發電廠、變電站直流系統接地的預防和處理

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發電廠、變電站直流系統接地的預防和處理

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【摘要】安裝在發電廠及變電站中的繼電保護及安全自動裝置、后臺機信號傳送、事故照明、不間斷電源、控制回路、遠動回路和搖信搖控操作等均使用直流電源，直流系統穩定運行是發電廠及變電站安全運行的不可或缺的條件，同時由于二次回路十分復雜，查找直流系統接地一直是困擾運行值班人員及檢修人員的難題，因此對直流系統接地的預防和處理有必要引起相當的重視。

【關鍵詞】發電廠；直流系統；接地；危害

發電廠及變電站中的直流系統一般由交流屏、充電機、蓄電池、直流屏等設備組成，直流電源的穩定運行是發電廠及變電站穩定運行的保證，當直流回路或某一設備發生異常，一點或多點接地時，則可能造成保護、自動裝置、遠動系統等控制和保護回路的誤動或拒動，繼而引發比較大的電力生產事故。因此，在直流系統中，絕不允許兩點或多點同時接地，有必要對直流系統進行實時監測，一旦發現有接地故障，后臺機監控系統應立即發出聲光報警，并能區分接地故障區域及電壓相關參數，提醒運行人員及時檢查并排除接地故障，避免發生嚴重的電力系統故障。

1 發電廠及變電站直流系統常見接地故障類型分析

廠站直流系統分布在各個設備區間，電纜接頭部分較多，所以很容易受自然氧化和塵土、潮氣的腐蝕，當絕緣薄弱的電纜及設備元件在此環境時，加速老化，或者施工中外力破壞或小動物啃咬而造成直流接地。直流接地的原因在實際運行當中有如下突出表現：

1.1 直流回路材質絕緣不好、絕緣受環境影響大，壽命短，或施工不小心存在某些硬傷，或過熱引起的絕緣下降等。

1.2 直流回路及設備污穢常年得不到及時清理，加之受潮，分線端子進水，使直流帶電部分對地絕緣加速降低。

1.3 廠站設備區內禁止小動物進入的區域封堵不嚴，使小動物爬入帶電間隔或施工時金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、貓、鳥類等小動物進入直流間隔；某些元件的線頭、螺絲、墊圈等零件，沾連在直流回路上也能引起短接接地或短路故障。

1.4 沒按圖紙要求，工藝不合格，錯接線，使弱電回路誤串入。

1.5 檢修作業不仔細，直流回路端子排接線的芯線超出端子排較多，降低了端子排的的絕緣而發生的間接接地現象。

1.6 二次回路上面雜物較多，接線不規范，在外力的作用下發生位移后接觸引發接地故障。

2 直流系統發生接地故障時的告警信息及判別方法

2.1 直流系統發生接地故障時，后臺機應立即發出聲音和信息報警。

2.2 檢查后臺機的信息，區分接地范圍，直流母線電壓變化情況，是正極接地還是負極接地，然后到直流屏上核查信息是否是誤發，并及時復歸信號。

3 直流系統發生接地故障的危害

發電廠及變電站的二次回路中，由于施工或環境變化，常會出現異常直流接地障礙，嚴重時影響到整個系統的運行，直流系統故障大都由直流接地引起，其中，危害較大的是兩點接地，當直流系統發生某些情況的兩點接地故障時，有可能造成接地短路，從而造成繼電保護、自動裝置、遠動系統誤動作或拒動，也可能使直流保險熔斷，使接入此回路的保護及自動裝置、控制回路失去作用，當保護回路中同極兩點接地時，還可能將接地點之間的繼電器短接，使其拒動。直流正極接地，有使繼電保護及自動裝置誤動的可能，因為一般電磁機構繼電器跳、合閘線圈正常情況是與負極接通的，若這些回路再發生一點接地，就可能引起這些設備誤動作，必然導致系統事故擴大，或者發生越級事故，必須及時找出接地點進行處理。

4 直流接地處理的一般順序和方法

其查找原則是根據信號信息做出正確判斷，先確定是哪段母線，再確定是哪條回路的順序來進行。使用內阻大于2000歐的電壓表檢查，或者根據現場的表計直接得出判斷。

4.1 當直流系統絕緣監察裝置發了接地信號時，分清接地故障的極性，是完全接地，還是絕緣電阻降低，分析故障發生的原因，根據當時的接線方式，是否有作業操作的影響，尤其注意天氣等因素的影響，合理判斷出可能的接地范圍。

