變電站直流接地故障異常排查案例分析

盧杰永

摘要：直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行能夠確保變電站的電力設(shè)備正常運(yùn)行，一旦直流系統(tǒng)發(fā)生了接地故障，將會(huì)對變電站的電力設(shè)備正常運(yùn)行造成一定的威脅。本文將會(huì)以案例簡單說明如何排查、分析變電站的直流接地故障。

關(guān)鍵詞：變電站 直流系統(tǒng) 接地故障

一、變電站直流接地故障案例

在我國某變電站曾經(jīng)出現(xiàn)過直流屏曾經(jīng)發(fā)生“直流接地”報(bào)警信號(hào)，“輕故障”的指示燈亮了，當(dāng)時(shí)的值班人員馬上按下“消音”按鈕，但是“輕故障”的指示燈并沒有馬上暗下去，但是由于當(dāng)時(shí)該變電站的直流屏電源監(jiān)視裝置并不能顯示出故障的大體位置在哪里，所以該變電站馬上組織故障搶修工作，展開故障異常排查工作，并及時(shí)解決這一故障。本文將會(huì)以此案例對變電站直流接地故障的排查工作進(jìn)行簡單的分析。

二、直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的主要原因

直流系統(tǒng)是變電站中獨(dú)立的一個(gè)操作電源，為變電站內(nèi)的電氣設(shè)備、保護(hù)裝置、信號(hào)裝置等設(shè)備提供電源。一般的直流系統(tǒng)是由蓄電池、充電裝置、直流負(fù)荷，以及直流回路等四部分組成，其工作電壓是110VDC或者220DVC。直流系統(tǒng)的不同部分具有不同的功能，這四部分組合成一個(gè)整體，為變電站的電氣設(shè)備供電過程中，確保能夠保護(hù)和控制回路中的元器件。

一般地，根據(jù)直流接地點(diǎn)的位置可以分為室內(nèi)直流接地和室外直流接地，按照直流接地的極性又可以分為正接地和負(fù)接地，按照直流接地的程度又可以分為直接接地（又稱金屬接地或者全接地）和間接接地（又稱為非金屬接地或者半接地），按照接地的情況可以分為絕緣接地、環(huán)路接地、單點(diǎn)接地，以及多點(diǎn)接地，以接地的時(shí)間長短為為依據(jù)，又可以分為瞬間接地和永久接地，因此，直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的主要原因可根據(jù)接地故障的種類而有所不同：

（一）天氣原因

某些戶外二次接線盒的密封工作不到位，或者長時(shí)間沒有檢修，導(dǎo)致在下雨的時(shí)候，雨水滴落到接線盒中，令接線樁頭和外殼導(dǎo)通起來，引起接地故障。而假如瓦斯繼電器的的防護(hù)工作不到位，雨水滲入到接線盒中，當(dāng)雨水逐漸增加，直至淹沒接線柱的時(shí)候，將會(huì)發(fā)生在直流接地故障，甚至?xí)鹛l的情況。而在初春的梅雨天氣，空氣中的濕度過高，將會(huì)導(dǎo)致戶外電纜芯的破損處，或者黑膠布包扎的地方，絕緣能力大大降低，導(dǎo)致接地故障的發(fā)生。

（二）人為原因

人為原因主要有過度的擠壓和磨損、接線松動(dòng)，以及錯(cuò)誤接線等原因。過度的擠壓和磨損容易令二次線絕緣皮破損，造成直流接地故障。而接線松動(dòng)，繼而脫落，線頭就會(huì)搭在鐵件上，引起接地故障。而錯(cuò)誤接線屬于人為專業(yè)技術(shù)不過關(guān)，導(dǎo)致電纜芯接觸鐵件，引發(fā)接地故障。

三、變電站出現(xiàn)直流接地故障的危害性

當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的時(shí)候，對地電壓的正、負(fù)極就會(huì)出現(xiàn)變化，令接地極的對地電壓降低，非接地極的對地電壓升高，在出現(xiàn)和恢復(fù)接地故障的瞬間，繼電器跳閘的回路極有可能會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)跳閘的情況。這主要是因?yàn)殚L電纜在遠(yuǎn)距離的起動(dòng)過程中，中間繼電器回路容易因?yàn)檩^大的分布電容，而造成中間繼電器誤動(dòng)跳閘。當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況的時(shí)候，直流系統(tǒng)極有可能會(huì)形成接地短路，出現(xiàn)繼電保護(hù)、直流保險(xiǎn)絲熔斷、自動(dòng)裝置拒動(dòng)或者誤動(dòng)，從而令變電站中的控制回路、自動(dòng)裝置等電氣設(shè)備失去電源，很有可能會(huì)引起嚴(yán)重的后果。當(dāng)直流系統(tǒng)的保護(hù)開關(guān)拒動(dòng)的時(shí)候，甚至?xí)霈F(xiàn)越級跳閘的情況，令當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)大面積停電的情況。

