變電站直流系統接地故障處理及預控淺析

陳 弘

（廣東電網有限責任公司云浮供電局，廣東云浮527300）

0 引言

直流系統接地實際就是變電站直流系統和大地之間的絕緣度降低，其中主要包括：正極接地、負極接地、金屬和非金屬接地等。當出現接地故障時，會導致信號中斷、設備拒動以及設備誤操作等問題，甚至還會導致電源中斷、設備損壞等。通常來說，斷路器跳閘線圈與負極電源連接，如果直流系統的正極和大地相接，則會跟大地之間構成一個環形回路，它們將通過大地相連接在一起，在兩點之間的繼電器就會動作，最終導致斷路器跳閘；而如果直流系統中負極發生接地故障，表示保護動作回路當中有短路故障，此時斷路器可能會拒動，或者是出現其他故障。本文分析了變電站直流系統的接地類型，同時提出了直流系統接地的幾個處理措施及預控措施。

1 簡述變電站直流系統的接地類型

1.1 正極兩點接地

直流系統中出現這種接地故障時很容易導致相關電氣設備出現誤動現象。如果接地點的兩端都有直流接地，表示接地點出現短路，進而會導致后方繼電器出現勵磁，導致誤動，故障范圍擴大。如圖1所示，當A點與B點同時接地時，保護出口繼電器將會勵磁，保護出口導致斷路器誤動，由此可見，兩點接地可能導致信息錯發、斷路器誤動等情況出現。

1.2 負極兩點接地

直流系統中出現這種接地故障時很容易導致相關電氣設備出現拒動現象。如圖2所示，當出現負極兩點接地的情況時，接地點間的繼電器將被短路，當發生故障時，繼電器不會啟動，進而會導致相關設備拒動，甚至引發越級跳閘的情況出現。如果兩端的負極線圈同時間接地，除了因接地點短路出現設備拒動外，此時短路還有可能導致保險絲被熔斷，造成保護電源無法運轉，繼電器也被損壞。

圖1 直流正極兩點接地示意圖

圖2 直流負極兩點接地示意圖

2 變電站直流系統接地故障的處理措施

2.1 故障排查法

處理接地故障前首先要做好排查，具體從以下幾個方面著手：

第一，對故障現場的概況進行分析。在正式排查之前，重點分析設備所處的運行環境，陰雨、霧霾等天氣狀況是需要重點考慮的環境因素，因為這些干擾也可能對設備及線路造成影響，導致其因為潮濕或腐蝕而出現故障。

第二，對絕緣檢測設備的報警信號多加關注，結合監控裝置的報警信號對現場進行剖析，其中重點考慮設備的工作環境，如果確定故障是因為陰雨條件導致的，那么就需從絕緣角度來分析故障成因。

第三，查找瞬間停電情況下的接地點。當上述兩個方法都不合適的時候，可以采用瞬間停電法來尋找故障，首先是將與電網沒有關系的設備停電，其次將繼電保護裝置退出，最后斷開所有的電源。

2.2 故障定位法

定位直流系統接地故障的位置可以借助定位儀或查找儀，例如便攜式查找儀等。這種設備可以和拉路法協同運用，根據目前的情況來看，便攜式直流接地查找儀使用比較方便，不需要切斷直流回路的電源就可以找到接地點位置，進而有效地處理接地故障?？偟膩碚f，采取故障定位法來查找直流系統接地故障點位置，能夠確保及時發現并定位故障，進而高效地處理故障，提高故障處理效率。

2.3 拉路法

根據直流接地回路自動運行的模式，當它與直流系統之間脫離時，直流母線中的正、負極需要保持對地電壓的平衡，在查找直流接地系統的瞬間故障時拉路法比較適用，該方法的不足是無法準確定位到接地點，尤其是在相對復雜的直流系統當中，實際排查故障過程中有可能構成一個非常規的回路。

2.4 選線監測法

通過絕緣接地選線監測裝置來進行選線，具體來說，就是在直流回路中相關回路的合適位置配置電流互感器，這樣監測裝置不僅能接收信號，還能通過信號對直流回路進行分析，進而確定故障接地點，配置在相關回路的傳感器都是有雙重編號的，與接地監測裝置中的編號一致。其運行優勢是：可以進行在線監測，進而更加及時、高效地發現故障并且準確定位，方便查找故障點的位置。

2.5 拆端子法

當直流系統出現接地故障且接地點位置相對明確時，帶電拆端子法是最常用的，簡單說就是將糾纏在一塊的帶電部分逐一分離，進而分析是否存在接地故障。準確定位故障點是最關鍵的環節，同時需要專業人員來進行操作和配合，拆端子前需要對設計圖進行分析，防止誤動誤碰導致其他故障的發生。找出某一范圍后，從主回路開始檢查，逐級做好排查。

3 預防變電站直流系統接地故障的相關措施

要預防變電站直流系統接地故障帶來的危害，首先應做好日常維護工作以及設備的防腐防潮工作，對電氣設備進行定期檢查，看其是否存在進水、污染的問題，一旦發現問題就需要及時采取措施，對受潮和污染的部分進行處理，解除隱患。尤其是在特殊天氣，例如大霧、陰雨連綿等，對于室外設備需要增加巡視的次數，必要時安排特巡，做好全面化、精細化的深入檢查，因為任何位置都有可能會出現雨水侵蝕導致絕緣度降低的情況，所以要及時找到故障危險點并做好防潮保護處理。

在變電站系統施工過程中，要提高對施工人員現場作業的管控要求，避免施工人員接觸與工作不相關的設備，重點防止因誤動誤碰導致的直流系統接地。此外，需要參照設備自身運行情況及運行時間等對相關設備的內部系統進行及時更新，例如元件、器件、饋線等，對設備和二次回路做好保護，保證其運行處于最佳狀態。對于蓄電池需要進行重點的安全保護，避免出現潮濕、腐蝕等問題，把握好初始時期最為關鍵，要加強設計控制，提高設計水平。

4 結語

變電站直流系統的運行受到多種故障威脅，接地故障只是其中一項主要故障。處理接地故障存在一定的難度和挑戰，因此故障定位必須高效、精準，同時需要準確掌握故障發生的時間、原因等，進而確保變電站直流系統高效穩定運行，充分發揮直流系統的作用，防患于未然，保證站內設備能夠正常工作。