變電站直流接地故障分析與對策

操瑞青

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的科學技術的發展也有了很大的提高。直流系統相當于變電站整個二次系統的心臟，為二次系統的正常運行提供動力。它不僅僅是一個獨立的電源系統，還給其他部分提供電源。通常直流系統在運行過程中是非常穩定安全的，但是由于精密設備、復雜回路以及外界因素的影響，直流系統在運行過程中可能會產生一些故障，最具代表性的就是接地故障。如果不能有效徹底地解決直流接地故障，極有可能造成嚴重的后果，因此必須對變電站直流接地故障進行深入的分析。

關鍵詞：變電站;直流接地;故障分析;對策

引言

由于直流蓄電池能儲存電能的特性，目前變電站內幾乎全部采用直流作為站內二次設備電源以及斷路器操作電源，以應對近區短路以及全站停電帶來的交流失電。作為變電站安全運行的重要保證，直流電源采用了不接地運行方式，正負極均對地絕緣，任一極對地絕緣降低即發生單極接地時，不會立即引起空氣開關跳閘而造成電源消失，從而提高了直流電源的運行可靠性。雖然直流單極接地不會立即造成危害，但如果再有另一點發生接地，則很有可能造成變電站開關誤跳閘或保護拒動，引起電網事故，所以直流系統接地仍是一種故障，當發生直流接地時，需立即查找并排除。本文依據筆者多年現場檢修經驗，對直流接地故障分類分析，挖掘其背后原因，提出減少直流接地的措施，以幫助提高變電站直流系統運行可靠性。

1故障原因分析

變電站戶外場地的二次接線盒、開關機構箱及端子箱內均有直流回路，箱內密封不嚴容易受潮氣影響，導致某些元件絕緣降低。設備在運行過程中很難保證時時刻刻都處于最佳狀態，外部因素或設備的自然老化均會影響設備的運行工況，所以，導致直流接地故障的原因是多方面的。下面筆者對造成直流接地故障的原因進行分析。

1.1由下雨天氣引起的接地

暴雨天氣，若戶外設備的二次接線盒密封不嚴，雨水滲入盒內容易使接線頭和外殼導通，繼而引起接地。在持續的小雨天氣，戶外端子箱或機構箱密封不嚴或驅潮裝置失效，潮氣無法驅散，容易導致箱內元件絕緣降低，從而引發直流接地。

1.2由小動物破壞引起的接地

二次接線盒密封不良，鳥雀會鉆進盒里筑巢，筑巢材料濕潤時會導致接線端子和外殼導通，引發直流接地。電纜絕緣層被老鼠咬破或端子排上有小動物依附時，也會引起直流接地。

1.3接線松動脫落引起接地

斷路器機構箱、開關柜在開關分合時受震動較大，若螺絲未緊固，接線頭容易在斷路器多次跳合時從端子中滑出，搭在金屬元件上引起接地。

2直流系統接地故障的查找及排除方法

2.1拉回路法

拉回路法是通過逐個斷開回路直流電源的方法來查找接地故障點，考慮到不同直流回路的作用及重要性，逐個斷開直流回路電源的操作，一般先從信號回路、照明回路，再到操作回路、保護回路等。由于變電設備不斷升級換代，自動化程度越來越高，對直流系統的依賴性也越來越大，直接斷開回路直流電源對設備的安全穩定運行會產生一定影響。同時，由于很多廠站在經歷不斷的改擴建工程后，二次系統越來越復雜，甚至有的廠站直流系統不同功能的二次回路間已沒有嚴格的區分，而且還形成一些非正常的閉環回路，增大了拉回路查找接地故障的難度。鑒于直流系統在整個電力系統中的重要作用，以及社會發展對電力供應可靠性要求的提高和新技術、新儀器的應用，傳統拉回路查找接地故障的方法已不作為查找直流接地故障的首選方法。

2.2直流接地選線裝置監測法

這是一種在線監測直流系統對地絕緣情況的裝置。它可以實時報告直流系統接地故障，并顯示出接地回路編號，初步判斷出故障范圍，為接地故障的查找和處理節省了一定的時間，但它只能選出故障存在的直流回路，無法將故障點縮小到很小的范圍。同時，此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾性差，誤報較多的問題。

2.3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。

3變電站直流系統接地故障的優化措施

3.1掌握故障的特征

在監測設備所傳送過來的諸多信號中，控制系統應當能從中識別出故障的特征，若電力系統在運行的過程中，監測設備提供了準確的數據，就說明該監測設備具有較強的靈敏度。在整個電力系統中，若有故障出現，那么，引起故障發生的因素可能會有很多種，通常情況下，多數導致故障的原因都體現在一個故障點上。因此，想要找出發生故障的原因，就應當了解故障的特征。若掌握不了故障的特征，就無法正確的判斷電力系統中產生故障的原因。從而，造成錯誤的判斷。也就是說，在提高直流接地故障問題改善時，應該先對其常出現的問題原因進行明確，進而給出具有針對性的預防措施，避免直流接地故障的產生。

3.2診斷故障

在整個電力系統中，可能導致故障的因素種類非常多，下面就從幾個點來對故障的種類以及故障診斷的方法進行說明。①當電力系統中有一處出現故障時，那么，導致這個故障出現的原因可能有很多種，這時，就要應用監測設備中的多傳感器來進行判斷，針對一處故障，從多個角度進行分析，并從多個方面對故障進行處理，使對電力系統的故障診斷具有全面性。②采用特征空間矢量法來對監測設備所反饋回來的數據進行分析，再逐漸的對故障處進行修復，這種方法針對的故障都具有不確定性。除了以上兩種方法之外，也可結合神經網絡等故障診斷方式對電力系統中的故障進行診斷。

3.3信息技術與故障診斷技術相融合

故障診斷分析技術主要分析了電力系統中出現的故障。首先，故障診斷系統應當判斷電力系統中所出現故障的特征，其次，再請相關人員進行故障的鑒別，最后，故障診斷系統應與計算機系統相連接，計算出電力系統中出現故障的參數。并采用局域網對故障處做出進一步的診斷。這樣，能夠促進監測設備更好的監測電力系統的信息，并將信息及時傳遞給控制系統，使電力系統中出現的故障能被及時的發現，及時的維修。

結語

直流系統對整個電力系統設備的安全穩定運行起著至關重要的作用，直流接地故障特別是一點接地故障發生以后，一般不會馬上引發繼電保護裝置的不正確動作，因此容易被工作人員忽視，以為不會發展成兩點故障或引起繼電保護等裝置的誤動作，從而放松了警惕，導致故障影響范圍擴大，造成嚴重后果。在變電站日常維護中，掌握直流系統接地故障的查找方法可以幫助運維人員迅速處理故障，避免造成更嚴重的后果，為變電站的安全運行提供了重要保障。

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