变电站直流系统接地的危害和处理

变电站直流系统接地的危害和处理

柴慧

（国网山东省肥城市供电公司山东泰安271600）

摘要：随着我国社会和经济的快速发展，电力行业的发展也越来越快，变电站直流系统的主要功能是为系统的保护装置、自动控制装置、监控通讯装置等控制、保护回路的正常运转提供电源，以及发生交流电源消失后为事故照明等提供直流电源，因此，我们必须加强对变电站直流系统接地的保护。基于此本文主要阐述了直流系统接地的概念、直流系统接地的危害及处理原则、直流系统接地故障处理的策略，希望能为今后我国变电站的快速发展带来帮助。

关键词：变电站；直流系统接地；危害；处理策略

在变电站的运行过程中，当变电站的直流系统出现接地故障时，将会极大的影响变电站保护及自动装置正常动作，严重危及电网系统的安全运行，因此及时对直流系统出现的接地故障进行处理对变电站安全运行具有重要作用。

一、直流系统接地的概念

直流电源是带极性的电源，分电源正极和电源负极，电力系统交流电源有一个“地”的重要概念。为了系统的安全，变电站和发电厂所有设备的外壳都会牢牢接在这个“地”上，并且希望其阻抗越低越好。而直流电源的“地”也不是实际接地，当直流电源系统正极或负极对地的绝缘电阻值降低到某一规定的定值时，我们就说直流系统有正接地故障或负接地故障。直流系统分布支路很多，负荷涉及面广，会由于环境和气候的变化而引起电缆老化、接线端子老化、元件损坏以及设备本身等问题，从而使某些绝缘薄弱元件绝缘水平降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。并且运行的时间越久，接地的可能性就越大。

二、直流系统接地的危害及处理原则

2.1直流系统接地的危害

变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化、设备本身的问题等等，不可避免地发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难免会遗留电力系统故障隐患，如寄生回路等。直流系统更是一个薄弱环节，投运时间越长的系统接地故障的概率越大。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。由于断路器跳闸线圈均接负极电源，故当发生正接地时回路再发生两点接地或绝缘不良，可能导致断路器跳闸。直流系统负接地时如果回路中再有一点接地，形成两点接地，可将跳闸回路或合闸回路短路，保护拒动，导致断路器的拒跳闸，同时可能会使熔断器熔断或继电器触点烧坏。所以虽然直流回路是非接地系统，发生一点接地不会影响设备的正常运行，但接地点必须尽快查到，予以消除或隔离。

2.2变电站直流系统接地故障的处理原则

（1）处理故障过程中严禁二次回路有人工作，查找和处理必须由两人及以上同时进行，

处理时不能造成直流短路和另一点接地，造成故障的进一步扩展。要做好具体的安全措施，避免在处理过程中造成保护误动作。

（2）故障判断先微机后人工、先外后内、先次后重、先信号再控制。也就是在故障处理时要先根据直流系统的绝缘监察装置查询到的故障支路去检查。如果没有绝缘监察装置或发现绝缘监察装置提供的判断有误则再人工进一步查找。故障点查找的范围一般先考虑室外，因为室外受环境的影响比较大，室外排除了再找室内。在回路方面先检查对安全影响较小的信号回路，然后才是控制回路，采用拉回路的方法时，要先拉次要的负荷回路，再拉重要回路。

三、直流系统接地故障处理的策略

3.1处理方法

3.1.1利用绝缘监察装置判断

变电站的直流母线一般分为两段，每段母线上均装有微机型绝缘监察装置。直流系统正常工作时，装置数字显示母线电压，监测直流系统正、负母线绝缘状况。当直流系统发生接地时，装置自动启动报警之后产生低频信号，由正负直流母线平衡对地注入直流系统，再通过安装于每一支路上的传感器接收这一低频交流信号。CPU对各条线路所采集信号电流进行分析，判断出故障线路号及接地电阻值，完成自动选接地线的功能。

3.1.2利用拉路法进行判断

直流系统发生一点接地之后，绝缘检测装置发出报警信号。运行及维护人员应尽快检测出接地点的具体位置，并予以消除。如上所述，微机型绝缘监察装置可以确定出接地点所在的直流馈线回路。对于没有设置能确定接地点所在馈线回路绝缘检测装置的直流系统，当出现一点接地故障之后，工作人员要首先缩小接地点可能所在的范围，即确定哪一条馈线回路发生了接地故障。确定接地点所在直流馈线回路的具体方法是“拉路法”。

3.2查找步骤

直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置，由总路空开、分路空开串联而成，两级空气开关将直流回路分成了三段。两级空气开关分别是直流屏总路空气开关和各设备分路空气开关，三段回路分别是直流母线及其引出线回路、总路空开馈出的电缆和桥接母线回路及分路空开馈出的保护、控制、监视、储能回路。

3.2.1定位到总路空气开关

目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，发生直流接地时，绝缘检测仪会报出是哪一极（正极还是负极）接地、接地电阻是多少，随后会报出接地支路号，根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。如果绝缘检测仪（绝缘监察装置）没有选线功能，只有对总路空气开关进行拉路寻找确定总路空气开关。

3.2.2定位到分路空气开关

用内阻不高于2000Ω/V的万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压。根据现场标示和相关图纸，找出总路空开下级串接的所有空气开关（或熔断器），按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。

3.2.3找出接地的确切位置和确切原因

定位到分路空开后，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有依次解开控制室到场地直流电缆芯线。每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，则接地点在本电缆和电缆对侧回路之内。若解开所有电缆前绝缘仍没有变化，则接地点位于保护屏内部。按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段，摇测绝缘，再仔细察看，反复触摸，直至查出接地点。

四、结束语

综上所述，变电站的直流系统为控制、保护、信号和自动装置提供电源，在变电站中各种重要设备所使用的电源也都是直流电源，所以供电的安全与否对于整个变电站都有着至关重要的作用，也是变电站安全正常运行的重要保障和前提。因此，必须加强对直流系统接地故障的排查与研究，采取科学的方法进行处理，将其不良影响降至最低。

参考文献：

[1]李海斌.变电站直流系统接地危害分析及应对措施[J].黑龙江科技信息，2015（15）

[2]黄广华.电站直流系统接地故障分析与处理方法探讨[J].通讯世界，2016（19）