谈变电所直流系统接地故障危害及查找步骤

谈变电所直流系统接地故障危害及查找步骤

李铁峰

（大庆油田电力集团供电公司杏南工区头台一次变电所黑龙江大庆163000）

摘要：本文在介绍直流接地产生的原因及危害基础上，利用直流接地检测仪与万用表分段电压测量法，结合某变电所一起直流接地典型缺陷的处理案例，重点分析变电所直流接地故障的查找步骤和处理方法。实践表明，该方法能够有效解决站内直流系统间歇性出现的直流接地现象，提高系统运行的可靠性。

关键词：变电所直流系统；接地故障；危害；查找步骤

引言

在电力系统中，变电所直流系统是非常重要的构成部分之一。直流系统需发挥的功能包括面向继电保护装置、自动控制装置、事故信号、事故照明、主设备操作控制提供电源支持。在整个系统正常运行的状态下，直流系统负极对地、正级对地均为绝缘状态。若两者中的其中一点发生接地故障，但由于未形成完整回路，故直流系统的整体运行不会受到影响。此时，若另一点同样出现接地故障，形成完整回路后就极易导致正极、负极金属短路事故，或造成继电器短接，对整个电力系统而言有非常不利的影响。故而，从直流系统运行维护的实践上来看，在已发生一点接地故障后，必须根据故障的具体表现来快速查找故障发生点，并采取有效处理措施以消除接地故障对直流系统运行不良影响，确保其可靠性与稳定性。

1变电所直流系统接地概述

1.1变电所直流系统主接线构成

以某变电所直流系统主接线为例，如图1所示，采用单母线分段接线方式，三组充电机两组蓄电池模式，硅整流充电机从站用交流系统获得交流输入，通过整流输出直流，一方面给负荷供电，另一方面同时对蓄电池组进行均充。当充电机故障时，由蓄电池对负荷供电。

1.2直流系统接地的概念及危害

正常情况下，直流电源的正、负母线分别对地绝缘的，当其中某条馈线支路或母线的绝缘电阻降低至某一整定值时，称该直流系统有接地故障存在。

2变电所直流系统接地故障的原因

2.1天气的影响

变电所中许多装置、设备都采用的直流系统，直流系统的稳定性会直接影响变电所的安全运行。直流系统中常用的电源是蓄电池组和充电设备，其电源部分的可靠性又关系着直流系统的可靠性。如果直流系统出现接地故障，就会对变电所造成不同程度的危害。由于变电所是处于室外的，在雷雨、大雾、霜雪等恶劣天气的影响下，其容易遭到破坏。尤其是在变电所直流系统的施工和维护过程中，如果遇到恶劣的天气，就可能会有雨水渗入，大雪过后积雪融化也可能会有雪水渗入。在这样的情况下，就会使直流系统的接口、各类用线等被腐蚀，导致直流系统接地故障。并且，直流系统中的设备和材料遭到破坏，也会影响系统的正常施工，加大维护工作的难度。

2.2直流系统的维护工作不到位

直流系统是为变电所提供电能的重要装置，其维护工作必须全面、仔细。但在实际维护工作中，维护人员并没有尽到自己的责任，在系统维护和接地维护方面都存在许多问题。比如，在直流系统被挤压变形后，维护人员没有及时对其实施恢复作业；在直流系统接地出现松动的情况时，维护人员也没有引起重视。这些情况都可能使变电所的直流系统和接地部位出现磨损，从而引起直流系统接地故障。

2.3操作不当

在直流系统在施工和维护过程中，操作方法不正确，操作流程不规范等都可能引起接地故障，这主要是人为因素造成的。人为因素引起的直流系统接地故障必较常见，发生频率最高。许多直流系统的工作人员为了简化工作程序，会直接将电缆线的一端连接在直流系统的端子上，另一端则连接在没有进行保护的铁杆上，致使直流系统接地，引起接地故障。

