淺析發電廠直流系統接地故障及處理措施

摘 要：在當前發電廠生產過程中，直流系統作為發電廠電氣和熱控重要的電源供電系統，其與發電廠機組運行的穩定性息息相關，一旦直流系統發生故障，不僅會對發電廠正常的運行帶來較大的影響，嚴重時還會影響到與該節點相連的其他電廠及整個區域電網的正常運行，因此需要做好直流系統的維護工作，針對直流系統的接地故障進行有效的處理，確保發電廠直流系統運行的安全性和穩定性。

關鍵詞：發電廠；直流系統；接地故障；處理措施

在當前發電廠運行過程中，許多系統都需要由直流供電系統進行供電，如發電廠和變電站中控制、信號燈、繼電保護、自動裝置和遠動通訊裝置等都需要由直流系統提供穩定的電源供應，而且直流系統還能夠提供事故照明電源，為操作提供可靠的操作電源，一旦直流系統發生故障，則會對發電廠正常的運行帶來較大的影響。因此需要確保直流系統運行的可靠性，確保發電廠能夠安全、穩定的運行。

1 直流系統概述

直流系統的組成中，主要包括充電模塊、監控單元、直流饋電單元、降壓單元、絕緣監測和蓄電池組等幾個部分，由若干臺高頻開關電源模塊組成一臺完整的充電柜，因此在直流系統運行賽程中，單個的充電模塊并不會對直流系統的運行帶來較大的影響，一旦個別充電模塊發生故障，則可以利用備用充電模塊作為替代，然后對故障模塊進行替換，確保直流系統能夠安全可靠運行。特別是當前高頻開關電源模塊已在電力企業中廣泛應用，其不易發生故障，能夠帶電進行插拔，給維修工作帶來很大便利。

隨著當前電氣設備制造工藝水平的不斷提升，當前沖擊負荷出現的頻繁較低，而且在開關控制回路中，分合閘線圈和儲能電機由于自身電流較小，在工作時通常不會對直流母線電壓帶來什么影響，因此在當前新建的電廠中，往往只有直流控制母線，不再需要調協合閘母線，而且也很少用到降壓單元。

監控單元在直流系統中具有非常重要的作用，其作為充電模塊和蓄電池組的指揮系統，能夠根據設置的參數進行控制，同時還能夠對故障進行有效監視，及時對故障信息進行傳遞，確保運行人員能夠第一時間發現問題。

在當前我國運行的發電廠中，二次系統中對直流電源供電系統應用具有廣泛性，直流能源供電系統直接與主控室直流配電屏的直流母線實現連接，并從直流母線處來此出短路保護電源、合閘電源和照明電源，而且直流供電系統正母線和負母線都保持不接地對地懸空的狀態。在現階段，各發電廠通常采用電力電子整流器和蓄電池并聯共同工作的浮充供電方式，這樣在交流電源發生故障時也能夠有效的確保供電的連續性。

2 發電廠直流系統接地故障分析

2.1 一點接地

由于發電廠直流系統連接結構的特殊性，因此接地現象發生較為頻繁。對于發電廠直流系統一點接地，當其沒有產生短路電流時，一點接地故障發生時通常都不會導致故障的發生，負載能夠保持正常運行的狀態。但一旦由一點接地變成兩點接地時，則會對設備和系統帶來較大的危害，而且在一點接地故障發生時，也極易導致斷路器出現跳閘現象，從而使其發生誤動作。相對于兩點接地來講，一點接地故障發生概率較大，具有較強的隨機性，預防的難度較大，因此需要運行人員要對直流系統一點接地故障進行充分的重視，及時發現并將一點接地故障進行消除，確保直流系統運行的穩定性。

