关于发电厂电力系统接地故障的探讨

关于发电厂电力系统接地故障的探讨

谭炳昺

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摘要：火力发电厂是将化石能源、水力、核能等能源转化为电能，为电力市场及各种类型的用电服务。发电厂电力系统是由发电机，变压器，开关设备，输电线路等构成的一个复杂的电网，用来传输和分配电能。发电厂电力系统的功能主要是将电源产生的电能可以进行传输和利用，同时对电力系统的电压、电流和频率等参数进行协调调节，保持电力系统的稳定运行。当前，在发电厂电力系统的运行中，经常会出现的一种故障就是接地故障，并且接地故障的危害性很大，因此，在接地故障的判断和处理方面，对电力系统的运行进行维护是非常有必要的。

关键词：发电厂；电力系统；接地故障

引言

电力系统中的一个点不小心与大地接触，或者电源电极和其他金属与大地接触，这是电力系统中的接地故障。接地故障一旦出现，就会给电力系统的运行带来如下的影响：一是设备故障，电力系统的接地故障会引起设备的电压波动、电压跌落、绝缘损坏等故障，从而影响到设备的正常运转和使用。二是安全隐患，由于接地故障极易引起触电，对人身安全及生命健康构成了极大的威胁。三是生产损失，由于接地故障会影响到电网的稳定性，从而引发全网停电、生产事故，给各种工业生产、公众生活带来严重的经济损失。而要最大程度地避免这些影响和危害，就必须结合实际情况，科学、有效地判断接地故障，并采取相应的措施。

一、电力系统中几种常见的接地故障的分析

(一)非线性失效问题

在电力系统二次回路正常运行时，如果是由半导体材料引起的接地故障，则由于电压作用方向的影响，电力系统内电阻值数值也会发生改变，并且该运行环节不会呈现任何线性特征，会影响对接地故障的判断，从而降低故障处理效率。

(二)两点接地的问题

在电网中采用单点接地模式时，由于其与电网之间的电阻性关系，很容易发生接地电阻过小的现象。而当电阻比事先设置的直流电网电阻小时，则很容易发生接地故障。尽管此类故障对电网的影响并不大，但是如果长时间不进行处理，就很容易发生两点接地故障，从而给电网带来安全隐患。

(三)多接地故障

当多个点同时进行高阻接地时，将使整个接地电阻减小。简而言之，就是在电阻值低于电力系统原定电阻标准值时，就会发生多点接地故障。当这种故障出现时，要对每个接地电阻进行细致的检测，以便对发生故障的分支进行有效的控制，以防止故障产生更加严重的后果。

(四)多回路接地

电网运行中，如果出现了正、负两种供电方式的接地，通常是由于多个供电点的共同作用而引起的。在这种情况下，通常采用拉路法对电网进行检测。但是，应该指出的是，因为其他电路分线依然处于接力点位之上，这就说明，正负电源接力对电压的影响并不大，因此，需要相关人员按照一定的规律和依据来排列原先直流系统，然后对故障点进行排查。

二、电力设备接地故障判别方法

(一)拉路法

在使用拉路法时，要在极短的时间内切断直流接地回路的全部电源，这种方法可以检测到局部跌落。不过，如果要对整个电网进行检测，出现全面停电的概率很小。这时利用拉路法对接地故障进行检测，可以在接地母线与地线之间布置特低频率信号。这一节点，电流的运动方向是沿接地点电流方向，如果经过这一操作没有发现电流，说明大地电阻值处于增加的状态，这样就可以检查接地故障点。

(二)电桥法直流母线

在目前的电网中，对于接地故障点的判定，通常采用的是直流母线电桥法。这种方法通过在母线中设定特定的电阻，使电桥保持相对的稳定性，使其在任何时候都能保持平衡。一般来说，电桥在工作的时候，都是处于一个相对平衡的状态，但是如果发生了接地故障，电桥的平衡就会被打破，这时候，继电器上就会出现电流脉动的现象。这样的话，维护人员就能判断出电极在接地故障中的移动方向，找到故障的位置，这种方法简单，经济，优势明显。

(三)射出信号

对于低频信号，在使用夹钳式电流检测仪的基础上，对接地点进行细致、全面的排查。在整个电网的运行中，进行断电是非常困难的，而这种检测方法也不推荐使用。鉴于此，在对直流接地故障进行排查时，通常是在接地母线、大地间设置一个超低频信号，并保证电流运行、接地点电流两方面的方向一致[3]。而当电流消失时，或者是土壤内电阻值增加时，只要将电流运行方向明确，就可以判断接地故障点。

三、发电厂电网接地线的故障处理方法

(一)尽快解决问题

当电网发生接地故障时，应及时采取措施。要根据具体情况，选择相应的方法，进而找出故障的部位，经过检测和测试，找出故障的现场，再采取相应的维护措施；如更换电缆，重新布线，检查接地设备等.

(二)断电事故的处置

对于接地故障，如果不能准确定位，就必须采取断电措施，以保证设备和人身的安全。对此，应立即将接地故障的情况报告给企业高层，并组织有关人员进一步调查，分析并处理漏洞。在进行停电处理的时候，应该首先将故障设备电源和控制设备的使能切断，将故障设备与电网的连接切断，再将故障部分设备的控制电源切断，将相应的进出线电源切断。

(四)装备维护

发电厂电力系统设备的维护非常重要，要想降低接地故障的发生，就必须对设备进行定期的维护和保养，及时更换磨损的零件，还需要对其进行必要的测试和监测，以确保设备的正常运行。

(五)训练和提高认识

针对员工在接地故障处理方面存在的缺陷，可以开展相应的培训和教育，从而提升员工在电力系统安全运行方面的意识和素质[5]。除此之外，还要引导员工强化对系统、设备、线路等的维护意识，并养成良好的习惯，定期对设备及线路、系统进行维护、检查和测试，从而有效降低发生接地故障的概率。

(五)加强线路养护工作

由于其产生的原因是多方面的，因此在对其进行故障排除时，往往会遇到比较大的困难。在这个时候，要以有针对性的措施为基础，有效地推动线路维修，检修质量，效率的切实提高。具体要从常见故障出发，系统化地分析出现原因，然后选择必要措施来优化、改进，使故障出现频次尽可能降低[6]。尤其是在由雷击引起的故障的抢修中，要注重对故障点的仔细排查，再加上有针对性的解决方案，为线路的安全运行保驾护航。

(六)完善运行管理体制

为了最大程度的提高电力系统的运行质量、效率和安全性，就需要建立相应的运维管理机制，特别要对相关工作人员进行约束和管理，保证他们可以认真的对待自己的日常工作，及时、有效的处理电力系统运行中所存的接地故障问题。

结语

对发电厂电力系统接地故障进行判断和处理非常重要，可以防止意外事故的发生，对接地故障进行及时的排除，是防止电力系统电器案件发生的一个重要途径。可以维持电力系统的稳定运行，如果电厂电力系统中出现了接地故障，将会造成电压波动和电压跌落等问题，从而对电力系统的稳定运行造成了严重的影响，因此，对接地故障进行及时的排除，对电力系统的稳定运行有很大的帮助。

参考文献

[1]唐海军.发电厂电力系统接地故障的判断及解决措施[J].电子元器件与信息技术,2022,6(08):252-255.

[2]黄大洋,李帅帅.浅谈发电厂电力系统接地故障的判断与措施[J].电子测试,2022,36(02):112-114.

[3]蒋鑫,李帅帅,申玮等.高压电力电缆接地故障的诊断[J].电子测试,2022,36(02):115-117.