變電站直流系統接地故障及環網危害分析處理研究

張明達

（山東省冶金設計院股份有限公司,濟南 250101）

1 變電站直流系統常見接地故障原因及其種類

變電站直流系統主要有兩大部分，即充電屏與蓄電池。充電屏內具有絕緣檢測儀、充電模塊等組成；蓄電池即由電極、電解質、隔離物及外殼組成。變電站直流系統常見接地故障常見有以下幾類：首先是蓄電池或充電屏的電纜或絕緣座等部分出現破損或者絕緣老化、破損，出現漏電；再次是外因引起，如由機械振動過大，系統中的電纜摩擦金屬體，造成絕緣損傷，引起漏電；三是環境引起，如積塵多，空氣潮濕，如接線端子、PCB板集有灰塵，在空氣濕度較大的情況下，絕緣下降；四是生銹。如儀器儀表的金屬外殼；五是漏水。如端子箱、壓力表密封不好；六是裸露。如備用電纜芯沒有包好、墊片或螺桿掉在空開上同時接觸到柜體和任一極。

變電站直流系統常見接地故障常見種類主要有以下幾項：首先是電纜接地。造成電纜接地有兩方面原因，即絕緣老化、鋪設時或者檢修時操作不當遭到損傷；再次是元件接地。元件接地主要是元件質量不可靠，絕緣材料不過關或者在制造過程中絕緣部分受到損傷，經過一段時間運行后，如遇到潮濕空氣，薄弱部位漏電，發生直流接地故障；三是蓄電池接地。蓄電池長期過充電、過溫，導致殼體膨脹裂開，殼體老化，蓄電池底部微小顆粒，在應力的作用下，將蓄電池底部殼體頂壞；四是交流竄電接地。220V交流照明電源與PT57.8V電壓源，由于絕緣下降、誤碰、誤接等原因，串入直流系統；五是直流竄電接地。即環網接地。六是系統的絕緣裝置引起的接地。如絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化或者二次回路絕緣材料絕緣性能低等。七是人為引起接地。如二次回路接線裸露、陰雨天沒能及時加設防雨裝置、檢修時檢修質量不高等誤將控制電纜外皮絕緣損傷等眾多原因。

2 直流系統接地會可能造成的危害

直流接地故障中兩點接地同一點接地比較，其危害相對較大。一點接地發生后，一般會引起自動裝置或者保護裝置出現拒動作或者誤動作，不會造成大事故，二兩點接地不但會造成保護裝置出現拒動作與誤動作，而且還會導致直流熔斷器熔斷、控制回路失電，造成系統癱瘓，尤其復雜保護回路中出現同極兩點接地，很容易將一些保護繼電器進行短接，造成更大的事故。如下圖所示：

圖中A、B 兩點出現接地故障，會將繼電器KM的兩個點，即KA1與KA2的接點進行短接，這樣就會導致繼電器出現誤動作而跳閘。圖中A、C兩點出現接地故障時，繼電器KM的接點也會因短接，導致繼電器出現誤動作。同樣道理，A、D 兩點與F、D兩點出現接地故障，均會導致開關誤動作。

如果接地故障出現C、E兩點，B、E兩點或者D、E兩點，就會導致斷路器拒動。

如果接地故障點出現在A與E兩點，則就會引起系統中熔斷器熔斷，使系統失電；如果接地故障點出現在B、E兩點或者C、E兩點，系統的保護專職就會動作時，引起熔斷器熔斷后，就可能將繼電器觸點燒毀。

3 直流接地處理措施

上述直流接地危害中可以看出，系統中正極或者負極出現接地，只要有一個接地，對地出現了新接地，如果不能快速修復，很容易導致兩點或者兩點以上接地故障現象出現，造成更大的設備事故。

4 直流環網的危害

直流環網的危害很大，首先會縮短直流系統中蓄電池的使用期；其次小的直流饋線中,環流現象很容易造成饋線燒毀，嚴重時可能引發火災；接地故障檢測不能得到精準檢測，不能對系統報警不能及時校正。四是直流環網很容易讓繼電器等發生誤動作，對安全生產極為不利。

5 環網故障查找措施

（1）操作人員可依據變電站直流系統的現場狀況，進行分,排除環網故障現象。倒閘操作時原運行的母線不可失去電壓。正常運行時蓄電池不得退出運行，整流器不可單獨作電源供直流盤。沒有核對直流電源的極性和壓差的并列點，不得并列，正常運行時兩組直流系統不得并列。

（2）利用“直流系統帶電解環儀”快速查找。譬如使用QDB-81直流接地查找儀，可快速找各種接地故障；標準正弦波形顯示，查找接地快捷；通過測量可顯示支路接地電阻與接地信號波形 ；可用信號源、手持器雙層抗分布電容設計，消除分布電容影響 ；區分平衡電阻接地，消除檢測死區 ；測量交流接地電壓（25-250v），排除交直流串電故障 ，24v-220v直流系統通用。

6 結語

總之，變電站直流系統是保障電力系統安全運行的基礎，直流系統的用電負荷極為重要，對供電的可靠性要求很高，直流系統的可靠性是保障變電站安全運行的決定性條件之一，必須加強其日常的維護，加強對接地故障的成因、查找方法以及解決措施，提升故障處理效率。才能避免電氣事故，保障電力系統穩定運行。

[1]陳神思.直流系統接地故障的分析與處理[C].福建省科學技術協會第七屆學術年會分會場——提高水力發電技術促進海西經濟建設研討會論文集,2007.

[2]呂陽.直流系統接地故障的分析[C].重慶市電機工程學會2010年學術會議論文集, 2010.