淺談直流系統接地故障查找與處理

李小英

（中廣核洪雅高鳳山水力發電有限公司，四川洪雅620360）

淺談直流系統接地故障查找與處理

李小英

（中廣核洪雅高鳳山水力發電有限公司，四川洪雅620360）

直流系統作為電廠的一個重要組成部分，直流系統接地是常見的缺陷。本文主要介紹電廠內直流系統接地查找的方法、查找的原則，并以本廠一起直流系統接地故障分析處理為例進行討論。

直流系統接地；故障分析；故障排查；故障處理

直流系統是水電廠一個重要的組成部分,它涉及到繼保、遠動和通訊裝置的安全穩定運行,受到了國內外的廣泛關注。實際電網運行過程中,直流系統引起保護的誤動或拒動嚴重威脅到電網的安全運行，因此需要快速查找直流系統故障并及時消除故障隱患，從而保證電力系統的安全性和可靠性。

1 直流系統接地故障的危害

在直流系統發生一點接地時，要及時對其進行查找，防止兩點接地發生，造成嚴重后果，必須及時找出接地點并加以消除。

當正極接地時，可能造成繼電保護誤動，因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳閘線圈等）均接電源負極，回路再發生接地或絕緣不良就會形成兩點接地，可能引起保護誤動；當負極接地時，如果回路中再有一點接地，形成兩點接地可將跳閘回路或合閘回路短路，造成保護拒動，此時系統發生故障，保護的拒動必然導致系統事故擴大。

典型的斷路器控制回路簡圖如圖1所示。

當正極A點發生直流一點接地后，如果在以上的各點又發生一點接地，構成兩點接地將產生不同的后果，如果在負極B點又發生接地，則造成電源短路，燒毀熔斷器FU1和FU2，斷路器失去操作電源；在正極的C點或D點或E點又發生接地，均會使斷路器的跳閘線圈TQ帶電，使斷路器在無故障時誤跳閘，稱為“誤動作”；因此當正極發生一點接地時，危害性很大。

當負極B點先發生直流一點接地，而后在正極的C點或E點又發生接地，形成兩點接地，如果此時保護動作使KA1或KA2常開觸點閉合，使KM線圈帶電，則KM常開觸點閉合，這時將造成直流短路，不但斷路器拒跳，而且電源熔斷器熔斷，稱為“拒動作”。

圖1 斷路器控制回路簡圖

2 直流系統接地故障的原因

（1）主廠房水輪機層、室外110 kV升壓站空氣潮濕易引起直流回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化，或存在某些損傷缺陷，如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

（2）直流回路及直流設備嚴重污穢和受潮、接地盒進水，使直流對地絕緣嚴重下降。

（3）小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路；某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。

3 直流系統接地故障處理的原則和流程

（1）處理原則。根據運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點，以先信號、照明部分后操作部分，先室外后室內，先負荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的方法。在切斷各專用直流回路時，切斷時間不得超過3 s，不論回路接地與否均應合上。

（2）處理的一般流程。流程圖見圖2。

圖2 直流系統接地故障處理流程圖

4 直流系統接地故障分析處理實例分析

2013年3月作者接到中控室值長缺陷通知：直流系統報“直流系統接地故障信號動作”，作者立即趕到現場。查看直流監控屏上正極對地電壓為+57 V，負極對地電壓為-176 V。維護部立即展開工作。

根據上面原因分析，結合我站相關圖紙資料對接地進行處理。

首先通過直流監控屏顯示的絕緣監測裝置測得的數據與我們使用高內阻萬用表測得的結果來判斷為正極接地（絕緣降低），然后再根據直流接地處理的一般原則、處理程序，并結合我站實際情況形成書面《直流接地故障檢查處理報告》由相關領導審批后實施：

（1）首先從機組開始查找，當時在枯水期，來水量較少，在平段和谷段一般情況下只有1臺機組發電，選擇拉開直流饋電屏至備用發電機組的直流電源開關，觀察接地故障是否消除，（正常時正對地電壓為117 V、負對地電壓為-116V、正對地電阻為9999kΩ、負對地電阻為9 999 kΩ），3臺機組直流電源開關依次拉開，接地故障未消除。

