变电站直流系统接地故障分析

变电站直流系统接地故障分析

齐建伟

国网山西省电力公司检修分公司山西太原030032

摘要：直流系统运行的可靠性与稳定性直接关系着整个变电站的运行安全，了解直流系统接地故障常见原因，掌握故障的查找和处理方法，采取合理有效的故障预防措施，对于直流电站的正常运行至关重要。本文就变电站直流系统接地故障进行深入分析，并提出变电站直流系统接地故障查找及处理方法，以供参考。

关键词：变电站；直流系统；接地故障；查找

1变电站直流系统接地概述

在一般情况下，变电站的直流系统是浮充电方式。在浮充电方式运行的过程中，直流电源的正负母线处于地绝缘状态。如果其中的某条支路或者母线的绝缘电阻降低到一定的限度之下，就会引发直流系统的接地故障。通常情况下，某一点的接地故障不会影响到直流系统的正常运转，但是，如果发生接地故障的点不止一个的时候，就极易对直流系统的正常运行造成严重影响，导致变电站设备保护动作出错，指示开关误跳或者拒绝跳闸，为整个变电站的安全运行埋下隐患。如图1所示，为某直流系统的接地示意图，接地位于A、B两点时，分闸线圈TQ，将通过负极—B—地—A—正极形成的回路带电，TQ励磁使运行断路器误动跳闸。同样，如果该回路发生在B、C两点接地时，分闸线圈TQ将会通过负极—C—B形成的回路而被短路。

图1某直流系统的接地示意图

2直流系统接地故障分析

直流系统发生两点接地故障后果非常严重，常见的接地情况归纳起来有以下几种：

（1）如图2所示故障状态为：直流系统中正极单点接地，然后继续出现第二点接地故障。在该故障状态下，S开关为开路，R1与R2电阻阻值若均较小，则通过继电器K会达到动作值条件，诱发误动动作。

图2正极单点接地后继续出现第二点接地故障示意图

（2）如图3所示故障状态为：直流系统中负极单点接地，然后继续出现第二点接地。在该故障状态下，S开关为开路，同时若R1、R2作为接地电阻的电阻值较小，则导致继电器K易发生短路事故，导致系统出现拒动动作。

图3负极单点接地后继续出现第二点接地故障示意图

（3）如图4所示故障状态为：直流系统中中间一点出现接地故障，然后于另一支路继续出现中间一点接地故障。在该故障状态下，若R1、R2作为接地电阻的电阻值足较小，当开关S1/S2处于闭合状态下时，相对应的继电器K1/K2会同时做出动作相应，导致系统出现误动动作。

图4中间接地后继续出现支路中间接地故障示意图

3变电站直流系统接地故障查找及处理方法

首先，在查找接地故障时，需要遵循一定的原则，可以按照气候影响、运行方式、操作状况等因素来判断可能出现的接地故障，此外，还要遵循一定的顺序，先检查室外，再检查室内，按照先负荷后电源的具体原则，可以采用分路处理以及拉路寻找的方式进行。但是在实际的故障查找中，由于大量的接地故障具有不稳定性，会随着具体环境的改变而发生改变。所以，要重点采取几种合理的方法进行故障分析与处理。

3.1拉回路法

在实际的直流电源接地故障分析处理时，应用最广泛的就是拉回路法。具体原理就是将该回路的直流电源断掉，但停电时间不能超过3s。具体的操作流程就是：信号回路—照明回路—操作回路—保护回路。因为电力系统中的二次系统越来越复杂，再加上电力施工中留下的种种施工隐患，使大部分的保护回路、信号回路与控制回路三者之间已经没有一个相对明确的界限，多数只是一些不正常的闭环回路系统；因此，从这种视角下分析，就增加了拉回路查找故障的技术难度，由于这种不确定的因素存在，在拉回路检测故障过程中，经常会导致跳闸事故的发生。通常电路系统是与微机系统连接在一起，出于微机保护的目的，不能造成经常断电的事故发生，如果在设备以及环境条件不允许的情况下，再通过上述检测方法之后依然找不到具体故障，就应该重点考虑电源的同极性两点接地情况。如果发现接地故障是存在于某一回路中，就应该采取先解环再通过拆段端子以及取保险的方法进行检查。

3.2直流接地选线装置检测法

这种方法是通过在线检测直流系统电源接地故障的一种方式，其主要优点就是能够随时将直流电源系统中的故障进行报告，通过在线监测，准确将接地回路中的编号显示出来。但也有不足，该装置无法准确定位故障的接地点，只可对直流回路的具体接地点支路或者回路进行在线检测，因此，从技术上分析，严重受到监测点安装数量以及位置的影响，故障范围不能准确缩小。此外，该控制装置在使用中需要在线安装，对于原有的系统改造造成了严重影响。最大的弊端就是检测精准度不高，误差报错经常出现，此外，抗分布干扰性电源性能也较差，在以后的发展中应逐步向检测精度高、监测点不受外界条件约束或者直流电源接地线选线准确的方向发展。

3.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法

该方法是近年兴起的一种直流电源故障检测方法。此类装置设备的主要特点，就是在使用过程中不必将直流回路电源断开，因此，可以带电查找直流电源的接地故障，与前两种方法相比，可以大大提升直流接地电源的安全性和稳定性。此外，便携式直流接地故障定位装置故障定位法可以将故障定位到具体的某一个点，十分便于操作。

4结束语

在变电运行过程中，想要完全避免直流系统接地故障的发生是不可能的，只能尽最大的努力去较少其发生，在故障发生时，利用最新的查找技术、设备尽快的消除故障影响，保障变电站直流系统的稳定运行。在日常运行过程中，运行值班人员要加强对直流系统的巡检维护，定期对直流系统进行绝缘测量，防患于未然。

参考文献

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