4.2 接地發生時，若二次回路正在作業，或有設備檢修試驗，應馬上通知停止工作，拉開其工作的直流電源，看接地信號是否消除。

4.3 用拉路法縮小查找范圍，將直流系統分成獨立的幾個部分。

注意：不能使保護失去電源，如果一定要切斷保護回路的電源，也要做好相應準備，切斷時間盡量要短。

4.4 對于瞬間停電不影響保護的直流負荷及不能轉移的負荷，用瞬間停電的方法，判斷該回路有無接地故障。

4.5 對于堅決不能停電的設備，有條件的情況下可以分別把設備用其它電源代出去，判斷該回路有無接地故障，拉合重要直流電源時，事先取得高度同意，必要時退出相應保護再進行，查找完馬上恢復直流電源。

4.6 查找直流接地故障，要求兩人配合進行，一人動手操作，一人監護，同時監視絕緣表計及接地信號的變化，用拉路方法選擇直流接地范圍時，拉開電源時間要短，有無接地都要馬上再合上再想辦法處理，應按照下列順序進行：

（a）斷開事故照明、施工臨時電源；

（b）斷開信號、備用電源；

（c）斷開合閘、充電回路；

（d）斷開蓄電池回路；

（e）斷開操作回路；

（f）倒換直流母線；

（g）試解列充電設備。

4.7 進行完上述各項檢查后仍未查出故障來自哪里，則應考慮同極性不同點接地,當發現接地在某一回路后，有環路的應先解環，能分裂的先解列運行，或轉移負荷，再查找到接地范圍。當直流接地發生在充電設備、蓄電池本身和直流母線上時，用拉路方法是找不到接地點的，當直流采取環路供電方式時，如不首先斷開環路，是不能找到接地點，除上述情況外，還有直流串電、同極兩點接地、直流系統絕緣不良。多處出現虛接點，形成很高的接地電壓，在表計上出現接地指示。在拉路查找時，往往不能一下全部拉掉拉地點，因而仍然有接地現象的存在。

4.8 直流屏母線排查：查找大多用拉路選擇法，縮小查找范圍，先選次要負荷進行分母線排查。雙母線并列時，應分別拉開開關，同時監視信號和電壓，確定引起接地的開關；檢查步驟是：先拉操作，再拉保護，合保護（切斷時間不得超過3秒），這樣保護誤動的可能應該沒有。

4.9 檢查動力直流部分：如果當動力直流輸出總開關拉開后，接地信號還有，就能斷定不是動力回路接地。值得注意一點是，因為集成電路和微機保護裝置響應需要一定的延時，當拉路時，需要等待10s 的延時時間才行。

4.10 處理中拆解的接頭應逐一記錄下來，以免恢復接頭時造成接線錯誤，避免遺漏接頭。斷開各分支后，測量是否是與直流屏相連的主電纜接地，如果不是電纜問題，可恢復該電纜與直流屏相連的接頭，合上直流屏出口開關，觀察直流屏監控單元是否有異常情況，如果沒有，即排除這一環節。瞬間斷電時間要快，防止保護因斷電造成越級跳閘，有些保護直流工作電源是不能停電的，如線路高頻保護、線路光纖縱差保護等，直流消失會造成開關誤動，得征得調度或領導同意，停完容易誤動的保護再進行。

5 查找直流接地時的注意事項及減少直流接地的方法

5.1 禁止使用燈泡查找法。

5.2 發生接地后，原則暫停在二次回路上的一切工作，并詢問接地是否與施工有關。

5.3 進行查找時不得造成另一點直流接地情況。

5.4 查線使用儀表的內阻不低于2千歐姆。

5.5 拉路前應采取必要的措施，以防止直流失電可能引起保護及自動裝置的誤動。

5.6 分段查找時，拆開的導線接頭應按先后順序記錄下來，以免恢復接頭時造成接線錯誤。原則是誰拆開的接頭，誰接上，恢復時全面核對記錄，不要遺漏接頭，做好二次回路接線施工圖紙的保存，并與實際相符。

5.7 查找和處理必須兩人同時進行，取下直流保險查找接地時，應先取下正極保險，后取下負極保險，恢復時則相反進行。

5.8 加強二次設備的清掃維護，定期巡視，保持蓄電池的清潔，電池的接線柱的滲液及時擦干凈。

5.9 做好室外端子箱，接線盒等的防雨措施，各箱門鎖好，防止吹開淋雨。

5.10 加強工作人員的標準化技術培訓和安全教育，減少施工中人為的直流接地，針對北方冬季特別寒冷，做好室外電纜防凍預防工作，南方夏季高溫，做好直流母線受熱彎曲變形的預防工作。

6 結束語

經過多年的現場實踐，上述方案在生產上得到了大家的認可和完善，為發電廠、變電站的安全經濟運行提供了堅實的保障，取得了顯著效果。

參考文獻

[1]變電站直流系統接地的故障危害及其排除方法的研究.

[2]劉軍.直流系統接地的危害及查找辦法[J].電力系統裝備,2011,4.