發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)接地的危害及查找、處理方法

【摘要】發(fā)電廠以及變電站的直流系統(tǒng)具有持續(xù)供應(yīng)電源的作用，是確保各種電力裝置能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)。直流系統(tǒng)常見(jiàn)的故障之一是接地故障，如果發(fā)生雙點(diǎn)接地，很有可能會(huì)導(dǎo)致電力裝置受到損壞、繼電保護(hù)裝置拒動(dòng)或者誤動(dòng)，從而出現(xiàn)安全隱患，影響正常運(yùn)行。本文對(duì)變電站直流系統(tǒng)接地的危害進(jìn)行分析，并且提出找出這些危害的方法以及危害的處理方法，旨在促進(jìn)變電站各系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】變電站;直流系統(tǒng);接地;危害;預(yù)防

引言

由于發(fā)電站以及變電站所處的環(huán)境比較特殊，很容易受到自然災(zāi)害、社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)等多方面的影響，因此需要加強(qiáng)對(duì)變電站的管理，尤其是加強(qiáng)對(duì)其直流系統(tǒng)的管理。發(fā)電廠及變電站中的繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、信號(hào)以及電氣設(shè)備等均采用直流系統(tǒng)，對(duì)供電的可靠性的要求較高。直流供電的可靠性是發(fā)電廠和變電站能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)多點(diǎn)或者兩點(diǎn)接地的時(shí)候，很有可能會(huì)造成各種電力系統(tǒng)安全事故，對(duì)此，直流系統(tǒng)的接地管理是發(fā)電廠以及變電站管理過(guò)程中的一個(gè)重要內(nèi)容，需要加強(qiáng)對(duì)各種故障的監(jiān)測(cè)以及預(yù)防，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的電力系統(tǒng)故障問(wèn)題。

一、發(fā)電廠和變電站直流系統(tǒng)接地故障的原因以及危害

發(fā)電廠和變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，與其連接的電力設(shè)備的種類(lèi)比較繁多，因此常常會(huì)產(chǎn)生很多回路，加上變電站和發(fā)電廠常年超負(fù)荷工作，受到外界自然因素的影響較大，因此會(huì)導(dǎo)致電線設(shè)備或者各個(gè)接口出現(xiàn)風(fēng)化、扭曲以及破損，最終影響整個(gè)直流系統(tǒng)裝置的直流。當(dāng)遇到一些特殊的地理環(huán)境時(shí)，都有可能會(huì)導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地，尤其是一些使用時(shí)間很長(zhǎng)、已經(jīng)老化的直流系統(tǒng)，更容易出現(xiàn)接地故障。

直流系統(tǒng)接地對(duì)變電站以及發(fā)電廠的繼電保護(hù)裝置、電力裝置等都有十分重要的影響，直流系統(tǒng)中的某個(gè)點(diǎn)一旦失去了與大地之間的絕緣，或者與大地之間的絕緣能力有所下降，不能滿足安全要求，則會(huì)出現(xiàn)接地事故。直流系統(tǒng)的接地故障可以分為正負(fù)兩極，如果接地出現(xiàn)在正極，則屬于正極接地故障。如果接地出現(xiàn)在負(fù)極，則屬于負(fù)極接地故障。如果兩極都出現(xiàn)了接地事故，則屬于兩極接地故障。不同的接地故障帶來(lái)的危害也是不一樣的。正極接地故障最嚴(yán)重的危害是對(duì)電力保護(hù)設(shè)備以及自動(dòng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成阻礙，發(fā)生誤動(dòng)現(xiàn)象。

圖一 直流接地事故模型

直流系統(tǒng)的跳合閘以及繼電器的接口都是和系統(tǒng)的電源負(fù)極相連的，如圖一所示，直流系統(tǒng)正極接地時(shí)，會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)設(shè)備等裝置的正常運(yùn)行受到影響，當(dāng)A、B處出現(xiàn)接地時(shí)則會(huì)導(dǎo)致1LJ、2LJ處短路，從而使得CKJ繼電器發(fā)生跳閘。如果是負(fù)極接地，則會(huì)導(dǎo)致電力保護(hù)設(shè)備以及自動(dòng)設(shè)備瞬間停止工作，功能完全喪失。當(dāng)負(fù)極接地時(shí)，使得繼電器被短接，在這種情況下繼電器不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，由于回路短路，整個(gè)電線系統(tǒng)都承受了較大的電流，因此會(huì)對(duì)繼電器造成很大的損壞，使得繼電器的保險(xiǎn)設(shè)備喪失基本的保護(hù)功能。如圖所示，負(fù)極接地即B、E處出現(xiàn)接地，則會(huì)導(dǎo)致CKJ被短接，喪失保護(hù)功能，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)絲被融化以及燒斷，造成越級(jí)跳閘的事故。最后一種接地也是最嚴(yán)重的故障。當(dāng)兩極接地時(shí)，直流系統(tǒng)中的熔斷器會(huì)被引發(fā)，受到高溫影響，出現(xiàn)融化、切斷等問(wèn)題，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致蓄電池受到損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)保障事故。

綜上所述，發(fā)電廠以及變電站的直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地時(shí)，無(wú)論是那種接地形式，都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的后果，一方面，會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備本身出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，另一方面，也會(huì)影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而影響供電的安全性。

二、直流系統(tǒng)接地的檢查以及處理

（一）直流系統(tǒng)故障的辨別

當(dāng)發(fā)電廠以及變電站出現(xiàn)直流系統(tǒng)接地時(shí)，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，工作人員一旦發(fā)現(xiàn)警報(bào)，則要立即停止工作，并且對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行查找。如果直流系統(tǒng)的運(yùn)行正常，則正極與負(fù)極之間的電壓是保持恒定的，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，正負(fù)極之間的電壓不平衡，可以根據(jù)正負(fù)電極之間的電壓確定是否出現(xiàn)直流接地故障。對(duì)直流接地故障點(diǎn)進(jìn)行查找時(shí)，查找的原則是先分母線，然后分回路，一般使用500V接地電阻儀和萬(wàn)用表進(jìn)行檢查。

