沙溪口水電廠直流系統接地故障排查

摘 要：針對沙溪口水電廠一起典型直流接地故障的分析、查找，提出查找復雜直流接地故障的基本思路，以幫助盡快排除直流接地故障，確保水電廠設備的安全穩定運行。

關鍵詞：直流系統；接地；故障排查

1 引言

發電廠直流系統作為電氣一、二次設備的控制、保護、測量、信號電源，其重要性不言而喻。直流一點接地雖屬異常，當時不影響設備的正常運行，但必須及時查找接地點，并迅速排查，否則造成兩點接地后可能引發保護誤動、拒動，開關的誤合分閘、直流熔絲熔斷、裝置工作電源消失、誤發信號等各類嚴重電氣事故。

沙溪口主廠房直流系統負載主要為機組及10kV系統操作保護直流電源，采用單母分段接線。Ⅰ段直流系統由#1充電屏、#2饋電屏、#6饋電擴展屏Ⅰ段母線、Ⅰ段蓄電池組組成；Ⅱ段直流系統由#4充電屏、#3饋電屏、#6饋電擴展屏Ⅱ段母線以及Ⅱ段蓄電池組組成。其中#6饋電屏為主廠房直流系統Ⅰ、Ⅱ段擴展屏，兩段母線電源分別引自#2、#3饋電屏。#2、#3饋電屏上配置有泰坦絕緣監察裝置，當直流電源系統正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至整定值25kΩ時，就會產生有正接地故障或負接地故障，并發告警信號，裝置還會給出發生接地的支路號。

2 事件經過

2016年8月20日18：25，沙溪口水電廠發生一起主廠房直流220VⅠ段接地故障，上位機報主廠房直流220VⅠ段接地告警。

事故前，#1、#3、#4機組在運行，#2機組停機處熱備用狀態，主廠房直流220V系統正常運行。

維護人員接到通知后，即到繼保室主廠房220V直流Ⅰ段饋線屏#2屏查看絕緣監察裝置顯示故障信息為1-007支路負極接地，007支路對應的是“繼保室#6屏Ⅰ段母線進線電源空開”。由此判斷是#6配電屏上的主廠房直流220VⅠ段母線所掛某個負載負極接地，同時二次人員使用萬用表在#2配電屏測量007支路正極對地電壓196.8V，負極對地電壓為-32.7V，屬于負極不完全接地故障。為排除接地點，維護人員決定采用逐一瞬間切合Ⅰ段母線負荷空開并的辦法進行，以便快速、準確、及時的查找故障，保證直流系統運行正常。

因為#1、#3、#4機組在運行，#2機組在停機，在征得值長同意下，維護人員先分合#2機組相關電源，當切除#2機組Ⅰ路操作保護電源6QF時（對應負載為至#2機組保護屏操作保護電源，電纜及回路號為1F141C/101'、1F141C/102'），直流負母接地故障消除。于是維護及運行人員來到發電機層#2機組保護屏，運行人員將#2機組保護跳外圍相關壓板解除后，由一名維護人員在#2機保護屏前逐一斷開保護屏上的電源空開，另一名維護人員在保護屏后端子X-4（1F141C/102'）、X-1（1F141C/101'），監視電壓變化情況。當切除“發電機出口斷路器操作箱電源Ⅰ4QF”時，電壓恢復正常，正極對地電壓為115.8V，負極對地電壓為-113.7V，進一步明確是發電機Ⅰ路操作電源所帶的負載負極接地。

發電機Ⅰ路操作電源所帶負載包括了開關合閘、Ⅰ路分閘線圈及出口刀閘6321操作電源，為盡快查明接地點，分別由電氣一次維護人員和電氣二次維護人員對開關操作回路和出口刀閘回路進行檢查，并做好相關的安全措施，將6321刀閘斷開，進入632開關室632開關本體進行檢查。電氣一次人員逐一排查后，發現儲能電機刷握絕緣極低，0.1MΩ，于是對刷握進行清潔處理后，絕緣正常，恢復到1MΩ。二次人員測量絕緣也已恢復正常（備注：此時6321刀閘在分閘位置）。

但當運行人員操作6321刀閘合閘后，再次出現主廠房直流220VⅠ段接地故障。于是維護人員到6321刀閘操作機構箱進行檢查，發現2F417/DO10-1（監控開出6321刀閘分閘令）芯線破損，碰到刀閘操作機構箱外罩接地，至此找到了接地點。于是維護人員將2F417/DO10-1芯線破損部位使用絕緣膠帶可靠包扎，并合理布線防止機構箱外罩壓到電纜芯線，處理完畢直流220VⅠ段接地故障消除。#2機組恢復正常運行方式。

3 事故原因分析

#2機組出口刀閘6321操作電源101、102取自主廠房直流220VⅠ段，當6321刀閘在合閘位置時，6321刀閘常開接點G-7、G-8導通，2F417/DO10-1芯線破損，碰到刀閘操作機構箱外罩接地，導致直流220VⅠ段負極接地，于是報“主廠房直流220VⅠ段接地”。

2F417/DO10-1芯線破損分析是由于6321刀閘操作機構箱外罩壓到2F417/DO10-1電纜線，當6321刀閘操作時，刀閘操作機構箱外罩都會有輕微震動，外罩與2F417/DO10-1電纜線長期摩擦，導致芯線外層絕緣護套破損碰外罩接地。

出口刀閘6321刀閘操作回路圖

4 采取措施

將破損芯線使用絕緣膠帶可靠包扎，重新整理刀閘操作機構箱內電纜線，并合理布線防止機構箱外罩壓到電纜芯線；結合#2機組檢修時，核查2F417是否有備用芯線，使用備用芯線替換破損的芯線。同時舉一反三，對#2機組所屬各刀閘操作機構箱進行排查，對刀閘機構箱內的二次電纜芯線進行整理，防止各刀閘操作機構箱外罩擠壓到二次電纜線。

作者簡介：鄭佳升（1984-），助理工程師，畢業于上海電力大學，從事繼電保護專業檢修、技改和維護。