2.2 兩點接地

2.2.1 繼電器誤動作

在AB兩點同時接地的情況下，原本斷開的LJ1、LJ2被短路導通使ZJ線圈通電啟動，ZJ觸點閉合導通線圈XJ，其效果和AC兩點同時接地短接時一樣引起誤動作。

2.2.2 繼電器拒絕動作

當BE兩點同時接地造成對線圈ZJ短路，當LJ1或LJ2閉合時無法使ZJ導通帶電，進而不能使ZJ接點閉合，我們稱之為拒動作。同理，CE、FE兩點同時接地也會導致拒動作。

2.2.3 熔斷器熔斷

當直流接地發生在AE兩點時，正負兩母線被短路產生較大的短路電流使FU1、FU2熔斷，甚至燒毀繼電器。

3 直流系統接地故障的處理措施

3.1 接地點的查找

3.1.1 拉回路法

通過對所檢查的回路進行斷電，這種方法在當前直流系統接地故障中進行故障點查找時應用較為廣泛，而且技術人員也較為熟悉。拉回路法在應用上具有簡單性和有效性，在具體斷電查找時，通常會依照事故照明回路、信號回路、操作回路和保護回路的順序進行，不斷的縮小故障范圍，逐一對設備進行排查，確保找到具體的接地點。

3.1.2 實時監測法

在實時監測法應用過程中，需要利用在線監測裝置，通過實時跟蹤監測直流系統對地絕緣狀況來及時發現接地故障。利用實時監測法能夠做到實時監測，而且能夠對故障進行，并進一步對接地回路進行顯示，但在對接地點進行定位時具有較大的難度，因此該種方法在查找接地故障點時具有一定的局限性。

3.1.3 電壓測量法

這是通過利用萬用表來對正負母線電壓進行測量，當對一部分負載進行切除后，萬用表的顯示出現變化時，則說明將接地部分切除掉了。電壓測量表在具體應用時對電力運行人員自身的專業技能具有較高的要求，而且在對故障點判斷時需要耗費較多的時間，特別是對于一些具有復雜空間的設備更具有不適用性。

3.1.4 移動定位裝置查找法

利用移動定位裝置來對接地點進行查找時有效的對各種檢測方法的弊端進行規避，而且在檢測過程中不需要進行停電，能夠帶電對接地點進行檢測和查找，具有較強的先進性。

3.1.5 應用新型絕緣監測設備查找故障點

當前對故障點查找過程中應用新型絕緣監測設備時，主要采用的無接觸激磁調制直流微電流智能傳感器，對于接地電阻采用的是正負母線，根據從母線產生的漏電流來對接地電阻的大小進行測量，由此來對非接觸式磁性調制母線接地故障進行判斷。

3.2 預防控制措施

在對直流系統接地故障進行預防工作中，需要嚴格對直流接地連線的二次設備絕緣水平進行控制，確保控制用直流能夠保持與其他直流線路處于分開的狀態，同時還要定期對各種屏做好清掃工作，確保整潔性，保護直流系統對地絕緣的良好性。對于直流系統絕緣情況的檢查需要安排專門的運行人員，全面了解和監控易發生接點短路點的情況。需要做好暴露室外裝置的封裝處理措施，避免其受到自然天氣的影響。對于廠用照明設備要做好維護工作，經常性的監視檢查直流系統的絕緣水平。對于中央控制室的控制保護屏通常都會選擇前后帶門的封閉式結構，及時對直流支路和調和中存在缺陷的情況進行處理，有效的實現對故障的預防，確保故障發生機率的減小。

4 結束語

近年來，我國電網加快了向超高壓和大容量的建設工作，這對直流系統運行的可靠性提出了更高的要求。直流系統對于發電廠生產運行具有非常重要的意義，其主要為二次設備提供重要的電源供應，為了確保直流系統供電的可靠性，對于直流接地故障需要采取切實可行的方法來進行處理，有效的保障發電廠電能供應的安全性和持續性，確保電力系統保持良好的運營狀態，為電網安全、穩定的運行提供有效的支持。

參考文獻

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