淺析變電站直流系統(tǒng)接地故障的查找和處理

國網(wǎng)河南禹州市供電公司 張浩 張金堂

直流系統(tǒng)是為大中型變電站的繼電保護裝置、控制裝置、信號裝置、事故照明裝置和自動裝置等供電的系統(tǒng)，具有分布廣泛、工作環(huán)境復(fù)雜和容易受到外界因素影響的特點。當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，不僅會造成設(shè)備的損傷，還會影響到電力系統(tǒng)的正常運行，因此本文分析了變電站直流系統(tǒng)接地故障的產(chǎn)生原因，并且提出了相應(yīng)的查找和處理對策，為提高變電站直流系統(tǒng)的運行可靠性提供參考。

接地故障和短路故障是直流系統(tǒng)的常見故障，當(dāng)發(fā)生短路故障時，現(xiàn)場工作人員能夠根據(jù)警報信息很快地查出故障發(fā)生的原因和位置，而發(fā)生接地故障時，由于直流供電網(wǎng)絡(luò)分布廣泛且聯(lián)接設(shè)備較多，導(dǎo)致現(xiàn)場工作人員很難快速判斷故障點，因此探析變電站直流系統(tǒng)接地故障的查找及處理對策，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

變電站直流系統(tǒng)接地故障的概述

變電站直流系統(tǒng)接地故障的含義

所謂變電站直流系統(tǒng)接地故障，是指變電站直流系統(tǒng)的正極或負極與大地間的絕緣水平低于某一規(guī)定值。變電站直流系統(tǒng)接地故障可以分為以下兩種類型：1.一點接地，即變電站直流系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單一接地點。通常情況下發(fā)生一點接地不會對變電站保護裝置的運行產(chǎn)生較大影響，但是為了避免轉(zhuǎn)化為兩點接地（不同位置），必須盡快對故障進行排查和處理；2.多點接地，即變電站直流系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生兩點或兩點以上接地。當(dāng)發(fā)生多點接地故障時，會對變電站保護裝置的運行產(chǎn)生很大影響，可能會導(dǎo)致保護回路誤動、正負極短路、開關(guān)拒動等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響變電設(shè)備的安全可靠運行，因此必須立刻查找故障點并采取適當(dāng)?shù)奶幚韺Σ摺?/p>

變電站直流系統(tǒng)接地故障的原因

變電站直流系統(tǒng)由于分布廣泛且工作環(huán)境復(fù)雜，在長期運行中容易受到環(huán)境氣候的影響而發(fā)生絕緣破壞等問題。一般說來，導(dǎo)致變電站直流系統(tǒng)接地故障的原因主要有：二次回路和設(shè)備的絕緣材料沒有達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，或者是長期受到濕氣和塵土的腐蝕而導(dǎo)致絕緣性能降低；二次回路和設(shè)備的某些部件發(fā)生壓傷、扭傷、磨損等，導(dǎo)致元件發(fā)熱而引起燒傷；二次回路和設(shè)備的連接和組裝有誤，如交流帶電體和直流帶電體間的安全距離過小；直流系統(tǒng)和設(shè)備運行方式有誤等。

變電站直流系統(tǒng)接地故障的查找方法

使用“拉路法”來查找故障點

所謂“拉路法”，是指當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，依次斷開各直流饋線，觀察接地現(xiàn)象是否消失，從而來確定接地故障的所在饋線。當(dāng)采用“拉路法”來查找變電站直流系統(tǒng)接地故障點時，一般先從照明回路和信號回路開始，確定照明回路和信號回路無故障后，再對保護回路和操作回路進行查找。由于“拉路法”容易受到現(xiàn)場工作環(huán)境的影響，例如某些變電站沒有嚴(yán)格區(qū)分控制回路、照明回路、信號回路和保護回路，有的變電站甚至還私自形成了一些非正常的閉環(huán)回路，因此極大地增加了故障點查找的難度。與此同時，現(xiàn)場操作時還需要結(jié)合運行維護人員的經(jīng)驗和對現(xiàn)場環(huán)境的熟悉程度，力求在盡量少拉路的前提下迅速地確定故障點并進行處理，因此對運行維護人員自身技術(shù)水平的要求較高。

從前文的分析可以看出，使用“拉路法”來查找變電站直流系統(tǒng)接地故障時，雖然操作比較簡單，但是容易受到現(xiàn)場實際環(huán)境和運行維護人員技術(shù)水平的影響，因此單純依靠“拉路法”來對變電站直流系統(tǒng)接地進行查找是不可行的，必須同時結(jié)合其他有效手段來提高故障查找的效率和準(zhǔn)確性。

