，首先需找出接地点，即常说的接地问题定位。直流接地大部分状况下不是一个点，便是多个点，而完全经一个金属点进行接地的现场是非常少的。大部分会因为空气潮湿，灰尘粘黏，电缆损坏，或设施某部分的绝缘性能下降，或外部其他不明原因所造成。诸多接地故障还不稳定，伴随环境的变化而改变。所以，在现场排查直流接地故障是个非常复杂的工作。

2.1拉回路、熔开保险

直流接地线路如果从直流系统内分离运转，直流母线上正负极对地压力将会产生平衡现象。因此，通常采取从直流接地线路瞬时停电，了解直流接地点有没有出现在该回路，即常说的拉回路、熔保险。采用拉回路巡查、分段处理手段，通常遵循先信号线路、照明线路，然后操作线路、保护线路的基本原则，指先拉不关键的符合，像输煤、化学、去尘等，再拉主要负荷[1]。在阻断各专业的直流线路时，阻断时间不能超过3秒，不管回路是否接地都要及时合上。一旦某个专用直流线路出现接地时，要及时找到接地点，及早解决故障。在排查接地问题时，针对继电保护与智能设备，拉回路之前要采用科学的安全策略，以避免直流流失电时造成继电保护与智能设备出现误动。处理环节不能导致直流结构短路和另一点接地问题。

因为二次系统逐渐复杂，大多数发电厂因为施工和扩建时留下了很多问题，令信号回路和管理回路及保护回路缺少一个严谨的分区，并且还出现了很多非正常的闭环线路，这样必定加大了拉回路排查接地故障的困难性。因为回路接线的不稳定性，通常使在拉回路环节出现人为跳闸问题[2]。另外，直流系统属于持续电源，因为微机保护系统的使用，计算机运转性能也不允许随便断电。若直流接地故障出现在充电设施、蓄电池自身和直流母线上时，采取拉回路方式又难以找准接地点部位。当直流采取环路配电模式时，若不先阻断环路也无法找出接地点部位。因此，在拉回路排查时，通常无法一下子都拉回全部的接地点，所以，依旧会存在接地情况，故障点很难排查，也不利于解决。

2.2表计与相关设备的应用

当出现直流接地现象时，能够利用绝缘监察设备来明确接地极性。直流监控设备均是采取电桥原理，不管是一般的电桥或者微机式电桥，均以对地电压为基础，监控设备通常以直流正负极对地绝缘阻力至指定值或某个设定值确定是直流系统出现了接地。正极对地电压超过70V时，表示负极接地；其对地压力超过70V时，表示正极接地。

在线监控设备的优势在于可以在线监测，及时上报直流接地问题，并体现接地线路编码。缺陷在于该设备仅能监控直流线路接地的实际接地线路和支路，但是不能定位具体接地位置。在技术方面其受到监控点安装数目的制约，难以将接地故障减少到标准范围之内。

当前，各发电厂普遍采取直流接地选线设备，通常以“信号注入方式”、“霍尔传感仪监控方式”、“磁饱和监控方式”三种原则规划制造的。基本原理为：在直流的每个分支线路上设置一个穿心型的电流互感器，每个互感设备感应到的信息通过直流接地选线设备分析判别，明确直流接地的各分支线路，其设置在支路线路上的传感设备编码与接地监控设备体现局部回路对应编码[3]。其优势在于可以在线监控及时检测每个分支线路的接地情况，排查接地线路时，如“全智能的逐路检测法”，若仪器检测的精准度较高的话，属于一种必不可少的智能化装置。但因为其检测精度较低、误报率很多、防干扰性差，各现场状况不同等问题，在应用上产生了诸多问题。

另外，应用简便式的直流接地问题排查设备，也是一种有效的途径。其是拉回路方式的辅助监测器，其特征如人工拉回路，不用阻断直流线路电源，移动型的收集互感设备在每个分布线路上检测，若产生接地回路将会报警。该种设施在应用上是非常科学的，也大幅度提升了排查直流接地问题的稳定性。

3结束语

总之，直流接地情况十分复杂，因此要熟练掌握解决直流接地问题的策略一定程度上依靠员工的实践经验。直流接地尽管短期对设施、机组的运转不会造成较大危害，但如果出现两点接地短路，将会危害到设施与机组的安全，令设施烧坏、机组解列，并危害到电力系统的安全运转。所以，出现直流接地故障时要及时组织员工进行排查，尽早解决。

参考文献：

[1]高红涛，吴庆彤.浅析发电厂、变电站直流系统接地的危害及查找、处理方法[J].通信电源技术，2015，32(04):164-165+178.

[2]邹成，师天杰.水电站典型直流接地故障的处理及直流系统接地故障查找分析[J].甘肃科技，2011，27(19):76-78.