四、變電站直流接地故障異常排查方法

一般地，當(dāng)變電站的直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，其排查原則是“先次要、后主要、先室外、后室內(nèi)”，檢查無誤后再用拉路試探法進(jìn)行詳細(xì)的檢查。但是隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有很多種方法可以簡單地排查變電站直流接地故障異常：

（一）根據(jù)出現(xiàn)故障時(shí)的運(yùn)行情況、操作情況以及天氣情況等進(jìn)行判斷

這種方法是最簡單，但同時(shí)又是最需要工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)的方法。在上述的案例中，當(dāng)時(shí)的排查方法是考慮到全變電站的工作符合高達(dá)8000KW，如果采取相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行排查和檢測，處理時(shí)間較長，造成的風(fēng)險(xiǎn)也比較大。通過仔細(xì)的檢查之后，確定室外直流系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備沒有出現(xiàn)異常情況后，就初步把故障異常的出現(xiàn)地點(diǎn)鎖定在室內(nèi)。而當(dāng)時(shí)正處于運(yùn)行狀態(tài)的就只有三面高壓柜放置電源新工作，于是，當(dāng)時(shí)的工作人員就對這三面高壓柜進(jìn)行重點(diǎn)的檢查。二十分鐘后，打開高壓開關(guān)柜柜內(nèi)的低壓電纜走向槽發(fā)現(xiàn)，一條直流事故音響信號(hào)小母線電纜的絕緣層出現(xiàn)損壞，并與高壓柜的柜體相碰，把這條電纜移開，故障現(xiàn)象就消失了。當(dāng)時(shí)在場的工作人員把這根故障的電纜進(jìn)行單獨(dú)的處理，然后讓直流系統(tǒng)的運(yùn)行工作恢復(fù)正常。整個(gè)過程耗時(shí)四十五分鐘，足以可見，工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)是否豐富將會(huì)直接影響接地故障異常排查和處理的速度和效率。

（二）利用絕緣監(jiān)測裝置判斷

在變電站中，一般的直流母線會(huì)分為兩段，并各自裝有絕緣監(jiān)測裝置。當(dāng)直流系統(tǒng)正常運(yùn)作的時(shí)候，監(jiān)測裝置將會(huì)顯示母線的工作電壓，并同時(shí)監(jiān)測直流系統(tǒng)的正、負(fù)母線的絕緣情況。這種監(jiān)測裝置的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行監(jiān)測工作，并能夠隨時(shí)對直流系統(tǒng)是否出現(xiàn)接地故障進(jìn)行監(jiān)控，顯示接地回路的編號(hào)，但是對于出現(xiàn)故障的位置并不能夠準(zhǔn)確定位，加上技術(shù)上的限制，很難把故障范圍縮小到一個(gè)較小的范圍，而且采用絕緣監(jiān)測裝置來排查接地故障的話，需要在變電站中進(jìn)行施工安裝，對于變電站的改造工作是十分不便的。總的來說，這種裝置并沒有過于廣泛使用，誤報(bào)情況較多，而且精度也不高。

（三）便攜式直流接地故障裝置故障定位法

這是近幾年在電力系統(tǒng)市場中應(yīng)用較為廣泛的故障排查方法。采用這種故障排查方法的時(shí)候，并不需要斷開直流回路電源，可以在帶電的情況下查找接地故障，同時(shí)，還不需要再使用“拉回路”的方法，在一定程度上提高了排查直流系統(tǒng)接地故障的安全性，而且還可以準(zhǔn)確排查故常的出現(xiàn)地方。但是市面上出現(xiàn)的大部分這類型產(chǎn)品的檢測精度都不高，容易受到外界的干擾而出現(xiàn)誤報(bào)的情況。

五、結(jié)言

在變電站中，除了接地故障，直流系統(tǒng)還可能會(huì)出現(xiàn)過負(fù)荷工作、整流器故障、監(jiān)控裝置故障等問題。不論是那一種類型的故障，只有在實(shí)際的工作過程中不斷發(fā)展問題，并采取合適的措施去完善問題，才能夠不斷提高解決問題的能力。

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