“在線檢測法”查找故障點

通過使用微機型直流電源檢測裝置，不但可以監(jiān)測全直流系統(tǒng)對地絕緣狀況，還可以對接地的極性進行判斷，從而確定接地故障的所在直流饋線。微機型直流電源檢測裝置的內(nèi)部有一低頻電壓信號發(fā)生器，其產(chǎn)生的低頻電壓加在直流母線和地之間。當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，該直流饋線會流過一低頻電流信號，此信號會經(jīng)電流互感器傳遞給檢測裝置，經(jīng)過計算就能判斷出接地故障的所在直流饋線。

相較于“拉路法”和“在線檢測法”不需要依次斷開各直流饋線就能確定故障點，因此減少了故障查找和處理所需的時間。但是目前在線檢測裝置的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)還不夠好，其選線靈敏度有待提高，并且由于直流供電網(wǎng)絡(luò)接線的不合理，會導(dǎo)致在線檢測裝置發(fā)生誤報或漏報等情況，這極大地制約了“在線檢測法”的應(yīng)用。

“自動隔離定位法”查找故障點

所謂“自動隔離定位法”，是指在變電站有兩個或多個直流電源的情況下，將發(fā)生接地的直流系統(tǒng)各個饋線支路逐回切換到另一電壓相同的正常直流系統(tǒng)，通過判斷接地是否轉(zhuǎn)移來確定接地故障的發(fā)生點。相較于“拉路法”和“自動隔離定位法”可以在查找過程中保持各直流饋線支路不斷電，并且特別適合變電站直流系統(tǒng)多支路同時接地的情況。

“自動隔離定位法”對多饋線支路同時接地的故障有較好的排查能力，但其缺點是操作比較繁瑣，因此為了提高查找效率和減少對直流系統(tǒng)運行的影響，可以將以上三種方法有機地結(jié)合起來使用。

變電站直流系統(tǒng)接地故障的處理對策

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，需要采取以下處理對策，盡快地找出故障點并進行處理：

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)的接地告警較嚴(yán)重時，通常都是發(fā)生了多點接地，此時需要采用精度較高的檢測裝置來對不同故障程度的回路進行區(qū)分，首先處理接地故障比較嚴(yán)重的回路。

在對變電站直流系統(tǒng)的接地故障進行查找時，按照如下順序進行查找：信號回路→照明回路→操作回路→控制回路→保護回路，并且要對絕緣情況較差的回路進行重點查收。

在對變電站直流系統(tǒng)接地故障進行查找和處理時，需要嚴(yán)格按照相關(guān)電氣設(shè)備檢修運行規(guī)程的要求進行操作，操作時需要兩個以上的工作人員在場，并且要在盡可能短的時間內(nèi)將各端子和開關(guān)進行拆除和恢復(fù)，確保直流系統(tǒng)盡快恢復(fù)供電。

在對變電站二次設(shè)備進行設(shè)計和施工時，要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合變電站所處的實際環(huán)境，盡可能地降低直流系統(tǒng)接地故障發(fā)生的概率，如對手車開關(guān)的活動部位采取保護措施來提高其絕緣性能，對室外端子箱加裝防潮除濕設(shè)備來提高其密封性，對已經(jīng)老化的控制電纜和有關(guān)二次設(shè)備進行及時更換。

對直流系統(tǒng)的對地絕緣進行定期檢測，不要等到發(fā)生接地故障再去進行排查和處理，這樣可以提高系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。在實際操作中，可以使用精度較高的的檢測裝置來定期檢查各個直流回路的絕緣情況，并且對絕緣較差的直流回路進行重點監(jiān)控。

變電站直流系統(tǒng)的接地故障容易受到外界環(huán)境的影響，導(dǎo)致其查找比較困難，這就要求我們的運行操作人員必須加強對各直流回路的巡查，并且平時做好工作記錄，對絕緣較差的部位進行重點巡查，確保在接地故障發(fā)生后及時定位并采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?/p>

小結(jié)

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障（特別是多點接地）時，會造成保護裝置、自動裝置、控制裝置和信號裝置等誤動或拒動，不僅會對設(shè)備產(chǎn)生損傷，嚴(yán)重時還會影響到整個電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。因此運行操作人員必須不斷提高自身的專業(yè)技術(shù)，將直流系統(tǒng)的安全運行維護作為一個首要的問題來常抓不懈，確保為電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供可靠的基礎(chǔ)保障。