（二）直流系統(tǒng)接地故障的處理

1.直流屏母線排查

一旦直流系統(tǒng)出現(xiàn)了接地故障，則光字牌、監(jiān)控裝置的液晶顯示屏以及后臺(tái)機(jī)器都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的警告，即出現(xiàn)直流壓差的信號(hào)。對(duì)于這種接地故障，要及時(shí)找出直流屏的輸出面板，面板上有一系列的直流輸出開(kāi)關(guān)以及保險(xiǎn)。首先要對(duì)報(bào)警的信號(hào)進(jìn)行確定，確認(rèn)其實(shí)直流系統(tǒng)接地還是裝置誤報(bào)，一旦確定是直流系統(tǒng)接地，則要按照先室內(nèi)再室外的原則進(jìn)行接地點(diǎn)的查找，在查找的過(guò)程中要預(yù)防由于人為原因造成的再次接地。查找時(shí)一般采用拉路法、先次要后重要負(fù)荷原則進(jìn)行母線排查。

2.對(duì)動(dòng)力直流部分進(jìn)行檢查

每個(gè)發(fā)電廠以及變電站的動(dòng)力直流都分都使用不同的開(kāi)關(guān)控制，在實(shí)際處理過(guò)程中要根據(jù)開(kāi)關(guān)的排列順序依次打開(kāi)開(kāi)關(guān)，當(dāng)打開(kāi)某個(gè)開(kāi)關(guān)的時(shí)候，出現(xiàn)警告信號(hào)消失的現(xiàn)象，則可以斷定是該條路線出現(xiàn)了短路，為了確定，可以合上開(kāi)關(guān)之后再次打開(kāi)，如果出現(xiàn)同樣的情況則可以確定是該線路短路。具體的處理方法是：斷開(kāi)該開(kāi)關(guān)，然后根據(jù)開(kāi)關(guān)表示的文字，找到電纜，解除電纜，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，對(duì)其中并聯(lián)的電纜分段解除。如果將所有的直流輸出開(kāi)關(guān)都打開(kāi)，但是警告的信號(hào)仍然沒(méi)有消失，則可以斷定不是直流系統(tǒng)接地故障，恢復(fù)供電即可。

3.直流分段排查

進(jìn)行直流分段排查時(shí)，首先要將拆解的接頭逐一記錄下來(lái)，以免恢復(fù)接頭的時(shí)候出現(xiàn)了連線錯(cuò)誤，堅(jiān)持誰(shuí)拆解、誰(shuí)恢復(fù)的原則，確保接頭的順序不會(huì)紊亂。對(duì)拆解的接頭進(jìn)行恢復(fù)時(shí)，需要逐一檢查記錄的斷點(diǎn)，避免接頭出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象。在進(jìn)行故障排查時(shí)，可以使用接地電阻儀來(lái)確定是否是與直流屏相連的主電纜接地，如果確定不是電纜的問(wèn)題，則可以恢復(fù)電纜與直流屏之間的連接，觀察直流屏的監(jiān)控單元是否有異常情況。如果沒(méi)有相應(yīng)的警告，則可以進(jìn)入下一個(gè)檢查環(huán)節(jié)。對(duì)電纜故障進(jìn)行排除之后，就可以恢復(fù)直流母線的連接，在恢復(fù)的過(guò)程中如果又出現(xiàn)了警告，則可以斷定是該段母線或者與該段相連的分支母線出現(xiàn)了接地故障，此時(shí)可以拉開(kāi)該保護(hù)屏總的直流開(kāi)關(guān)，對(duì)各種設(shè)備以及裝置進(jìn)行保護(hù)。如果沒(méi)有接地，則可以連接所有拆解的線頭，對(duì)母線供電進(jìn)行恢復(fù)，確保電力裝置的正常運(yùn)行。

4.直流分單元回路排查

進(jìn)行直流分單元排查時(shí)，需要先打開(kāi)本屏的所有分支的直流開(kāi)關(guān)，然后合上總的直流開(kāi)關(guān)，觀察直流屏監(jiān)控裝置上是否有異常，如果沒(méi)有任何異常則可以合上分支直流開(kāi)關(guān)，再進(jìn)行核查，在具體的排查過(guò)程中，需要根據(jù)有接地單元現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，分析與直流母線相連接的具體回路，如果確定是某個(gè)回路接地，則可以斷開(kāi)該回路，恢復(fù)與其他回路之間的供電，針對(duì)該接地回路所有串接的具體元件要進(jìn)行一一排查，可以找到接地點(diǎn)，自行處理之后恢復(fù)供電。

三、結(jié)語(yǔ)

發(fā)電廠以及變電站的直流系統(tǒng)是各種電力設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備的基礎(chǔ)，發(fā)電廠以及變電站的直流系統(tǒng)受到各方面原因的影響，很有可能會(huì)出現(xiàn)接地故障，從而導(dǎo)致電力設(shè)備不能正常運(yùn)行。對(duì)此要積極加強(qiáng)直流系統(tǒng)接地故障的排查以及預(yù)防，針對(duì)具體的接地故障類(lèi)型，進(jìn)行詳細(xì)分析之后采取合適的措施。常見(jiàn)的接地故障排查方法有直流屏母線排查、直流分段排查、直流分單元回路排查等，在查找過(guò)程中發(fā)現(xiàn)障礙之后要及時(shí)進(jìn)行處理，確保直流系統(tǒng)以及各種電力設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。

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