周天保 陶银正 程旭东
（国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽合肥 230000）
摘要：直流系统接地实际就是变电站直流系统和大地之间的绝缘度降低，其中主要包括：正极接地、负极接地、金属和非金属接地等。当出现接地故障时，会导致信号中断、设备拒动以及设备误操作等问题，甚至还会导致电源中断、设备损坏等问题。通常来说，断路器跳闸线圈与负极电源连接，如果直流系统的正极和大地相接，此时系统若同时存在另外一个接地点，则会跟大地之间构成一个环形回路，它们将通过大地相连接在一起，在两点之间的继电器就会动作，最终导致断路器跳闸；而如果直流系统中负极发生接地故障，表示保护动作回路当中有短路故障，此时断路器可能会拒动，或者是出现其他故障。本文分析了变电站直流系统的接地类型，同时提出了直流系统接地的几个处理措施及预控措施。
关键词：直流系统；接地故障；分析及处理
1变电站直流系统接地故障及主要形式
通常，变电站各项电力设备都要进行接地处理，并对阻抗数值进行控制，以此来保证变电站直流系统的运行安全。变电站直流系统发生接地故障时，电源正极和负极对地绝缘阻抗数值会下降至标准数值以下。在实际变电站运行过程中，直流系统分布较广，而且线路设置也十分复杂，对应的负荷涉及的范围较广，四周复杂的自然社会环境条件会对直流线路和电气设备带来不利的影响，致使线路绝缘受损和端品破裂等问题发生，从而对设备的绝缘度造成影响，引发接地故障发生。
2简述变电站直流系统的接地类型
2.1正极两点接地
直流系统中出现这种接地故障时很容易导致相关电气设备出现误动现象。如果接地点的两端都有直流接地，表示接地点出现短路，进而会导致后方继电器出现励磁，导致误动，故障范围扩大。当正极两点同时接地时，保护出口继电器将会励磁，保护出口导致断路器误动，由此可见，两点接地可能导致信息错发、断路器误动等情况出现。
2.2负极两点接地
直流系统中出现这种接地故障时很容易导致相关电气设备出现拒动现象。当出现负极两点接地的情况时，接地点间的继电器将被短路，当发生故障时，继电器不会启动，进而会导致相关设备拒动，甚至引发越级跳闸的情况出现。如果两端的负极线圈同时接地，除了因接地点短路出现设备拒动外，此时短路还有可能导致保险丝熔断，保护电源无法运转，继电器损坏等恶劣后果。
3直流系统接地故障的查找及排除方法
3.1拉回路法
拉回路法是通过逐个断开回路直流电源的方法来查找接地故障点，考虑到不同直流回路的作用及重要性，逐个断开直流回路电源的操作，一般先从信号回路、照明回路，再到操作回路、保护回路等。由于变电设备不断升级换代，自动化程度越来越高，对直流系统的依赖性也越来越大，直接断开回路直流电源对设备的安全稳定运行会产生一定影响。同时，由于很多厂站在经历不断的改扩建工程后，二次系统越来越复杂，甚至有的厂站直流系统不同功能的二次回路间已没有严格的区分，而且还形成一些非正常的闭环回路，增大了拉回路查找接地故障的难度。鉴于直流系统在整个电力系统中的重要作用，以及社会发展对电力供应可靠性要求的提高和新技术、新仪器的应用，传统拉回路查找接地故障的方法已不作为查找直流接地故障的首选方法。
3.2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。它可以实时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号，初步判断出故障范围，为接地故障的查找和处理节省了一定的时间，但它只能选出故障存在的直流回路，无法将故障点缩小到很小的范围。同时，此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰性差，误报较多的问题。
3.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法
