摘要：直流系统的用电负荷极为重要,供给变电站继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等,对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障变电所安全运行的决定条件之一。尽管直流电源十分稳定可靠,但实际应用中,由于电力系统应用直流电源的特殊性,特别是控制回路和保护回路的应用,使直流供电系统的故障成为变电站稳定运行的隐患,这就是我们常说的直流系统接地故障危害。
关键词：直流系统；接地故障；分析；查找
引言
直流电源的“地”是一个中性点概念,假如直流电源系统的负极或者正极对地间的绝缘电阻值下降到一特定整值,这时我们称为直流系统有负接地故障或者正接地故障。变电站直流系统从某种程度上来说,是一个非常关键的电源系统,它为二次系统的运行提供必要的动力,它的稳定性是确保变电所安全运行的先决条件之一。由于直流系统分布广、外露部分较多且电缆长,使其容易受到设备、环境及人为因素的影响,进而影响到元件的绝缘性,损坏变电站直流接地系统。因而本研究探讨变电站直流系统接地故障及诊断处理方法,从这个方面来说具有一定的理论与实际意义。
1直流系统的作用
在发电厂及变电站中，各种综合自动化装置及微机保护装置的技术、工艺发展日益成熟，外部接线相对于应用电磁继电器时来得简单，装置内部接线、插件则在生产厂家的监控下比较可靠，总的来说在可靠性较高，功能日趋完善。但再先进再完善的系统没有一个可靠的工作电源是不行的，综合自动化装置、保护装置、通信装置、开关及刀闸的控制电源都需要从直流系统获取足够的能量来提供动力。在运行过程中，如果直流系统电压过高或过低，将会造成元件烧损或者元件拒动；当直流母线采取双母线配置，而在某一回路中形成环路，则可能造成误动；最严重的情况是，变电站站用变失压，由于一次系统发生严重故障，需要大量甩负荷，大量开关的动作所产生的电流超过了蓄电池组所能提供的电流，同时由于电池组有个别电池不合格，最终造蓄电池组爆炸。综上可见直流系统在运行过程中的重要性，因此在直流系统的日常运行维护与检验过程中，运维人员应对直流系统结构、运行特点及异常、故障情况有所了解。
2直流系统接地故障的原因分析
直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长，所以，很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。故障的原因具体有如下几个方面：（1）二次回路、二次设备绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化，或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等，靠近发热元件(如灯泡、加热器)引起的烧伤等。（2）二次回路连接、设备元件组装不合理或错误。如：由于带电体与接地体、直流带电体与交流带电体安全距离过小。（3）二次回路及设备严重污秽和受潮、接线盒进水(如变压器瓦斯继电器接线盒等)，使直流对地绝缘严重下降。（4）小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路：某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件，掉落在带电回路上。（5）直流设备、系统运行方式不当。如直流绝缘监察装置的“假象接地”
3变电直流接地系统故障处理顺序、诊断方法及注意事项
3.1直流接地系统故障处理顺序
一般来说,直流接地系统故障处理顺序为:首先,主观判断直流接地的大致范围。变电站直流系统主要包括自动装置与继电保护等二次回路部分、断路器合闸电源部分及事故照明部分等。依据以往的工作经验,直流接地系统在未工作时,室外二次回路接地故障比室内要多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其次,假如变电站内二次回路在工作,需要马上停止,将其电源打开,确认信号是不是消除,在有设备检修试验情况下,也应以相同方法处理。第三,用分网法来减小查找的范围把直流系统分为多个部分,用蓄电池来替代操作电源,还可以把可疑部分按照负荷性质分成几个相互独立部分运行,先排除诸如断路器合闸与储能回路等短时停电的电源回路,然后从室外到室内依次排查信号、照明及操作回路。最后,分清接地故障支路与故障的极性,逐段查找,如果按照上述顺序还没找到故障点时,则需要考虑同极性二点接地,直至找到故障点且将其消除。
3.2直流接地系统故障查找技巧
虽然用拉路试探法能够找到直流接地系统故障点,然而掌握一定的技巧可以快速有效地找到故障点。首先要及时查找直流接地系统故障,主要因为直流接地故障容易受到天气等因素的影响,一有故障就要马上查找。其次要定期或者不定期巡查直流系统的对地绝缘,利用精度较高的查找装置对各个直流回路进行检查记录,天气恶劣时要重点监测;对环路供电的直流系统应当先要断开环路开关,若实际已经断开,则应当仔细分析检测接地故障回路,找出严重的回路。最后根据经验,一旦出现故障,先将重点放在过处经常出现接地故障的线路或者检测绝缘性较差的回路中。
3.3直流接地选线装置监测法
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测,随时报告直流系统接地故障,并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路,但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制,很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装,对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高,抗分布电容干扰差,误报较多的问题。如果能有一种在监测点上不受限制,检测精度较高,选线准确的直流接地选线装置,应是一种较好的选择。
3.4暂代电源法
暂代电源法是在变电站有两个及以上电源时，将发生接地的回路短时切换至另一正常运行电源，观察接地现象是否转移，以判断该回路是否接地的方法。它的优点是在检查过程中能保持被检查回路的电源不中断，在电源的切换过程中不会造成保护误动作，特别是它能查出多回路同时接地中的各接地回路。
3.5直流接地系统故障诊断注意事项
在直流接地系统故障的诊断中,需要注意一定的事项,首先瞬停直流电源时,需经过调度统一,且时间不应当超出3s,动作一定要快;查找直流接地故障时,要尽可能错过高峰负荷;为杜绝误判,在观察接地现象是否存在时,要结合光子牌、信号及绝缘监察表指示情况进行全面综合判断;在检查直接接地故障时,最好是两个或者两个人以上同时进行,防止触电,且做好相关的安全监护;在诊断直接接地故障时,要熟悉实际的图纸,避免拆错端子线头,且做好拆线头的记录与标记工作,认真仔细,保持耐心,切忌急躁;要防止保护误动作,条件允许时,可以在断开操作电源之前,接触可能误动保护,等操作带电源工作正常后,再投入相应的保护;不能用灯泡来查找接地点,因为这样会使直流回路出现短路。
结语
综上所述，直流系统发生一点接地，必须尽快排除，否则发生第2点接地后，有可能造成继电保护，或自动装置误动。采用人工拉合电源的办法查找接地时有可能会造成保护拒动，扩大事故。采用具有接地方向功能的抗分布电容式直流接地探测技术，能够在不断电的情况下快速查找各种接地故障，实践证明这种方法使用安全、方便。
参考文献:
[1]王旭荣.浅谈变电站直流系统接地故障及处理[J].内蒙古石油化工,2008.
[2]孙成宝.直流设备检修[M].北京:中国电力出版社,2003.[3]张秉俊.变电站直流接地故障的分析与查找[J].安徽电力科技信息,2000.
论文作者:杨吉耀,张旭,赵俊石
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/13
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