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摘要：本文分析了变电站直流系统及其故障产生的原因，并探讨了其故障危害以及相应的处理方法。
关键词：变电站；直流接地；危害；处理方法
引言：
变电站是电力系统的重要组成部分，是保障国民安全用电、正常用电的关键。变电站具有容易受到外界因素影响的属性，很容易出现供电故障。直流系统具有为变电站供电，保障电力系统正常运行的作用。因此，有必要分析直流系统的故障、危害以及处理方法，以提高电力系统运行安全性与稳定性。
一、变电站直流系统概述
从变电站系统整体来看，直流系统是独立于变电站系统的外部操作电源，它的作用是当变电站出现偶发故障威胁用电安全时，为变电站系统内的各个环节输送电力，保证其有序、安全运行，直至变电站系统解除紧急状态，恢复正常运行。事物都有两面性，直流系统亦然，直流系统保护继电回路效果较差，直流系统在工作时，若直流系统自身出现问题，甚至会丧失保护继电回路的功能。一般而言，直流系统由充电装置、蓄电池、直流回路与系统四部分组成。充电装置通常采用硅整流，蓄电池较常应用阀控式铅酸电池或者防酸隔爆式电池，直流回路通常包括熔断器、断路器与绝缘装置。变电站二次回路为直流负荷，它具有保护构件的作用。
二、引发直流接地的因素分析
（一）自然因素
雨雪、大雾等天气会使得变电站外部直流系统内的构件处于潮湿的环境中，端子箱、刀闸辅助接点等处容易出现潮湿、积水等问题，影响直流回路的正、负电源电阻，导致电阻下降，绝缘能力减弱，导致直流接地。
（二）时间因素
变电站若运行时间较长，端子箱、机构箱等设备会出现部分锈蚀、密封性下降等问题，导致绝缘性下降，系统构件质量差、绝缘老化均可能导致直流接地。
（三）设计因素
不合理的设计或者设计出现漏洞，让直流、交流共用电缆或者将二者敷设在同一层上，若二者结合处绝缘损坏，就会引发交流电进入直流系统，导致直流接地，该故障处理难度较大。
（四）人为因素
检修人员在工作过程中因个人疏忽将附着直流电的电缆电线碰触到其他金属接地外壳，导致直流接地，因此，检修人员工作过程中也可能导致故障发生。
三、变电站直流接地故障危害分析
（一）直流接地危害综述
图1 直流接地故障危害示意图
如图1所示，是断路器保护回路的示意图，分析该图有助于探究直流接地危害。直流接地若出现在A、B处，就表示KA1、KA2短接，KM会出现跳闸情况；若A、C处出现直流接地，那么KM被短接也会出现跳闸；若直流接点出现在A、D处与F、D处，也会使开关跳闸。假如直流接地处于B、E处、D、E处或者C、E处，可能引发断路器拒动；假如直流接地处于A、E处，会导致保险熔断；假如直流接地处于B、E处或者C、E处，当启动保护程序时，不仅断路器拒跳闸，熔丝还会断裂，有可能损坏继电器触点。通过对示意图的解析，可以明确，直流接地不会危害直流系统，但是若出现两点接地，可能造成短路、自动装置拒动、直流保险熔断等问题，进而阻碍直流系统发挥作用[1]。
（二）直流接地危害详解
直流系统是一个隔离、绝缘系统，在正常状态下，直流系统的正负母线呈现与地面绝缘的状态，此时，正负母线电压处于稳定状态。但是若出现了直流接地的情况，母线电压差就会迅速加大，直流系统也会因骤增的电压差而损坏，不能正常运行。通过上述分析可知，以直流接地数量为标准可以将其分为一点接地与两点接地。具体而言，一点接地对直流系统的损害较小，它会引发系统保护、自动装置误动、拒动。而两点接地对直流系统的危害较大，它不仅会导致装置拒动、误动，还会使保险丝熔断，使直流系统丧失供电作用。假如保护回路复杂程度较高，两点接地还可能引发继电器短接等情况，使其跳闸。由于直流系统的绝缘性质，当出现一点接地时，系统不会与大地构成闭环回路，因此不会损害系统自身，但若长时间一点接地也会给直流系统带来不利影响，因此在实际工作中，也应避免一点接地。比如说，直流系统一点接地的过程中出现另一点接地，就会影响系统运行，两点同时接地那么就会严重损害系统，造成巨大危害。
四、处理变电站直流接地危害的方法
（一）处理危害
