220 kV變電站中直流系統接地故障探究

谷志偉

摘 要：伴隨社會科技水平的提高，變電站設備的更新速度逐漸加快，電網的發展與自動化程度的提升對于可靠性要求越來越高，直流系統故障分析數據的精確度不斷提高。該文將進一步研究220 kV變電站中直流系統接地故障問題，探討解決220 kV變電站中直流系統故障的措施。

關鍵詞：220 kV 變電站 直流系統 接地故障

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0195-01

1 220 kV變電站直流系統接地故障分析

在220 kV變電站中，可對直流系統接地進行如下定義：當直流系統的正極或是負極與大地間的絕緣水平降低至某個整定值或是低于限定值時，即直流系統接地故障。

1.1 直流系統接地的主要原因

對于220 kV變電站而言，因其內部的直流系統分布相對較廣，加之各個部分的運行環境均不相同，從而導致引起直流系統接地故障的原因較多，大體上可歸納為以下幾個方面：

（1）絕緣老化。一些220 kV變電站建設的年代比較久遠，經過多年的運行后，由于受到灰塵、潮濕以及腐蝕性氣體的影響，使得直流系統中的個別元器件絕緣水平下降，進而發展為接地故障，這也是導致220 kV變電站直流系統接地最為主要的原因之一。（2）氣候因素。實踐證明，雨、雪、霧等氣候都會引起直流系統受潮，同時，還會導致某些電纜長時間浸泡在水中，由此極易引起接地故障。（3）人為因素。220 kV變電站的二次回路常常會有各種施工，在這一過程中，由于施工人員操作不當，可能會留下導線接頭，墊圈等雜物，從而容易引起直流系統金屬性接地。（4）設計原因。220 kV變電站中的直流系統是由諸多設備組成，如絕緣監察設備、端子箱、機構箱等等，若是這些設備的設計不合理或是存在質量問題，則當其受到震動或是機械作用力等情況時，便會引起直流系統接地故障。

1.2 接地的危害

通常情況下，220 kV變電站中的直流系統多采用懸浮供電方式，系統的正負極均不直接接地，若是直流電源中的正極或是負極接地時，便會引起短路故障。目前，DC/DC開關電源的應用日趨普及，這種電源的EMI抗干擾措施采用了大量的電容，由此導致了直流母線對地電容過大，即圖1中所示的C+和C-較大。

如果K2點出現接地故障，那么會造成C+和C-對TQ進行充放電，由此一來會引起電流沖擊，容易導致保護裝置誤動作。當直流系統中已經有某一點接地，若是再出現另一點接地的情況，則會形成寄生回路，從而導致直流電源短路、保護裝置誤動作或是拒動，電網的運行便會受到威脅。由此可見，變電站中直流系統接地故障的危害較大，必須采取合理、有效的方法進行解決處理。

2 處理接地故障的方法及預防措施

2.1 故障的查找與處理方法

（1）在對直流系統接地故障進行查找前必須分清接地的極性，并進一步分析故障原因是否與氣候有關、變電站內有無施工作業、設備是否存在誤操作等等。如果變電站內的二次回路有施工，或是正在進行設備檢修試驗，則應當立刻停止，然后，拉開其工作電源，看接地信號是否能夠消除。（2）當系統中有微機多路絕緣監測設備時，可通過直接判斷饋線路數來查找接地故障，如果未安裝監測設備，則可采用瞬停法進行查找，即在條件允許的前提下，將某一條回路瞬間斷開，看絕緣監察裝置的表針指示是否消失，若消失則表明故障點位于該回路上，如果并未消失，則說明該回路正常，隨后再依次斷開其它回路進行查找。需要注意是，直流回路的切斷時間不得超過3 s。（3）對于金屬性接地故障的查找可以借助絕緣監測設備或是拉回路法與萬用表，由此能夠準確找到故障點位。（4）接地點非持續性接地故障是目前直接系統中最難查找的一類故障問題，針對這種情況，可以憑借先進的監視系統，再通過對接地告警信號發出時的異常情況進行分析，便可在最短的時間內找到故障并進行排除。（5）在直流系統接地故障中，存在一些不易查找的情況，針對此類問題，可以采取如下方法進行查找和排除：倒閘、拉開充電機并聯刀閘開關；分網排除；縮小故障查找范圍等等。

2.2 為了有效解決220 kV變電站中直流系統的接地故障問題，應當在實際工作采取如下預防措施

（1）站內相關工作人員應當認真做好定期性安全運行巡視檢查工作，尤其是要對一些重點部分加大巡查力度，同時還應采取相應的防雨防潮和防異物等措施，并對各種安全隱患進行及時處理。（2）要對施工環節的質量控制工作予以強化，并對施工技術進行嚴格選定，施工過程中應當進行必要的絕緣試驗，若是發生故障，則及時對受損電纜進行更換處理。（3）為有效避免變電站蓄電室受潮，應當加強通風等防潮措施，并在直流系統元器件的采購上，嚴把質量關。

3 解決220 kV變電站直流系統接地故障的重要意義

在220 kV變電站實際運行中，想要徹底避免直流系統接地故障的發生是非常困難的，而一旦直流系統出現接地故障，輕則會影響變電站中設備的正常運行，嚴重時還可能危及電網的安全運行。這就要求變電站工作人員應當對直流系統接地故障予以足夠重視，并采取有效的處理方法和預防措施解決故障問題，這不但有利于提高變電站內主要設備的運行安全，而且還能提高變電站的運行效率。鑒于此，有效解決220 kV變電站直流系統接地故障對于變電站乃至電網的安全、可靠、穩定運行具有非常重要的現實意義。

4 結語

綜上所述，對于220 kV變電站中的直流系統而言，接地故障是最為常見的故障問題之一，也是影響系統安全、穩定、可靠運行的主要因素，為此，除了要認真分析引起故障的原因之外，還應當采取行之有效的方法排除故障，只有這樣，才能保證直流系統正常運行，也才能進一步確保變電站的運行穩定。

參考文獻

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