110V控制直流接地對設備的危害以及處理

楊偉

摘要：發電廠中的繼電保護、自動裝置、信號裝置和斷路器分合閘的遠距離操作，一般采用直流電源作為操作電源。因此直流系統的穩定、完全并保持良好的工作狀態是安全運行的主要保障。當發生直流系統接地故障時，極易引起邏輯控制回路誤動作、控制回路失去電源等事故，嚴重時威脅機組安全運行。因此發生直流系統接地故障時，應及時查找接地點，排除接地故障，確保機組安全運行。

關鍵詞：直流系統、接地故障、絕緣監測裝置

一、某電廠110V控制直流系統簡介：

某火電廠的110V控制直流系統由深圳奧特迅電力設備股份有限公司提供，主要由蓄電池組、高頻開關電源充電裝置、直流電源監控系統、微機絕緣監測儀、電壓檢測裝置、蓄電池巡檢儀、直流饋線屏等組成。

具體配置如下：充電裝置為MDL11020-2110V型，監視器為奧特迅DJKQ-5100型。每臺機組各配置兩段110V直流母線和兩組蓄電池組，每組蓄電池組各配一臺充電機，未配置公用充電機，兩段110V直流母線間設置母聯開關。

110V控制直流系統為該廠保護裝置、自動切換裝置、廠用電母線及電動機操作電源提供電源，也為控制負荷和動力負荷以及事故照明負荷等提供電源，是電力系統控制、保護的基礎。我廠的直流系統以直流屏為電源核心，控制、信號、測量回路及繼電保護裝置、自動裝置和斷路器的操作為用電負荷，為廠用電系統、保護、遠動通訊的供電。

正常運行時，110V直流系統母線正常以浮充電方式運行，蓄電池和高頻開關充電裝置并列運行，充電裝置向直流母線和直流負荷供給直流電源，對蓄電池組進行浮充電，以補償蓄電池組的自放電，母聯開關在分閘位。

若系統發生故障，微機絕緣監測裝置監測到直流系統單極接地或系統絕緣降低時，裝置發出預警和報警，絕緣預警值為50kΩ，報警值為25kΩ。當直流系統發生有效值≥10V的交流竄電故障時，裝置在3S內發出交流竄電故障報警信息，并顯示竄入交流電壓的幅值及支路。當參數設置異常、支路漏電流采樣回路異常及通訊故障時發自檢報警。

二、火電廠直流系統的原理

兩路交流輸入經交流配電單元選擇其中一路交流輸入提供給充電模塊;充電模塊輸出穩定的直流電源，一方面對蓄電池組補充充電和提供合閘輸出，另外通過降壓單元提供控制輸出，為負載提供正常的工作電流;絕緣監測單元可在線監測直流母線和各支路的對地絕緣狀況;集中監控單元可實現對交流配電單元、充電模塊、直流饋電、絕緣監測單元、直流母線和蓄電池組等運行參數的采集與各單元的控制和管理，并可通過遠程接口接受后臺操作員的監控。其原理圖如下：

三、直流接地的危害

在直流系統中，發生一極接地并不引起任何危害，但是一極接地長期工作是不允許的，因為當同一極的另一地點再發生接地時，可能使信號裝置、繼電保護和控制裝置誤動作或拒動作，或者發生另外一極接地時將造成直流系統短路，造成嚴重后果。因此不允許直流系統長期帶一點接地運行。所以，當發生直流系統一點接地后，必須盡快查找出來進行處理。

（1）只有一點接地，對直流系統無影響;

（2）F1、F2發生接地時，將造成繼電器

誤動作;

（3）F2、F3發生接地時，將造成繼電器拒動作

（4）F1、F4發生接地時，將造成直流系統短路;

接地根據不同的地點，在另一極發生不同地點的接地構成通路后起作用。常見的損壞有保護誤動、拒動，短路造成原件損壞及直流供電消失等，應根據原件的質量和入接地點具體分析其概率。

一般在發電廠認為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）均接負極電源，若這些回路再發生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成保護拒絕動作（越級擴大事故）。因為兩點接地將跳閘或合閘回路短路，這時還可能燒壞繼電器觸點。直流系統發生正極接地有造成保護誤動作的可能。因為電磁操作機構的跳閘線圈通常都接于負極電源，倘若這些回路再發生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流系統負極接地時，如果回路中再有一點發生接地，就可能使跳閘或合閘回路短路，造成保護或斷路器拒動，或燒毀繼電器，或使熔斷器熔斷等。

五、直流接地的原因

1、由下雨天氣引起的接地。在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴實的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導通起來，引起接地。潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發直流接地。

