換流站低壓直流接地故障處理策略優化

摘 要：低壓直流系統作為換流站控制保護系統重要輔助電源，其穩定性尤為重要。文章介紹了換流站低壓直流系統接地危害，闡述了低壓直流故障檢測新舊方法，并以±500kv鵝城換流站一起低壓直流系統接地故障進行了分析與處理，對換流站低壓直流接地故障處理策略提出優化建議。

關鍵詞：換流站；低壓直流；接地故障；處理策略

引言

低壓直流系統作為換流站重要輔助電源，擔負著直流換流站控制、保護裝置各控制電源、信號電源等重要負荷。正常運行時，低壓直流系統不能退出運行，同時直流換流站內信號擾動大，在線監測裝置易受到干擾而無法定位故障點。本文就換流站低壓直流接地故障查找策略進行探討。

1 低壓直流系統接地危害

一般來說，室外設備密封損壞，或者電纜老化且其危害將隨電壓等級升高而增大。當出現多點接地時，可引起繼電器誤動作，開關跳閘[1]。或信號錯誤，導致直流保護采樣誤判，直流保護誤動作，高壓直流系統閉鎖。

2 直流接地故障查找方法

基于斷開直流回路方式，進行拉路尋找、分段處理。以先信號和照明部分后操作部分，先室外后室內原則。在切斷各專用直流回路（控制保護動作回路）時，切斷時間不得超過3s。且遵循以下注意事項：查找接地點禁止使用燈泡尋找方法；儀表檢查時，內阻不低于2000Ω/V；處理時不得造成直流短路和另一點接地[2]。

該方法在一般變電站使用較多，為傳統的直流系統限制，在直流接地故障定位方面存在一些不足。比如處理時間長，定位不準確，無法處理間接接地、非金屬接地、環路接地、正負平衡接地、多點接地等情況，存在較大局限性，在國內換流站無法大面積推廣。

隨著科技進步，微型計算機技術及算法突破，在模糊控制理論、通信噪聲理論、低頻信號檢測、在直流接地儀器上應用，低頻信號測試法（也稱交流法[3]）可靠性越來越高，精度、抗干擾能力進一步增強。對直流系統大的分布電容、電磁脈沖、其它噪聲等抗干擾能力大大提高，可對支路接地進行準確指向定位[4]。

3 換流站直流接地特殊性及處理策略優化

如前文所述，換流站使用大量控制保護信號，其直流電源穩定性至關重要。尤其在部分設備指示信號直接作用于高壓直流保護，一旦信號發生變位，可能導致保護誤判直流運行方式發生變化，控制保護軟件將對采樣電壓、電流等進行篩選，重新計算保護，一旦滿足條件，將導致保護誤動，直流閉鎖。

此條件下，原有的試拉法進行直流接地檢查是存在極大風險的，國內就出現過因查找直流接地故障，導致直流換流站雙極閉鎖的事故。

在此種條件下，優化原有的處理策略，結合天氣和接地特點，使用“低頻信號測試法”作為重要手段[5]，最終定位完畢后，結合回路“試拉法”處理故障。能有效提高故障處理效率和安全性。

4 典型直流接地故障處理分析

某年5月，某站極Ⅰ水冷系統直流電源接地告警。站內直流電壓等級為110V，現場檢查發現，在EA屏，EB屏MCU1000均發現接地告警。在絕緣監察裝置發現EA屏接地電阻在6KΩ和接地之間變動。同時EC屏發出alarm總告警。打開柜門檢查，EA屏的GC2組檢測小模塊K10黃燈亮，該位置為極1水冷A系統控制監視電源。

因該路電源用于直流場部分刀閘開關接點信號電源，一旦電源丟失，可能引起直流保護測量值跳變，易導致直流閉鎖。此種情況下，無法通過斷開直流支路空開的方式進行直流接地故障定位。決定使用低頻信號測試法進行故障查找。

現場根據制定的處理策略，分析此次接地故障。此次接地報警時，換流站內突降暴雨，但該路負荷涉及到直流場極母線區域、中性母線區域、雙極公共區域、閥廳、外水冷系統等多個系統，需要測定具體的故障區域。同時根據換流站戶外設備布置圖，分析可能的故障點在戶外直流場及冷卻塔接線盒。

首先在P1CCPA柜內該控制電源總進線處接入800D絕緣檢測裝置，進行“低頻信號測試法”檢查。分別對支路進行信號檢測，發現“D點”位置出現入地電流信號，如圖1所示。

結合圖紙，發現對應設備為1#冷卻塔狀態指示信號電源正接地。該回路為換流站閥水冷系統A系統指示信號，信號臨時消失，不會導致直流輸電系統異常。

在定位完畢，分析故障點不存在其他風險后，在戶外冷卻塔端子箱進行具體檢查，通過試拉法檢查3臺風機接點，發現1#冷卻塔的1#風扇安全開關絕緣降低，對其進行隔離后，全部恢復正常。

此次故障處理，使用“低頻信號測試法”作為重要手段，最終定位完畢后，結合回路“試拉法”處理故障。避免了盲目試拉直流負荷開關，且定位迅速，為直流安全穩定運行奠定了良好基礎。

5 結束語

本文分析了換流站直流接地危害，并結合±500kv換流站一次直流接地故障處理，分析了換流站直流接地故障的特殊性，在不斷開任何一路直流電源情況下，使用“低頻信號測試法”進行故障定位。對直流接地故障處理策略進行優化，提出了適用于目前直流換流站低壓直流接地處理新方法。

參考文獻

[1]張科峰，方穩根.廠站低壓直流系統接地查找[J].電力系統保護與控制，2008，36（20）：93-96.

[2]電力行業職業技能鑒定指導中心.繼電保護（第二版）[M].北京：中國電力出版社，2009.

[3]邱政宇直流接地故障檢測新方法探討[J].廣東水利水電，2009（10）：71-73.

[4]王洪濤，李天云，劉輝軍.基于二維線性跟蹤器的二次系統直流接地故障檢測新方法[J].電網技術，2012，36（5）：204-207

[5]杜松軒，陳亮宏，楊俊.一起換流站低壓直流系統接地故障的分析及對策[J].廣東科技，2012（21）：49-50.