摘要：变电站直流系统作为二次系统的重要组成部分，其运行可靠性直接影响电网的安全性和稳定性。直流系统接地故障被列为变电运行的一类缺陷，受到电网运维人员的广泛关注。快速准确定位直流系统故障点，并在短时间内排除故障是变电二次检修人员的重要任务。本文从快速定位直流系统故障的必要性入手，分析直流系统的构成及绝缘监测装置的选线原理，给出快速定位直流接地故障的流程及方法，结合两个案例加以阐述，为二次检修人员查找直流接地点提供思路。
关键词：变电站；直流系统；接地故障；处理方法
1快速定位直流系统接地故障的必要性
运行实践表明，若直流系统存在一点接地，易导致断路器偷跳。当直流系统中发生一点接地故障之后，若再发生另外一点接地，将可能造成直流系统短路，导致直流电源中断供电或造成断路器误跳或拒跳的事故发生。当运行中的直流系统发生一点接地之后，运维检修人员应立即进行检查处理，以避免进一步发展为两点接地故障。
2变电站直流系统的构成
由图1可知，变电站的直流系统主要由直流电源、直流母线及直流馈线等元件构成。直流电源包括蓄电池组及充电设备，直流馈线由主干线及支馈线构成。蓄电池组通常由多个蓄电池串联而成，直流系统电压越高，需串联的蓄电池个数越多；要求直流系统输出的电流越大，需并联的蓄电池支路数越多。蓄电池并接在充电装置的直流输出端，以恒压充电方式工作。正常运行时，在充电设备的充电下，蓄电池组以满容量的状态处于备用，即浮充状态。充电设备不仅为蓄电池组补偿功率损耗，更重要的是为具有维持恒定输出电压及恒定输出电流的调节功能。蓄电池及充电设备的输出均并接在直流母线上，直流母线汇集直流电源输出的电能，并通过各直流馈线输送到各直流回路。
3直流系统接地故障快速定位流程及方法
3.1绝缘监测装置可选出接地支路
对于绝缘监测装置能够选出接地支路的故障，运行人员在第一时间内可通过拉合馈线空开检查接地信号是否消失的方法，判断选线结果是否正确，并及时隔离故障支路，防止故障进一步扩大，待二次检修人员到现场后通过电位测量方法准确定位故障点后排除故障。若选出支路不能真实反映故障点，应及时通知二次检修人员尽快到现场进行检查。二次检修人员应通过检查绝缘监测装置参数设置或检查选线装置，进一步确认故障支路并准确排除故障。
3.2绝缘监测装置无法选出接地支路
在拉路法仍无法确定接地支路时，应根据直流系统构成使用分段隔离的方法进一步确定故障点。首先，检查直流母线外观是否有异物导致直流母线绝缘下降，其次，通过轮流退出充电设备、蓄电池组等方式判断故障点是否发生在充电设备或蓄电池本体。最后，检查直流母线运行方式，确认是否存在环供现象。若上述方法仍无法确定故障点，应检查直流系统是否存在互串或寄生回路。若断开充电设备，该段直流系统蓄电池电压变化不明显，即可确认存在两段直流系统互串，通过测量支路电流即可定位互串支路。
3.3综合判断
在查找直流接地故障点时，可通过检查后台监控系统近期操作事件记录，直流系统告警记录等历史报文，对于故障发生时间进行研判。结合当天操作情况及天气状况等因素，为查找直流接地故障点提供参考依据，有时可起到事半功倍的效果。
4直流失地故障案例分析
案例：因绝缘监测装置外部平衡桥电阻失地导致无法选出故障支路
某日10：30，运维人员巡视时发现××变电站直流控制系统告警，直流母线负母失地，负母对地电压－56V，正母对地电压170V。二次人员检查发现站内直流系统绝缘监测装置显示负母对地电阻为40kΩ左右，负母对地电压为－56V，初步判断为负母不完全失地。该厂家监测装置在接地电阻大于25kΩ时无法正确选线，因此无法准确定位失地支路。