2、由小動物破壞引起的接地。

3、由擠壓磨損引起的接地。當二次線與轉動部件靠在一起時，二次線絕緣皮容易受到轉動部件的磨損，當其磨破時，便造成直流接地。

4、接線松動脫落引起接地。接在斷路器機構箱端子排的二次線（如10kV開關機構箱內的二次線），若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。

5、誤接線引起接地。在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運行，另一頭被誤認為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。

6、插件內元件損壞引起接地。為抗干擾，插件電路設計中通常在正負極和地之間并聯抗干擾電容，該電容擊穿時引起直流接地。

7、設備的維護不夠恰當。

8、在直流回路中混入了交流電。交流電和電壓互感器的二次回路電壓源竄入到直流系統中導致的直流系統接地原因有好幾種，主要原因有兩種，首先是接線失誤，其次是絕緣下降。

9、寄生回路。直線寄生回路在日常的檢修過程中，出現的概率較高，它主要是讓兩個直流系統間產生電聯系，從而導致假接地現象的產生。

（四）直流接地異常處理

1、確認直流接地故障的真實性。發生直流接地故障、直流絕緣降低故障報警時，首先應排除誤報警的可能，可依據“直流系統接地故障的特征”進行測量判斷。

2、利用微機絕緣監測儀查看各支路絕緣情況、接地極性、接地程度和接地支路，匯報值長。

3、根據微機絕緣監測儀顯示故障支路編號，查找接地點。

4、詢問有關人員該支路是否有人工作，若有則立即停止工作。

5、確認該支路有無新啟、停的設備，對有懷疑的設備系統應重點進行查找。

6、按照從次要負荷到重要負荷，從室外到室內，最后停保護、熱控負荷的順序依次瞬停查找。拉開保護、熱控、勵磁負荷前應聯系相關人員，并做好事故預想和防范措施。

7、試停電壓表、變送器、絕緣監測儀后，若仍有接地，則說明充電裝置、蓄電池及母線有接地點。

8、試拉蓄電池直流輸出開關，若仍有接地，則說明充電裝置及母線有接地點。

9、試拉直流電源進線開關，如果接地消失，說明是直流電源進線接地。如果接地仍不消失，說明是直流母線接地，應將控制直流負荷切至非接地母線運行，應根據值長命令將故障母線停電。

10、當查找出接地設備后，通知檢修處理，處理完畢，盡快恢復原方式。

六、直流系統接地點查找注意事項

1、發生直流接地時，應迅速進行處理，不得延誤，并停止直流回路上所有其它工作，以免造成二點接地或短路等現象發生。

2、直流電源瞬時停電試拉時，必須經總工批準。

3、回路進行試拉前，須經值長同意，應考慮相關的繼電保護和熱工自動裝置，采取避免開關、保護裝置誤動的措施，會同繼電或熱工人員一起進行處理。涉及電網保護電源停用前需征得調度同意。

4、合上400V PC段母線PT二次開關。試拉回路后，應在最短時間內恢復供電。

5、直流系統接地查找應由二人以上進行處理，一人試拉，另一人嚴密監視母線電壓變化情況，以判斷接地是否由該回路引起。

6、試拉回路過程中，遇有故障發生，應立即恢復供電。

7、嚴禁使用拉合直流支路的方法查找接地。

七、防范直流系統接地/絕緣故障的措施

1、對施工工藝進行規范，從根本上避免直流系統接地故障的發生，最大限度的杜絕安全隱患。

2、在對室外端子排以及輔助開關等二次設備進行清掃的過程中，可以對停電的機套進行充分的利用;

3、要保證斷路器端子箱、斷路器機構箱、隔離開關機構箱等二次電纜穿管處的封堵性完好，避免在陰雨以及大霧天氣或者是工作人員的疏忽將水流八而造成的設施浸泡等問題，從而保證直流系統的安全穩定運行;

4、對室外電纜而言，要加強對其的絕緣測試工作，及時采取相應的措施，避免直流系統接地事故的發生。

5、在配電室及網絡繼電保護室門口要有擋鼠板，定期放置粘鼠板等，嚴防小動物進入配電室造成直流接地等危害

八、總結

直流系統作為火電廠中一個重要的電源組成的部分，直流系統的可靠性直接影響機組安全穩定運行，及時排查直流系統絕緣報警并消除故障也就至關重要。本文簡述了某廠110V控制直流系統的基本運行方式，分析了110V直流接地的危害原因及事故處理，深入了解了直流接地處理的步驟，為以后的設備故障能夠提供幫助。

參考文獻

[1微機絕緣監測儀ATCWZJ5-HL說明書

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