（国网镇江供电公司 212000；中国国电集团公司谏壁发电厂 212000）
摘要：直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统接地是常见的缺陷。本文主要介绍了变电站直流接地的危害，并对直流系统接地的原因进行分析及查找方法，从而找到相应的防范措施来保证直流系统的稳定运行。
关键词：直流系统；接地；绝缘；断路器
一、直流接地故障产生的主要原因
1.1基建及施工遗留的故障隐患
在发电公司建设施工或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，会遗留下电力系统故障的隐患，直流系统更是故障隐患的薄弱环节，这些环节在投产初期不易控制和检查，投运时间越长，系统接地故障的概率就越大。
1.2 外力损伤
直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中因挤压、移动、及不当冲洗等外力造成的损伤。
1.3 自然原因
发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障，特别是处于沿海地区的电厂，因海拔较低且处于高盐、高湿环境，更不可避免地会发生直流系统接地故障。
二、直流系统两点接地的危害分析
在直流系统中，发生一极接地并不引起任何危害，但是一极接地长期工作是不允许的，因为当同一极的另一地点再发生接地时，可能使信号装置、继电保护和控制装置误动作或拒动作，或者发生另外一极接地时，将造成直流系统短路，造成严重后果。因此不允许直流系统长期带一点接地运行。所以，当发生直流系统一点接地后，必须尽快查找出来进行处理。
(1)只有一点接地，对直流系统无影响；
(2)F1、F2发生接地时，将造成继电器误动作；
(3)F2、F3发生接地时，将造成继电器拒动作；
(4)F1、F4发生接地时，将造成直流系统短路；
接地根据不同的地点，在另一极发生不同地点的接地构成通路后起作用。 常见的损坏有保护误动、拒动，短路造成原件损坏及直流供电消失等，应根据原件的质量和入接地点具体分析其概率。一般在变电站认为 直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等)均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作(越级扩大事故)。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。直流系统发生正极接地有造成保护误动作的可能。因为电磁操作机构的跳闸线圈通常都接于负极电源，倘若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流系统负极接地时，如果回路中再有一点发生接地，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护或断路器拒动，或烧毁继电器，或使熔断器熔断等。
三、直流接地故障的查找方法及存在的问题
排除直流接地故障，首先要找到接地的位置，这就是常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。
3.1拉回路法
这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。
“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。
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。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。
3.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法
该装置是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装置的特点是无需断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装置可将接地故障定位到具体的点，便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。
四、查找直流系统接地故障的深层次分析
4.1关于分布电容的讨论
我们知道电容的特性是对直流呈现开路，对交流呈现一定阻抗特性,其阻抗的计算公式Zc=1/2πfC其中f为交流信号频率，C为电容量，C越大，该电容呈现的容抗就越小，频率越高，该电容呈现的容抗也越小。变电站、发电厂直流系统的对地分布电容情况是直流系统越大，回路越复杂，所接设备越多,系统呈现的对地分布电容也越大，按现场运行经验，变电站、发电厂直流系统的对地分布电容还与发电厂、变电站的投运时间有关，投运时间越长的变电站，分布电容也更大，一般来说，如果查找直流接地的检测装置以叠加低频交流检测信号方式在直流系统上，假设点的交流信号频率f=2Hz(目前绝大多数装置都采用5Hz)，那么，直流系统的分布电容对检测装置所叠加的低频交流信号
4.2对直流系统接地故障的定义标准的讨论
上面说过直流接地是指直流系统正或负极对地绝缘阻抗值降低到某个规定值或某个设定值时，我们称直流系统发生了接地故障。电力系统对直流系统的接地故障目前尚无统一的标准，各个厂站按各自的要求将接地故障报警值按对地电压不平衡情况定义。直流系统绝缘监测普遍采用平衡电桥方式来判定对地绝缘，即为正或负对地绝缘降低时，平衡电桥失去平衡，绝缘监测指示上正对地或负对地电压会升高或降低。由于平衡电桥回路选用的电阻目前尚无统一标准。各直流屏生产厂家均有不同的平衡电桥电阻取值，就现场实际运行情况，平衡电桥的电阻取值从1K—36K不等，这样仅仅用对地电压的变化来说明接地故障的程度，显然不是十分准确的。直流系统对地的绝缘情况，准确的说，应该用阻抗来衡量。 发达国家的电力系统，对一座较大规模的发电厂、变电站，直流系统对地绝缘阻抗的报警值设定在50KΩ，目前我国一些全套引进进口设备，管理先进的个别发电厂（如大亚湾核电站），直流系统绝缘告警值仍沿用国外标准，设为50KΩ。事实上绝大部分的电厂、变电站，由于种种原因，其接地故障报警值一般设在5K—25K之间，有些甚至更低。这就形成一个直流系统接地故障的怪圈，运行水平高、管理严格的发电厂、变电站，比运行水平低、管理松散发电厂、变电站的直流接地故障概率似乎还高。个别运行水平低下的变电站一两年也难有直流接地故障报警。其根本在于直流系统绝缘监测平衡电桥电阻取值的极大差异，造成对地绝缘整定值过低，无法真正体现实际的绝缘情况。哪怕断路器因直流系统接地故障有过误跳，也查不到事故真正原因。
六、结语
直流电源在电力系统的作用十分重要，本文着重分析了直流接地对保护装置的影响，在什么情况下可能造成保护误动和拒动，从而更好地为运行维护人员提供参考依据，有利于更好地保证直流系统的稳定，从而保证电网的安全稳定运行。
论文作者:马进,吴沁莹
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：回路论文; 系统论文; 故障论文; 变电站论文; 装置论文; 电容论文; 发电厂论文; 《电力设备》2017年第11期论文;