（2）直流饋電屏目前僅有一個開關即“至公用電度表屏”電源開關未拉開查找，由于該電源開關至公用電度表屏后通過端子直接到中控室各保護屏、公用監控屏和電量采集屏等，考慮到電量采集屏涉及X X X電站上網計量不允許斷電，不能采取拉開此總開關來查找接地，決定采用拉開下一級開關辦法來查找接地點。按照《報告》順序依次拉開35 kVXX線保護屏302開關操作電源、3號廠變保護屏303開關操作電源、1號主變保護屏1號主變中壓側301開關、高壓側101開關操作電源、2號主變保護屏2號主變高壓側102開關操作電源、110 kV X X線路保護屏110 kV X X線151開關操作電源（調度管轄的范圍經調度許可執行），并考慮在低負荷、平谷段時拉開101、102、151開關進行查找。在將上述開關依次拉開查找后，接地故障仍然未消除

（3）直流系統饋電柜至外圍直流線路查完，未找到接地點，下一步就是查找直流系統屏柜內部，我站直流系統配備兩個充電屏，一新一舊，切換新舊充電屏供電，并拉開至直流蓄電池保險正極保險，檢查是否為蓄電池組存在接地現象，依次斷開各充電模塊交流輸入、直流輸出開關，接地故障仍然未消除。

按照編制的《報告》查找無果，肯定還有哪個地方遺漏了。現場根據圖紙與實際仔細對照，在公用電度表屏發現端子排上明顯多出兩根直流電源引出線2×4 mm2（手寫線號管看不清、無電纜標牌），一根紅色接正電源端子、一根黑色接負電源端子；經電話詢問相關人員才知道是后來加的，該電源線引至紅相表屏用作10 kV X X線953開關遠方電動操作電源。10 kVXX線953開關是我站生活區及電站大小泵站供電電源開關，通過與生活區及大小泵站溝通協調后，拉開10 kV X X線953開關后，拆開公用電度表屏上的那根正電源端子線，直流系統接地故障報警隨即消除（從直流監控屏上查得正對地電壓為117V、負對地電壓為-116V、正對地電阻為9999kΩ、負對地電阻為9 999 kΩ），就是這根線或下面一級線存在問題，接下來就是確定是那一段和那一根線發生了接地，將紅相表屏的10 kV X X線953開關控制電源開關的直流保險拉開后，將公用電度表屏拆開的線接上，直流系統沒報“接地信號動作”，以此確定故障線路在紅相表屏至室外的953開關控制回路上。在已拉開10 kV X X線953開關直流控制電源正負極保險情況下利用萬用表電阻檔查找接地故障線路，終于發現一根白色的控制線絕緣電阻明顯比其他導線絕緣電阻低很多，做好標記后將其拆開，合上10 kVXX線953開關直流控制電源正負極保險，直流系統未報“接地信號動作”，這樣就確定是這根導線絕緣下降造成直流系統接地，將一絕緣良好的備用芯線更換上，接地故障缺陷處理完畢。

現場查看10 kV X X線953開關處端子箱是后來更換的新端子箱，端子箱下面開有一個很大的長方形孔，是當時施工安裝端子箱時便于端子排不拆線整體穿過，換上后，孔一直未封堵，由于長期處于室外，空氣潮濕引起導線絕緣下降導致直流系統間接接地。

在這次缺陷處理中，暴露出我站以前的設備異動和技改項目驗收管理工作存在一定的問題。今后應認真落實《設備異動管理制度》，做好設備異動審批手續，在設備異動結束后，應根據設備異動情況，完善設備標識和編號、并及時更新設備臺帳和竣工圖的修改工作；加強設備技改管理工作，做到規范化、標準化，嚴把驗收關。

[1]張全元.變電運行現場技術問答[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]徐海明.變電站直流電源設備使用與維護[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]陳國慶，謝剛，吳丹青.水電廠運行技術問答[M].北京：中國電力出版社，2005.

TM773

B

1672-5387（2017）02-0042-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.016

2015-07-24

李小英（1976-），女，工程師，從事水電廠電氣維護、檢修工作。