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摘要：在直流系统中，如果发生接地故障则可能导致严重的事故发生，而在圳美站的蓄电池接地故障分析处理中可以发现其故障类型又不同于直流系统的正负极接地故障，因为蓄电池本身电压源的特性和内阻极小的本质所引起的不同。因此在蓄电池故障时，我们怎样运用快速的分析处理和计算方法来解决故障尤为重要。而在蓄电池特殊的中端接地情况下，又引用了智能化平衡桥监测的方法，从而来解决直流系统绝缘监测存在的盲区，进一步来保证系统的稳定运行。
关键词：蓄电池接地；接地查找；
引言
一般情况下，在直流系统中发生一点接地时，不会引起任何危害，但必须及时消除，否则一旦发生两点接地就可能使逻辑控制、出口跳合闸等继电器回路误动作，从而引发严重的后果。蓄电池作为直流系统的后备电源，作为直流系统的重要部分，而蓄电池接地又不同于直流系统接地，假如蓄电池接地我们又该如何快速查找分析和消除？
一、蓄电池接地故障
2017年02月14日06点10分12秒， 圳美站#1，#2直流电源屏绝缘监测装置故障报警，经过现场查看绝缘监测装置数据看到表1所示数据，母线电压110V，正负极都存在绝缘低的情况，初步判断直流系统可能存在两点接地。查找绝缘看到正负对地电压偏差很大，且绝缘电阻很小，首先判断可能存在环路运行。
通过所带接地查找仪对各线路进行实际的检测，给系统发射一个0.1Hz~1000Hz低频电压信号，在故障点处产生一个泄露电流，接收器接收故障电流，根据故障的大小显示在LCD上。假如系统内部存在环网或者接地点时，设备显示的波形则是标准的正弦波，没有接地点或者环网时则为平滑的直线。一开始主要从蓄电池侧查找，明显存在正弦波，继续查找各个馈线支路看有无环网情况存在，结果多组回路存在正弦波，当检查到逆变馈线时也同样存在正弦波，说明馈线可能存在环网运行和接地故障且逆变侧可能存在接地或环网，多个支路存在不明显波形，难于检测。结合馈线屏上空开的投退情况得出系统存在环网运行，为了进一步的分析处理，只能把环网运行的空开在确保用电设备正常运行的情况下退出其运行方式，继续用钳形接收器对馈线回路进行复查，结果发现只有逆变屏直流输入和蓄电池侧存在正弦波，则可判断说明：
a)逆变电源屏可能存在环网现象或接地；
b)#1蓄电池组可能存在接地点。
接着断开逆变电源屏直流输入电源，发现绝缘监测模块正负对地电压恢复至+75V,-40V，接地故障依然存在，但现在只剩下蓄电池回路了，因此通过运行人员配合把负荷改为由#2蓄电池组承担，这里只是单把#1蓄电池组退出运行，其充电机正常运行。看绝缘监测模块正负对地绝缘电阻已恢复到正常值。将蓄电池进线保险拔掉以方便确定故障点，当拔掉蓄电池保险时，系统正负对地电压恢复正常，正负对地绝缘电阻恢复正常，最终确定故障点在蓄电池组。
通过量取蓄电池正负对地电压，电压稳定不变说明存在接地点（没有接地点时正负对地电压是波动的），测得如表2蓄电池测量值。
R+:正极对地电阻 R-:负极对地电阻
R1, R2:正极桥电阻 R3,R4:负极桥电阻
C1:正极对地电容 C2:负极对地电容
2.1.1直流系统一极单点接地时
2017年4月11日振兴变电站发生直流系统接地告警，在运行人员告知后迅速赶往现场，通过查看绝缘监测模块显示数据为母线电压101.5V，正对地电压6.0V，负对地电压95.4V，正对地电阻5.1K，负对地电阻999.9K，明显存在一极接地情况，且可能为正极接地。数据如表3所示，通过所带仪器查找发现为直流屏变送器内部接地导致正极接地，将逆变电源模块解除时，故障消除。
此时我们看到当系统一极接地时的情况，当直流系统正极或者负极一极接地时直流系统可以等效为下图3，从图中我们可以看出一极接地时系统的电压偏移很明显，接地端直接拉低了系统的对地电压。在平衡桥的作用下我们可以直接在监控器上看到正负对地电压以及电阻的实际情况，从而来判断故障类型、故障回路（绝缘监测装置自带接地监测巡线功能），来快速查找故障，并消除故障。
由此可以看出，当蓄电池接地时系统的正负对地电压就等于蓄电池组的正对地和负对地电压。
蓄电池漏液一般都会引发接地故障，用拉闸方式判断蓄电池是否接地，一定要注意，必须同时断开正、负极熔断器，否则将误判蓄电池无接地。有些蓄电池的接地情况可以通过观察蓄电池表面是否裂开、膨胀、漏液来进行初步确定，但有时从外观上不能判断哪节蓄电池接地，这时可采用以下方法判断：
a)测量蓄电池组端电压U，根据蓄电池个数 n求得单体蓄电池平均电压
b)测量正极对地电压U1 ,根据 计算接地蓄电池编号m。
用万用表测量第m号电池的对地电压，如果为正，如表6中计算。
三、查找方法的优化
在直流系统中，接地故障可能存在死区，以及两极同时接地等情况。假如27号电池接地，则正负对地电压分别为55V，为系统的正常电压值，此时绝缘监测系统则无法判断直流系统存在接地故障。
设直流系统智能平衡桥电阻等效值为R1、R2，正、负极对地绝缘电阻为R+、R-，平衡状态时(K2 和K3 闭合) 和不平衡状态(K2 断开且K3 闭合或K2 闭合且K3 断开)，切到非平衡状态时选择K2 闭合还是K3 闭合的判据与平衡状态有关，即平衡状态下，当正极对地电压U+ 大于负极对地电压U- 时，就闭合K2 且断开K3 ；反之就闭合K3 且断开K2。
四、结论
本次论文主要针对圳美站蓄电池接地故障分析处理，进一步凸显出蓄电池接地故障不同于直流系统正负接地情况和其特有的性质，在蓄电池接地故障中发现假如系统存在正负同时接地的情况下绝缘监测装置将无法实时监测和告警接地故障，为此我们将优化平衡桥系统，引入智能化平衡桥，从而来解决直流系统在发生接地故障时的盲区现象。
参考文献:
[1] 李晶, 罗洋, 陈轲娜. 检测桥电阻对直流电源系统安全运行的影响分析[J]. 四川电力技术.2014 Vol.37,NO.6:16-19
论文作者:刘志伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：蓄电池论文; 电压论文; 故障论文; 系统论文; 正负论文; 电阻论文; 正极论文; 《电力设备》2017年第36期论文;