3变电所直流系统接地故障的危害

直流系统的可靠性决定了变电所系统的稳定性，作为变电所的重要组成部分，其作用是不容忽视的。在变电所的运行过程中，不可避免的会出现各种问题，间接的引起断路器出现错误的操作或直接拒绝动作。虽然这些故障是直接对回路产生不利的影响，但是回路却能决定变电所是否能正常工作，从而决定电力企业的发展。而直流接地首先是直接导致直流系统出现故障，如果发生的是一点接地，不会对系统造成大的影响。但如果是两点接地，则很可能引发严重的电力事故。如果直流系统两点接地，引起故障，就会使系统中出现短路、跳闸等情况，从而引起继电保护装置、自动装置、信号装置等的误动甚至拒动。在各装置拒动的情况下，又会造成电流系统中的保险被熔断，从而使控制回路和各装置因失去电源而无法正常运行。

直流系统接地有两种情况，一是直流正极接地，二是电流负极接地。无论以哪种方式接地，都可能导致系统中的保护装置和自动装置误动。正常情况下，系统内的合闸设备和继电器都是与电源的负极相连，如果在回路中再出现一点接地，就会造成线路短路，使这些设备误动，从而使直流负极接地。在直流负极接地的情况下，系统中的各类保护装置就会拒动。同时，回路中形成的短路电流会导致电源的保险丝被熔断，严重的甚至会使继电器的接触点遭到破坏，从而使整个电路处于完全不能工作的状态。

4变电所直流系统接地故障的查找步骤及处理方法

4.1查找步骤

通常情况下，直流系统接地故障的查找步骤如下：第一，判断接地故障是由直流正极接地还是负极接地引起的，再根据故障现象分析故障产生的原因。第二，在二次回路无异常的情况下，应终止一切操作，并将工作电源打开，重新观察工作信号的状态是否正常。第三，缩小故障的排查范围，可采用分线方式进行。首先，将整个直流系统分成几个小的区域，且每个部分最好相互不产生影响，此过程用蓄电池比用充电器好。这种方法会出现短暂的“停电”现象，便于对回路中的负荷进行检查，查看其是否出现直流接地现象。这种方法的使用范围具有一定的局限性，其只能用于检查不太重要的直流负荷及不能直接被转移的负荷。第四，保证查找过程中人员配置的合理性，即检查现场应与调度室保持沟通，在检查的同时要有专人观察信号或指示的变化情况。比如，在上述的检查方法中，首先要将临时工作的电源关闭，然后再按顺序分别断开事故照明回路、操作回路和蓄电池回路。

4.2变电所直流系统接地故障的处理方法

在实际工作中，对直流系统接地故障的查找与处理应当遵循一定的步骤与流程。关键步骤如下:第一步，需准确判断接地故障的极性，明确故障诱因;第二步，若接地故障出现在二次回路上，且回路中有设备在运行/在调试，那么需马上断开设备运行，在切断工作电源后观察回路接地故障是否解决。若故障消失，则判定为二次回路故障;第三步，用分网法缩小故障查找范围。具体操作中可用蓄电池代操作电源，以保护系统运行稳定;第四步，对于直流系统中相对不重要的负荷或无法转移的分路，故障查找中可以采用瞬时停电的技术手段，以明确分路及其回路中是否存在接地故障;第五步，针对直流系统中比较重要的直流负荷部分，工作人员可以应用转移负荷法对该分路以及所对应回路是否存在接地故障进行查找;第六步，若经过上述操作程序处理后仍然未检出接地故障点位，则需考虑到相同极性两点接地故障的可能性。若已发现某一回路中存在接地故障，则可对回路进行解环→取下保险→拆除端子一系列操作，以准确定位故障点为标准。

结语

直流系统是变电所的重要组成部分，其能够为变电所提供其运行所需的电能。所以，如果直流系统发生接地故障，就会破坏变电所的稳定性，相关工作必须按照严格的步骤查找故障原因，并及时排除故障，以维持变电所的正常运行。

参考文献

[1]李裕明.对于变电所直流接地故障的一些看法[J].电子测试,2016,(17):136-138.

[2]侯绪东.浅析变电所直流系统接地故障的原因[J].通讯世界,2015,(20):122-124.