變電站直流系統(tǒng)接地的探討

錢(qián)維欽

（上海長(zhǎng)興供電公司，中國(guó) 上海 200000）

直流系統(tǒng)是變電站重要的電力系統(tǒng)之一，通常由蓄電池組作為直流系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立電源。蓄電池與充電電源并列運(yùn)行于直流母線上，在電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致變電站部分或全站停電時(shí)，在一定的時(shí)間內(nèi)保證了繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置等設(shè)備可靠地連續(xù)工作，同時(shí)還供事故照明等用電設(shè)備，確保事故緊急處理的有序進(jìn)行。因此直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是變電站安全運(yùn)行的主要保障之一。

1 直流系統(tǒng)接地故障的危害

直流系統(tǒng)在變電站內(nèi)的分布較廣，連接也比較復(fù)雜，又受外部影響較大，當(dāng)直流電源系統(tǒng)正負(fù)極對(duì)地間的絕緣電阻降低至某一整定值，或低于某一規(guī)定值時(shí)，則認(rèn)為直流系統(tǒng)有接地故障。一般接地情況歸納為:正接地和負(fù)接地；一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地；金屬性接地和非金屬性接地；直流饋線接地和直流系統(tǒng)內(nèi)部接地等。同時(shí)，直流接地可能引起斷路器誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，而造成有關(guān)設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞，甚至擴(kuò)大成電網(wǎng)事故。所以當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)時(shí)，應(yīng)及時(shí)排查并切除故障點(diǎn)，確保變電站直流供電的可靠性。

2 直流系統(tǒng)接地的原因

2.1 由于天氣因素造成的直流系統(tǒng)接地

此類(lèi)直流接地的特點(diǎn):雨天或霧天容易導(dǎo)致戶(hù)外直流系統(tǒng)絕緣降低，天氣好轉(zhuǎn)后接地自動(dòng)消失。不僅給排查工作帶來(lái)一定難度，還容易處理后再次出現(xiàn)接地情況。

2.2 由于施工質(zhì)量不佳，留下接地隱患

如二次回路漏接街頭、誤損電纜外皮絕緣等。此類(lèi)直流接地的特點(diǎn):當(dāng)天氣較潮濕時(shí)或現(xiàn)場(chǎng)工作中有震動(dòng)，容易引起直流接地現(xiàn)象，且處理過(guò)程較為復(fù)雜。

2.3 由于自然老化問(wèn)題

比如設(shè)備質(zhì)量不良、漏液、絕緣老化等。此類(lèi)直流接地需要更換元件，處理時(shí)間較長(zhǎng)。

2.4 由于環(huán)境因素

比如通風(fēng)不良、粉塵、室內(nèi)溫度過(guò)高等。此類(lèi)情況不僅給一次設(shè)備，甚至二次設(shè)備帶來(lái)較大的負(fù)面作用，且正常查找時(shí)較發(fā)現(xiàn)。

3 直流系統(tǒng)接地的處理方法

3.1 拉回路法

通常根據(jù)運(yùn)行方式、操作情況、氣候影響綜合判斷可能接地的地點(diǎn)，采取拉路尋找、分段處理的方法，以先信號(hào)、照明，后操作、控制部分；先室外后室內(nèi)，先負(fù)荷后電源等原則。即先斷開(kāi)分支負(fù)荷小的直流開(kāi)關(guān)，檢查直流系統(tǒng)的絕緣是否恢復(fù)正常，根據(jù)情況進(jìn)一步查找接地并消除。在切斷各專(zhuān)用直流回路時(shí)，切斷時(shí)間不得超過(guò)3秒，不論系統(tǒng)絕緣是否恢復(fù)均應(yīng)合上。而且在斷開(kāi)每一個(gè)直流開(kāi)關(guān)前，均要事先與調(diào)控運(yùn)行人員聯(lián)系好，并加強(qiáng)監(jiān)視。

查找接地拉路的一般順序:

1）若站內(nèi)二次回路有工作或有設(shè)備檢修等的臨時(shí)工作電源；

2）易受潮、可疑或經(jīng)常易接地的回路；

3）變壓器及重要設(shè)備的控制回路；

4）絕緣水平低、存在設(shè)備缺陷及有檢修工作的電氣設(shè)備和線路進(jìn)行檢查；

5）根據(jù)錄波裝置判斷是否存在直流系統(tǒng)故障；

6）依次斷合事故照明電源、通信電源、充電回路、合閘回路、信號(hào)回路、操作回路、蓄電池回路等。

若發(fā)現(xiàn)某一直流回路有接地時(shí)，有環(huán)路的應(yīng)先解環(huán)，再取下各分支線的操作熔斷器或拆端子，直到找出接地點(diǎn)，并進(jìn)行處理。當(dāng)仍未查找到故障點(diǎn)，應(yīng)考慮兩點(diǎn)接地的可能性。此時(shí)需同時(shí)斷開(kāi)兩路甚至多路直流回路，根據(jù)斷開(kāi)每一路時(shí)直流電壓升高情況，查找并消除接地點(diǎn)。