二次人员在使用拉路法及分段隔离法后仍无法定位故障点后，将故障点的查找转移到绝缘检测系统本身，首先检查绝缘检测装置的接地部分，在端子排左侧发现有接地点，经检查为绝缘监测装置的外部平衡电阻，在测量对地电阻后发现其中一个电阻阻值只有40kΩ（正常应为2MΩ以上），在解除外部平衡电阻后直流失地现象消失，测量直流正负母线电压分别为“＋115V”“－115V”，即直流系统恢复正常。与厂家确认后，了解此套系统有两套平衡桥，一套在绝缘监测装置内部，一套在外部。解除外部平衡桥后，装置内部平衡桥仍存在。因此，确认将外部平衡桥解除后，仍不影响绝缘监测装置的正常选线功能。此次直流失地缺陷的故障电阻为40kΩ，装置尚无法准确选线，且失地点存在直流母线上，绝缘监测装置不能正确选出失地馈线，存在偶然性。因此，查找过程较为复杂，但按照与直流母线相关联设备分段隔离的方法，仍能准确地查找出直流失地点。
5防范措施
5.1加强变电运维人员直流系统的培训力度，熟悉直流系统的构成，掌握不同厂家设备的操作方法，对于绝缘监测装置能够选出具体支路的直流系统接地故障能够通过拉路法准确定位，在检修人员到达现场前做好有效隔离措施，防止故障范围扩大。
5.2变电检修人员在变电站基建环节做好验收把控，按标准化验收作业卡进行验收。重点完成蓄电池充放电试验、充电设备工作状态检查、绝缘检测装置选线功能测试、直流馈线接入前绝缘测试等试验项目、直流馈线低压断路器标示检查，确保蓄电池、充电设备可靠运行，绝缘监测装置参数设置正确，直流馈线绝缘水平符合要求，在发生直流接地故障时绝缘监测装置能准确选出故障支路；验收时严格把控直流馈线的接入，对于状态指示器、带电显示器等经常发生故障的设备，可用交流电源替代尽量避免使用直流电源，减小直流系统供电范围，降低故障发生的概率。
5.3变电站内的直流系统相关设备图样、说明书应完善、齐备；站内直流系统原理图应清晰、准确，并与实际接线相符，便于检修人员查找故障时使用。
5.4变电运维人员在平时设备巡视时应加强户外表计、主变非电量继电器、油位计以及户外开关端子箱、机构箱的防潮防渗检查。定期开展户外端子箱、机构箱内端子排清扫工作，确认温湿度控制器能够正常工作；检修人员在设备例检、大修时应确认户外设备防水、防渗措施有效，对于老化、变质、外皮存在磨损的二次电缆、二次线及时进行更换。
5.5对于技改、回路变更的相关工作应做好现场图实相符工作，确保回路正确，二次接线在设计和施工时应避免寄生回路的存在，防止因寄生回路造成直流接地故障。
6结束语
快速定位直流接地故障点，且在短时间内将故障点隔离是保障电网安全、稳定运行的重要手段。二次人员在查找故障点时应熟悉直流系统结构及绝缘监测装置选线原理，综合绝缘监测装置选线结果及近期操作情况、当天天气状况等各种因素，使用合理的定位方法，快速定位故障点并及时排除故障，使直流系统恢复正常运行。此外，通过提高运维人员对直流系统认知水平、加强基建验收环节把控、完善站内直流系统结构图示、加强户外直流回路防潮防渗、遏制寄生回路等手段进一步防止直流系统接地故障的出现。
参考文献：
[1]唐艳波.变电站直流系统接地故障分析与处理方法探讨[J].企业技术开发：学术版，2016，35（1）：24~25.
[2]王玲君.变电站直流系统接地故障及诊断处理方法的探讨[J].电工技术，2016（1）：00141.
论文作者:张俊翔,苏海峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/2
标签：故障论文; 系统论文; 装置论文; 支路论文; 蓄电池论文; 人员论文; 母线论文; 《电力设备》2017年第34期论文;