變電所直流系統接地故障研究

張俊博

【摘 ?要】直流系統是電力系統十分重要的一個組成部分，是電力系統中非常重要的工作電源，是變電站安全運行的保證。現有的直流系統還有待改進。本文對變電所直流系統接地故障進行簡要的分析與總結。

【關鍵詞】直流電源;直流系統;故障

引言

變電站的直流系統分支較多、涉及面廣，絕緣水平很難保持得很高，發生直流接地的機率較大，直流接地在直流系統中是最常見也最易發生的故障，若不及時處理，會嚴重影響安全經濟運行。當直流系統發生一點接地時，應迅速尋找，盡快消除，防止發展成兩點接地故障。

1 直流電源的基本要求

直流電源應滿足以下四點基本要求：

（1）應保證供電的可靠性，最好裝設獨立的直流操作電源，以免交流系統故障時，影響操作電源的正常供電。

（2）應具有足夠的容量，以保證正常運行時，操作電源母線（以下簡稱母線）電壓波動范圍小于±5%額定值;事故時的母線電壓不低于90%額定值;失去浮充電源后，在最大負載下的直流電壓不低于80%額定值。

（3）波紋系數小于5%。

（4）使用壽命、維護工作量、設備投資、布置面積等應合理

2直流系統接地的現象和危害

2.1直流系統接地的現象

（1）“直流系統故障”光字牌亮。

（2）直流絕緣監測裝置測得接地極對地電壓降低，另外一極電壓升高。

（3）發出其他異常信號，如直流熔斷器熔斷、誤信號、斷路器誤動、拒動等。

2.2直流系統接地的危害

直流系統為不接地系統，一點接地一般不會造成直接的危害，系統可以正常運行，但是回路中再發生接地或絕緣不良造成兩點接地時，可能構成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作跳閘、致使越級跳閘。直流系統發生一點接地時，要及時對其進行查找，防止兩點接地情況的發生。直流接地故障中，危害較大的是兩點接地。直流正極接地有造成保護誤動的可能，因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳合閘線圈等）均接電源負極，若再發生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流負極接地時，如回路中再有一點接地，兩點接地可將跳閘回路或合閘回路短路，可能造成保護拒絕動作，還可能燒壞繼電器觸點。當發生直流系統兩點接地時，不單造成斷路器誤跳可能，還可能造成斷路器拒跳，甚至造成熔斷器熔斷。

2.3直流系統接地的原因分析

變電站直流系統分布范圍廣、外露部分多電纜多、且較長;所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些元件絕緣降低，不可避免地發生直流系統接地。特別在變電站建設施工中或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免會遺留電力系統故障的隱患，直流系統更是一個薄弱環節。投運時間越長的系統發生接地故障的概率越大。

直流系統接地故障威脅著直流系統的安全可靠運行。因此必須對造成直流系統接地的原因作出分析，以便采取防范措施。通過研究，直流系統接地的原因總結為以下幾點：

（1）二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化。或電纜在施工敷設過程中，存在某些損傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷等。

（2）由于天氣影響，如梅雨、潮濕使二次回路及設備嚴重污穢和受潮、接線盒進水，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、娛蛤等小動物爬人帶電回路;某些元件有裸露線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。

（4）人為原因，如接線有誤、二次有人工作、工具使用不當等。

（5）直流系統運行方式不當，如兩套絕緣監測裝置同時投入造成直流假接地現象。

2.4直流系統接地處理方法

傳統方法是：當“直流系統故障”光字牌亮時，工作人員應先切換直流負荷屏上的接地電壓表，判明直流接地的極性。若將該表轉換開關切至“正”，電壓表指示值為220伏或接近220伏，則說明“負”極接地;反之，則“正”極接地。接地極性明確后，可進行以下處理：檢查絕緣水平低、存在設備缺陷及有檢修工作的電氣設備和線路是否有接地情況;詢問載波室是否有直流系統故障;依次切斷直流負荷屏上各負荷開關;檢查蓄電池、硅整流裝置及充電機回路是否有接地現象等。在切斷上述每一直流回路后，應迅速恢復送電。在切斷每一回路過程中，工作人員應根據儀表和信號裝置的指示，判斷是否有接地。如切斷時接地消失，恢復送電后接地又出現，則可肯定接地發生在該回路上，應及時查找接地點設法消除[1]。

因直流負荷屏上的負荷開關控制的既有室內部分又有室外部分，工作人員在水輪機層或發電機層查找接地點時，需用電話聯系中控室人員了解光字牌信號變化情況，大大延長了處理時間[2]。

3直流系統接地的預防措施

直流系統接地故障防范措施如下：

首先要加強對直流系統設備的維護和巡視工作，應采取如下幾點措施：

（1）防止蓄電池發生過充電現象，避免充電過程中溢出電池液造成電池組絕緣下降，以至出現接地現象（一般直流系統的絕緣電阻在0.1、0.2兆歐以上）。

（2）蓄電池組加液時應嚴格按兩標示線間加蒸餾水，防止加液過滿，充電時造成液體過滿溢出。

（3）保證電池外部清潔完好，支架清潔、千燥。

（4）加強巡視檢查記錄工作，保證充電設備穩定運行、防止充電設備電壓波動過大、穩壓性能差，造成直流工作過高，至損壞或燒壞二次設備引起直流系統接地。

（5）開展定期對直流設備的維護及清掃，在清掃直流端子時，要防止用力過猛或操作不當，引起二次端子松動、脫落與裸露設備碰接，發生接地現象。

（6）梅雨天氣，反潮濕度大，會引起寄生串電或造成直流系統接地。因此遇到天氣反常時，應將門窗關嚴，開啟通風除濕設備，或采取加裝紅外線燈光在設備照射進行除濕[3]。

直流系統接地故障，不僅對設備不利，而且對整個電力系統的安全構成威脅。因此，規程上規定直流系統接地時達到一定程度時，應停止直流系統上的一切工作，并進行選擇查找接地點，防止造成兩點接地;同時，運行經驗證明，經上述防范措施的落實，是可以大大減少發生直流接地的現象，保證直流系統提高穩定可靠運行[4]。

結束語

綜上，通過研究，明確了直流電源的基本要求，明確了直流系統接地的現象和危害，及時掌握了直流系統接地的預防措施，能夠使直流系統存在的問題得到解決，使其運行可靠性提高。

參考文獻：

[1]李劍峰.變電所直流系統接地故障處理[J].煤礦機械，2012，33（12）：71.

[2]劉翀.變電所直流系統接地故障的原因分析與排查[J].中國石油和化工標準與質量，2012，32（08）：102.

[3]王銳，孔凡華.變電所直流系統接地故障分析與查找[J].科技與企業，2012（12）：154.

[4]馮剛.變電所直流系統接地故障的分析與處理[J].科技資訊，2012（08）：133.

（作者單位：國網浙江開化縣供電有限公司）