缺點(diǎn):由于目前變電站二次系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，且在施工或擴(kuò)建時(shí)遺留種種問(wèn)題，使各專(zhuān)用回路之間沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的區(qū)分，形成一些非正常的閉環(huán)回路，大大增加了查找直流接地故障的難度。回路接地存在較多不確定性，故“拉回路”容易導(dǎo)致控制回路和保護(hù)回路事故發(fā)生，即產(chǎn)生人為的跳閘事故。

3.2 直流接地選線裝置

通過(guò)微機(jī)直流接地選線裝置監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣情況。此類(lèi)裝置功能及特點(diǎn):集直流電壓監(jiān)測(cè)、直流絕緣監(jiān)測(cè)和接地選線為一體，能區(qū)分母線、支線接地；能自動(dòng)分兩條或多條支路存在接地故障。同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)情況，對(duì)直流接地故障及時(shí)報(bào)警并做故障時(shí)間記錄等。

缺點(diǎn):技術(shù)上受安裝監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的限制，仍未能將故障點(diǎn)縮小到某一回路或支路，無(wú)法定位到具體接地點(diǎn)。普遍還存在精度不高，容易誤報(bào)等較多問(wèn)題。同時(shí)在施工安裝方面，對(duì)變電站老系統(tǒng)的改造帶來(lái)不便。

3.3 便攜式直流接地故障定位裝置

便攜式直流接地故障定位裝置一般由信號(hào)發(fā)生器、故障檢測(cè)器和信號(hào)采集器組成。當(dāng)發(fā)生直流接地故障時(shí)，將信號(hào)發(fā)生器接入直流系統(tǒng)正、負(fù)母線和地之間。通過(guò)判斷直流系統(tǒng)電壓等級(jí)、接地性質(zhì)及極性等數(shù)值進(jìn)行智能反饋，由故障檢測(cè)器判斷出直流接地故障回路，并進(jìn)行故障點(diǎn)定位，能消除接地故障現(xiàn)場(chǎng)分布電容的干擾，將故障點(diǎn)定位到更小的范圍內(nèi)，檢測(cè)靈敏度高。該裝置最大優(yōu)點(diǎn)是帶點(diǎn)尋找接地點(diǎn)，即直流系統(tǒng)能保持運(yùn)行，在不斷電的情況下對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。相對(duì)于傳統(tǒng)的“拉回路法”，不僅縮短了大量查找接地點(diǎn)的時(shí)間，更大大提高了直流系統(tǒng)和電網(wǎng)的安全可靠性。

4 直流系統(tǒng)接地的預(yù)防措施

4.1 變電站應(yīng)定期對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)，對(duì)質(zhì)量不佳、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、元件老化嚴(yán)重的設(shè)備進(jìn)行更換。同事定期對(duì)蓄電池室進(jìn)行通風(fēng)，并在蓄電池室采取有效的防潮措施。

4.2 變電站定期進(jìn)行巡視工作，檢查防雨、防潮、防異物等日常工作。尤其在陰雨天氣時(shí)增加設(shè)備檢查次數(shù)，并重點(diǎn)對(duì)易發(fā)生接地的地方進(jìn)行檢查。如發(fā)現(xiàn)隱患應(yīng)立即消除。

4.3 在變電站的施工過(guò)程中，對(duì)施工的質(zhì)量和工藝進(jìn)行把關(guān)，檢查測(cè)試回路、絕緣等情況，對(duì)損壞電纜進(jìn)行及時(shí)更換。并根據(jù)圖紙?jiān)敿?xì)核實(shí)線路，拆除不用回路。

4.4 組織人員分析直流接地事故的原因，對(duì)站內(nèi)直流系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行梳理核對(duì)，加強(qiáng)了對(duì)設(shè)備異常情況的掌握，防患于未然。

4.5 加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)人員事故處理的培訓(xùn)力度，在排查直流接地故障時(shí)，能在必要時(shí)解除相應(yīng)的保護(hù)，保證正常設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行（如斷開(kāi)重要設(shè)備直流控制保護(hù)電源，以防產(chǎn)生誤跳閘等）。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，有效的防范直流接地對(duì)直流系統(tǒng)可靠運(yùn)行，甚至對(duì)變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著極為重要的作用。通過(guò)不斷實(shí)踐和總結(jié)直流接地這門(mén)技術(shù)，提高認(rèn)識(shí)，有效地查處接地、防范接地，并依靠經(jīng)驗(yàn)加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，使安全工作落實(shí)到位，確保設(shè)備健康運(yùn)行和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。