便携式直流接地故障查找装置是目前直流系统接地故障查找时使用最广泛的装置，该装置在使用过程中无须断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆有效地避免了“拉回路”的方法查找接地故障对直流系统造成的影响，而且该装置对故障范围的定位较小，可将接地故障定位到具体的点，便于操作，特别对于变电设备分布较远、直流回路较长的情况，便携式直流接地故障查找装置可快速帮助工作人员确定故障点。
4直流系统接地判断方法
4．1利用绝缘监测装置判断
在安装设备时通常会直接将绝缘监测装置安装在直流母线上。当其处于正常运行状态下时，绝缘监测装置会以数字的形式显示出母线电压，并对直流系统正极和负极母线绝缘情况、母线的运行情况实时监测，并对接地故障进行报告。当前微机选线型直流绝缘监测装置在变电站中应用较为广泛，其不仅能够实时监测直流系统，而且能够对直流系统正负极和支路的对地绝缘状况等信息进行直接测量。应用绝缘监测装置时，在不切断直流回路负荷的情况下即能够寻找故障点。但当平衡桥电阻和切换电阻参数等设计中存在不合理情况时，直流系统正负极对地电压波动会较大，部分时候一点接地还会有误动作发生。
4．2利用万用表测母线电压变化判断
直流系统接地故障发生时，需要将直流网络内的所有工作切断，并对接地点进行查找，避免引起两点接地的可能。这主要是因为直流系统发生单相接地时该项电压会降低，没有接地故障端会升高，因此当发生接地故障时，可以利用万用表来对母线电压进行测量，以此来对接地点进行判断。
4．3瞬时拉路法判断
在变电站直流接地故障查找时经常会利用到瞬时拉路法。这种方法是通过断开该回路的直流电源，停电时间通常不会超过三秒。针对负荷的重要程度，依法对直流屏所供应各回路直流负荷拉开。当切除其中某一回路时故障消失，则表明故障就位于该回路内。再利用拉路法来进一步对故障位于哪一支路进行判断。在运用瞬时拉路法来对故障进行判断时，由于需要断开各条支路，这必然会导致直流供电可靠性降低。一旦有重要负荷无法停电时，则需要考虑备用临时直流电源作为备用电源。当前二次系统十分复杂，而且变电站在施工或是扩建过程中还存在一些遗留问题，信号控制和保护回路区分不严格，甚至形成一些非正常闭环回路、寄生回路、同极二点接地及绝缘不良等情况，这就导致瞬时拉路法在对接地故障查找时难度增加。
4．4便携式直流接地故障定位装置定位法
便携式直流接地故障定位装置可带电查找直流接地故障，可以定位到具体的位置，提高了查找的工作效率，而且查找时安全性也有所保障。但在具体检测过程中这种方法存在检测精度不高的问题，也会有误报情况发生。
4．5根据运行方式、操作情况、气候影响等现场情况来判断
在实际变电运行过程中，当发生直流接地时，需要断开具体的电源，并对故障信号是否消除进行检查，重点针对容易发生接地故障部位及绝缘较差的位置进行查找，在实际故障查找过程中，需要有效的结合拉路法和分路法，在对全部直流负荷全面检查完成后还没有查找具体故障点时，则要具体检查蓄电池、浮充装置、电压绝缘综合监测装置、直流母线等，通过瞬时拉开刀闸、取下直流保险、断开直流总空开关等，这些操作完成后故障仍然存在时，即表明直流母线自身存在接地情况，立即对故障母线进行停电处理。
结论
直流系统对整个电力系统设备的安全稳定运行起着至关重要的作用，直流接地故障特别是一点接地故障发生以后，一般不会马上引发继电保护装置的不正确动作，因此容易被工作人员忽视，以为不会发展成两点故障或引起继电保护等装置的误动作，从而放松了警惕，导致故障影响范围扩大，造成严重后果。
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论文作者:周天保,陶银正,程旭东
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
标签：故障论文; 回路论文; 系统论文; 装置论文; 变电站论文; 母线论文; 负极论文; 《河南电力》2018年10期论文;