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摘要：在变电站运行维护过程中，直流系统接地故障的频繁发生引起了人们的关注。基于这种认识，本文对变电站直流系统发生接地后对继电保护设备的影响展开了分析，并结合分析结果提出了预防和减少接地故障产生的措施，从而为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：变电站直流系统接地；继电保护设备；一点或两点接地
作为独立的电源，直流系统还将完成充电设备的配置，以便为变电站继电保护设备正常供电，确保变电站的安全运行。但是在实际运行的过程中，直流系统可能发生接地，并因此引发继电保护设备的误动、拒动，将给线路运行带来安全威胁。所以，还应加强对变电站直流系统发生接地后对继电保护设备的影响分析，以便更好的进行接地故障预防。
1变电站直流系统发生接地后对继电保护设备的影响
在变电站运行的过程中，继电保护设备需要发挥可靠切除故障的作用，以确保线路能够安全可靠运行。为给继电保护设备供电，变电站通常会采用直流DC220V，并完成单独直流电源系统配置。而直流系统为对地绝缘系统，如果发生接地将导致继电保护设备的运行受到较大影响。就目前来看，直流系统接地可以划分为一点接地、二点接地、正接地和负接地，会给继电保护设备带来不同程度的影响。
1.1一点接地带来的影响
在变电站直流系统中，系统电源正负极需要连接高阻值电阻。在继电保护设备工作的条件下，如果二次回路存在一点接地情况，电流会经过高电阻，然后流经接地点与继电保护设备线圈构成通路，导致继电保护设备内存在两种相互叠加的电流，即由正极到负极电流和从负极到分布电容的电流，使继电保护设备非正常触发。目前在变电站中，通常需要利用微机监控设备进行继电保护设备的操控。而这些装置需要利用5V、12V等电源模块供电，并利用EMI防止噪声干扰。在EMI电路中，正对地与负对地都存在电容，容易导致直流系统对地电容提高。在这种情况下，发生一点接地将导致电容产生大充放电电流，进而导致继电保护设备误动。所以，一点接地引发的继电保护误动与电缆分布电容有关，受电容两端电压无法突变这一因素的限制，出现一点接地导致继电保护设备两端电压达到动作电压。此时，在出口继电器动作功率较小的条件下，装置有可能出现误动。因此在一点接地条件下，无论是正极接地还是负极接地，直流电源系统都会在动作电压和功率较小的条件下引发继电保护误动。
1.2两点接地带来的影响
在直流系统运行阶段，容易受外界影响，出现电源两端连接地表的情况。而两点接地的产生，直接将导致继电保护装置出现失电情况，导致装置无法正常运行。在电源两端接地时，线路电流未达到高阻值电阻，线路中电流则会因此增大。而在两个接地点与继电保护设备之间，可构成回路，导致高值电流进入设备，造成设备超负荷运行。在电流比设备额定电流大的情况下，继电器元件会发生故障。未能及时发现故障，将导致设备长期高负荷运行，致使跳闸线圈烧毁。此外，二次接地的产生，也可能导致继电器内的触点和熔丝在高温条件下受损，引发继电保护装置误动或拒动。
1.3系统正接地带来的影响
在继电保护装置运行的过程中，其动作主要依靠直流电源负极触发。如果直流系统发生正接地，就可能导致保护装置发生误动。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为在正极接地的情况下，继电器中的跳闸线圈将与负极产生相同电荷，致使继电器跳闸线圈带有负极电性，使继电保护装置被触发。装置频繁被触发，不仅无法为线路提供保护，还应将导致线路的正常运行受到干扰。
1.4系统负接地带来的影响
除了正极，直流系统电源负极也可能接地。不同于正极接地，负极接地直接将引起跳闸线圈短路。而在线圈短路的情况下，继电保护装置基本无法利用保护元件完成线路电力感知，也难以进行线路故障的判断，因此无法为线路元件提供保护。在负极接地情况下，如果线路元件出现电流过大的问题，继电保护装置通常会因无法判断而拒动，造成电力设备无法得到保护，导致线路故障进一步扩大。此外，在电力设备中，可能存在对地电容。利用对地电容，能够有效控制直流母线共模干扰，确保设备正常运行[1]。但是，如果空气开关中同时存在过载动作元件和过电流动作元件，线路结构可看作电流继电器。在直流母线正极出现突波电流情况下，电流会从开关正极动作线圈经过，导致线圈上出现瞬时大功率，进而导致继电保护设备发生误动。
2变电站直流系统接地影响的预防对策分析
2.1加强直流系统接地运维管理
为减少直流系统接地故障的产生，消除系统接地给继电保护设备带来的影响，还要加强直流系统接地的运维管理。一方面，需要加强对各接地支路的定期排查，确认绝缘监测装置中的问题发生点，以便及时进行问题点的排除。另一方面，应确定保护设备及回路，结合实际操作经验，通过一一排除或拉路寻找发生接地的点，以完成直流接地问题的排查[2]。此外，由于直流系统需要不间断供电，所以还应在相关回路被切断时进行故障排查。最后，通过对直流负荷分段进行逐段排查，实现开环运作，将直流母线及回路环路开关断开，则可以完成线路接地问题排查。采取该种方法，应将回路切段时间控制在3s内。如果接地在工作人员作业时出现，可对工作设备进行排查。
2.2合理实现直流熔断器的配置
为预防直流系统接地故障的产生，还应完成直流熔断器的合理配置。具体来讲，就是应结合系统正常负荷和继电保护动作时的负荷大小进行熔断器的配置，确保上下级设备间的熔断器能够实现相互配合。在进行自动小开关的熔断器配置时，还要进行试验，以确定熔断器能否较好的配合开关工作。此外，在确认熔断器配合关系时，考虑到不同熔断器的特性并不相同，还应确定熔断器的幅值关系和时间关系能否得到满足。
2.3做好直流电源的全过程管理
在直流电源管理方面，还应结合继电保护设备的实际需求完成电源容量选择，以确保电源能够应对最大负荷的冲击。在电源安装的过程中，则要结合规定要求完成细节分析，确认可能发生直流接地的位置，并采取措施进行避免。在电源调试阶段，需结合电源调试要求，进一步采取有针对性的措施降低接地发生概率。在电源维护管理上，需结合要求进行蓄电池充放电，确保电池容量满足要求，并定期进行蓄电池的更换[3]。此外，针对户外装置，应完成装置绝缘情况的定期检查，避免装置发生接地问题。
结论：
在变电站运行的过程中，直流系统将对继电保护设备运行产生至关重要的影响，从而给变电站的安全、稳定运行带来影响。加强对直流系统接地给继电保护设备带来的影响分析，则能结合系统可能发生的接地问题采取有效措施，以预防接地故障的发生，继而为变电站的安全稳定运行提供保障。
参考文献：
[1]林毅斌,术茜. 变电站直流系统接地故障快速定位及防范措施分析[J]. 电气时代,2017,(03):80-83.
[2]杨孝鹏. 电力系统继电保护装置直流接地问题的防范对策[J]. 科技与企业,2015,(23):217.
[3]李林芝,王小飞. 直流接地对继电保护装置的影响分析[J]. 硅谷,2013,6(14):30+29.
个人简介
姓名：孙彦辉（1983.06--）；性别：男，籍贯：山西省长治人，学历：本科，毕业于华北电力大学；现有职称：中级工程师；研究方向：电力系统继电保护及自动化设备的运维及管理；
论文作者:孙彦辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：设备论文; 继电保护论文; 系统论文; 变电站论文; 负极论文; 电流论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第32期论文;