发生直流接地时，可以人工手动拉路查找，也可以应用设备查找。应用设备查找，使用故障监测装置能够自动找到危害源，提高查找速度。但是我国直流网数量多、规模大，监测装置查找范围往往只到专用干路，明确危害产生详细情况或者直流接地发生在复杂区域还需要采用手动拉路的查找方式。关于手动拉路查找作如下分析，直流接地危害出现时，维修人员应当首先明确现场有无他人人员，之后通过监测装置明确接地范围。查找危害源时应当严格遵照操作标准进行，综合分析操作情况、天气等外部影响因素，尽量一步到位找到危害源，提高查找速度。若无法分析出处接地点再进行拉路，若负荷状态呈现环形供电，应当开环拉路，先在室外查找，再到室内查找，需注意断开各个回路的时间应当小于3秒，不论在时间内是否发现接地点均应合上回路。另外，拉路查找前，维修人员应当明确在危害回路中没有失电跳闸回路或者电继电器变位回路，防止出现人为事故。查找危害源的一般流程如下，第一，查找时常检修、容易受潮或者正在运行的回路；第二，查找接地可能性高或者有过接地的回路；第三，查找重要设备控制的回路；第四，在雨雪天气应当主要查找室外刀闸机构箱、瓦斯继电器等装置，在这种天气下，室外装置可能由于水渗入出现故障。查找工作结束后，应当开启保护装置与自动装置。处理直流接地故障时，若需要停止负荷，维修人员停止负荷前应当进行汇报。具体而言，经查找若发现多处回路故障，应当分别处理，消除危害。若电压出现异常，则应当先采用集成电路保护、电源自动切除等措施，排除异常，再予以恢复[2]。
（二）处理要点
在处理直流接地危害的过程中应当注意下述要点，可以从处理危害准备工作与危害处理过程两方面进行分析。准备工作。高质量的准备工作有助于避免危害扩大，降低损失。第一，确定危害产生原因，明确是由何种因素引发的故障，只有明确危害根源才能缩小查找范围，快速找到引发危害的地方；第二，查找危害，必须严格遵循查找危害的方法、要求，有序合理查找；第三，制定并优化解决危害的方案，不同的危害应当采用不同的解决方法，并结合实际危害情况，优化解决方案，在开展处理工作，快速准确地解决危害。处理工作。第一，危害源若和一次设备不能保持安全距离，则需要关停电源；第二，必须由两名以上维修人员同时开展工作，注意避免短路或者一点接地；第三，仪表内阻应当高于2000Ω/V；第四，尝试拉合操作点与、自动装置等重要负荷时，应当先获得许可，做好准备工作，试拉的同时观察记录仪表、后台信号变动情况。
（三）危害防范
通过探究变电站故障危害与分析危害产生根源，采取有针对性的防范措施，有助于降低危害产生概率，促进变电站安全稳定运行。可以从下述几方面着手进行防范，第一，在日常检查方面，应当重点检查设备防潮情况，特别是在阴雨天气时，应当提高检查频率，如果遇到大雨则应当组织人员检查关键接地部位，同时严格按照流程提高操作设备的规范性，避免因操作原因引发故障。第二，在安装方面，需要把控好质量与工艺，确保电缆无破损，并选择高质量设备，从根本上防范危害发生。
（四）改良对策
通过分析我国目前处理直流接地危害的方法发现，应用普遍的现存危害处理方法仍存有许多缺陷，有必要优化与完善。首先，在危害处理标准方面，目前处理标准仍不完善，维修人员在处理故障时缺乏有效的参考依据，降低了危害处理速度，因此，应当充分整合危害实际情况与处理方法，制定科学、合理的处理标准；其次，欠缺危害处理细则，只有详尽的处理流程才能够为维修人员提供有效的指引，帮助其有条不紊地解决危害；最后，应当定期培训相关人员专业技能，避免人为因素扩大危害[3]。
总结：
综上所述，直流接地会给直流系统、变电站造成极大的损害，给国民用电带来严重不利影响。同时不利于变电站的安全、稳定运行，增加电力企业运维成本，不利于经济发展。因此，变电站的维修人员应当提升自身故障处理技术，开展科学、有效的防护工作，当危害产生时，及时处理，避免其扩大，以保障变电站稳定运行。
参考文献：
[1]狄依容.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].中国战略新兴产业，2017（48）：145-146.
[2]赵倩.变电站直流接地的危害[J].科技风，2017（13）：185.
[3]伍玉祥.发电厂（变电站）直流系统接地分析[J].现代工业经济和信息化，2017，7（11）：75-78.
论文作者:陈磊
论文发表刊物:《河南电力》2018年18期
论文发表时间:2019/3/13
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