水電廠一起直流系統接地故障的處理分析

杜學云

（華能瀾滄江水電有限公司景洪水電廠，云南 景洪 666100）

1 概述

直流系統是由蓄電池、充電設備、監控裝置和控制保護電器等主要元器件有機組合的獨立系統。某廠直流系統包括1-3號機組直流系統、4-5號機組直流系統、公用及事故照明直流系統、開關站及繼電保護直流系統、壩區直流系統。正常情況下直流系統正負對地均為絕緣的，系統中有一點發生接地時，一般情況下并不影響直流系統運行，但當出現兩點及兩點以上接地時，就會造成正負極短路，開關和保護回路誤動、拒動等現象。所以，在直流系統發生一點接地故障時要盡快處理。

2 故障發生

2010年10月16 日，400V事故照明B段定期切換試驗過程中，切換至直流供電后，公用及事故照明直流系統I段充電柜報“1#母線絕緣下降”，II段充電柜報“K243絕緣下降”。

3 故障分析

400 V事故照明B段供電方式有交流供電和直流供電，直流供電電源來自公用及事故照明直流系統。其中公用及事故照明直流系統的1#母線供400V事故照明A段，2#母線供400V事故照明B段，1#母線與2#母線聯絡運行。根據絕緣監測裝置所報故障內容，結合現地檢查線路可作以下設想：

3.1 絕緣監測裝置故障，誤報信息。

3.2 絕緣監測裝置正常，由于直流系統絕緣下降信號是由絕緣監測裝置發出，初步判斷直流接地不在直流屏和蓄電池內部，而應該在直流饋線處。

接線圖

4 危險點分析

4.1 直流系統接地有正極接地、負極接地以及交流串入直流接地。

4.1.1 正極接地時，可能會造成保護誤動，其正極對地電壓降低，負極對地電壓升高。

4.1.2 負極接地時，可能會造成保護拒動，其負極對地電壓降低，正極對地電壓升高。

4.1.3 交流串入直流接地時，會損壞設備，特別是絕緣監測裝置、高頻充電模塊、保護裝置很容易損壞。交流串入直流繼電器后，為單極串入,一般繼電器不會動作，但是它可以通過長電纜的偶合電容對地構成回路，相當于直流繼電器通過一電容接于220交流電源上，會引起繼電器抖動。使用萬用表在直流回路上能對地測到交流電壓，特別是在拉開懷疑的直流電源后，在負載側可明顯測量到交流電壓。

由于交流串入直流接地時所造成的后果特別嚴重，所以在查找直流接地的時候首先要判斷是否為交流串入直流引起的接地，然后用萬用表查出是正極接地或負極接地，再采用相應的方法查找接地點。在查找過程中要特別小心，防止造成兩點接地。

4.2 在查找直流接地時一般采用拉路法，但是容易造成控制回路或保護回路跳閘等事故。而使用直流系統接地故障定位系統查找直流接地則由于目前產品和各直流系統的兼容性與抗干擾能力差的因素，誤報率十分高，不適合大量采用和全面推廣，僅為查找時作為參考使用。

4.3 查找接地故障時的注意事項：

4.3.1 瞬停直流電源時，應經調度同意，時間不應超過3秒鐘，動作應迅速，防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長。

4.3.2 為防止誤判斷，觀察接地現象是否消失時，應從信號、光字牌和絕緣監察表計指示情況綜合判斷。

4.3.3 盡量避免在高峰負荷時進行。

4.3.4 防止人為造成短路或另一點接地，導致誤跳閘。

4.3.5 按符合實際的圖紙進行，防止拆錯端子線頭，防止恢復接線時遺留或接錯；所拆線頭應做好記錄和標記。

4.3.6 使用儀表檢查時，表計內阻應不低于2000歐/伏。

4.3.7 查找故障，必須二人及以上進行，防止人身觸電，做好安全監護。

4.3.8 防止保護誤動作，必要時在順斷操作電源前，解除可能誤動的保護，操作電源正常后再投入保護。

5 故障查找

5.1 現地檢查交直流切換裝置動作正常，使用萬用表的直流電壓檔位測公用及事故照明直流系統的正極對地電壓為200V，負極對地電壓為20V。由于電壓沒有變動，沒有成倍增長，可以排除是交流串入直流引起的接地，可以判斷出是負極接地，且為非金屬性接地，排除絕緣監測裝置誤報故障信息的假設。接地故障可以確定是在公用及事故照明直流系統到400V事故照明B段的用戶這一區域。

5.2 由于公用及事故照明直流系統供電用戶是400V事故照明B段，不是一類負荷，可以采用拉路法來查找接地故障。把圖二中的負荷都斷開，用萬用表直流電壓檔檢測發現公用及事故照明直流系統的正極對地電壓為110V，負極對地電壓為-110V，可以判斷出接地故障在該回路。

5.3 依次斷開圖二的負荷，用萬用表的直流電壓檔位測公用及事故照明直流系統的正極對地電壓為200V，負極對地電壓為20V。可以判斷接地點至少有兩個。

5.4 由于接地點至少有兩個，用拉路法查找太過繁瑣，所以采用TOPWHIP-800D便攜式直流系統接地故障定位系統查找。

5.4.1 檢查故障檢測器正常；

5.4.2 把故障檢測器上的“功能切換”按鈕切換至“接地檢測”檔；將信號發生器紅夾、黑夾分別接圖一中ZMBS-1P-01電纜的正極和負極，黃夾接地線，確認信號發生器正確接好后，打開其電源開關。此時可發現信號發生器“負接地”指示燈亮，可判斷為負極接地，與前面檢測結果相同；

5.4.3 用鉗形表鉗在圖一中ZMBS-1P-01電纜的負極上，根據鉗形表上的顯示可看出該接地程度很高，方向指向400V事故照明B段，用鉗形表鉗在圖二的負荷電纜的負極上，根據鉗形表上的顯示可找出接地點在SM201和SM204所帶負荷處。

6 故障處理

事故照明系統結構為直流供電方式時，正極供電接入交流供電方式的A、B、C相，負極供電接入交流供電方式的N線。經檢查N線存在兩個接地點：

6.1 事故照明B段饋電屏至EL543.7層3#機組上游副廠房饋電箱的N線接地，已經將其N線于事故照明B段饋電屏處解脫包扎。

6.2 EL559層上游副廠房饋電箱內一照明燈N線接地，已經將其解脫包扎。經處理后事故照明B段可以正常工作，接地故障已經清除。

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