摘要：现如今，人们的生活质量在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，在变电站直流系统运行过程中，如果发生接地故障，就会对直流系统的安全运行造成严重威胁。近年来，随着科学技术的不断发展，直流系统接地技术得到了极大的提升。加大直流系统安全运行的管理力度和积极防范接地故障已经成为了研究人员的主要关注内容。本文主要论述了变电站直流系统接地故障的类型，以及对接地故障的分析和处理，供相关人员参考。
关键词：变电站；直流系统；接地；故障分析
引言
变电站直流系统是站内提供操作、保护、灯光信号、照明和通信等设备使用的电源系统，只有直流系统运行正常，才能保证变电站内正常操作和继电保护装置正确动作。变电站内的直流系统是不接地系统，当直流系统发生一点接地时，对直流系统并不会造成短路，但应立即处理，若处理不及时，当直流系统内再发生一点接地时，这两个接地点将会通过大地构成导电通路，即短路，将会造成短路点内的继电保护系统误动或拒动，造成电力设备事故。同时也造成烧坏指示灯、空气断路器跳闸、熔断器熔断等故障，造成或扩大事故，对电力系统的安全稳定运行造成很大的威胁。本文通过一起变电站内直流系统接地故障的分析与处理，探讨制定有效的防范措施，为变电站内直流系统的安全稳定运行提供保障。
1变电站直流系统接地故障类型分析
1.1正接地
直流系统的主要功能是为电力系统的各项子系统提供电能，作为电能提供体的“电源”，其所对应的正母线与负母线皆具有极强的绝缘性。若是直流系统的正母线在工作中因某些原因与大地发生接触，正母线对应的绝缘电阻数值会发生变化，当这个数值低于正常固定阈值范围时，便会发生正接地故障，导致相关电力系统设备出现误动问题。假设正母线的两端都发生接地现象，这时的直流系统会出现电流短路故障，产生的直接性不良后果表现后方继电器励磁明显、接地故障影响范围扩大等，假设AB两点是直流系统的正母线两端，当这两点同时接地时，继电出口自动保护器会因为励磁问题产生断路器误动现象，引发直流系统接地故障。
1.2小动物影响
变电站的端子箱机构箱是小动物引起直流接地故障的主要部位，小动物在进入端子箱后会碰到的箱内接线引发直流接地、误发遥信信号、甚至导致断路器跳闸。如某220kV变电站出现220kV旁路TASF6气压低告警信号并伴随有直流接地信号，经现场检查SF6压力表显示气压正常，判定可能为误发遥信，将该开关转冷备用后对该TA接线柱进行检查发现，B相TA机构箱内有小动物短接了SF6遥信端子，小动物移除后，直流系统绝缘恢复正常，告警信号消失。
1.3交流串入直流系统
直流系统供电网络发布在变电站绝大部分一、二次设备，从开关机构箱到开关的端子箱，从保护、测控装置到高压场地机构箱、端子箱，均有用到直流。直流回路往往与众多的交流回路一起走线，一但交流回路与直流回路发生错误接线，很容易将交流电源引入到整个直流系统网络中，轻则影响直流系统电压波动及直流系统对地绝缘，引发站内设备遥信量误发，重则引起保护装置不正确动作，误切运行中断路器引发停电事件。如某220kV变电站在110kV某线路停电后，监控后台发出6条10kV线路跳闸，有部分线路重合成功，有部分线路发出手动跳闸报文不重合，且伴随着有部分110kV线路刀闸、地刀遥信变位信号，且110kV母差保护装置频繁刷刀闸变位开入，同时直流系统断续发出直流接地告警信号。发生故障后运维人员迅速到站进行检查，发现当时所停110kV线路TYD失压告警继电器的TYD失压告警接点（使用直流电源）与该继电器闭锁线路地刀接点错误接线，发生了交流串入直流现象，断开该间隔的地刀闭锁电源后，上述现象消失。拆出TYD继电器后发现该继电器背板配线错误，误将失压信号接点与地刀闭锁接点串接，当TYD继电器失电动作后就会发生交流串接直流现象。
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2直流接地故障查找方法
2.1绝缘监测装置选线法
选线装置可以通过变电站直流系统在线的实时检测，来确定故障部位，及通过该装置能够对直流系统的各条馈线对地绝缘情况进行监视，这样对监测到的接地故障可以得到及时分析。但由于该方法在技术上存在缺点，无法确定到具体的接地点，对于高电阻非直接接地故障，选线效果不是很理想。
2.2在线监测法
在线监测法依靠直流接地故障选线设备来发挥在线监测的功能，进而实现对直流系统接地状态的实时监测。虽然在线监测能够将直流系统相关的故障和信息及时的监测出来，不过也有一定的局限性。同时在线监测系统也容易受到外界因素的干扰而出现误报的情况。
2.3瞬时拉路法
瞬间拉路法是目前检修直流系统接地故障的重要手段之一。工作人员在使用这种方法对直流系统进行检修时，需要先将系统的直流电流断开，由于断开时间不会超过3s，所以对电力系统的正常运行状态影响较小，不易出现突发性断电现象。利用瞬间拉路法检修直流系统接地故障，工作人员可以根据线路承受负荷的重要程度，依次断开直流屏电流供应，当在断开某部分回路的直流电之后，接地故障消失，则说明该回路出现故障，随后再利用该方法对回路支路进行判断，从而准确判断出故障点。在采用瞬间拉路法时，工作人员需要知道因为需要断开直流系统的某些支路，所以会降低直流系统的供电可靠性，而且该方法并不适用组成结构十分复杂的二次系统。
2.4拉路选线法
该方法是最为简单易行的方法，拉路法的顺序为：信号电源—事故照明直流电源—开关控制电源—保护安自装置电源，通过各层及电源的逐次切断，来查找直流系统接地故障点。
2.5直流接地在线装置检测法
目前，电力市场针对直流系统接地故障，提供了多种在线装置，例如霍尔传感器检测装置、磁饱和检测装置、信号注入检测装置等。利用直流接地在线装置检测法对接地故障进行处理，需要工作人员先在直流系统的各分支回路处安装穿心式电流互感器；然后利用在线装置对互感器接收到的信号进行分析；随后通过接地检测仪判断各分支回路的电流运行情况，将出现问题的回路所对应的传感器编号记录下来；最后在保持实时在线监测的条件下，按照编号对直流系统故障回路进行检修。这种接地故障处理方法具有较高的安全性，不需要断开直流系统各分支回路的电流，在移动式采集互感器检测到故障回路后，直流接地在线装置会自动发出警示信号，极大程度上提高了变电站直流系统运行的稳定性。
结语
总而言之，在对变电站直流系统进行监督管理的过程中，要结合电力系统安全运行要求完善相应工作，有效提升供电可靠性的同时，强化日常维护工作的时效性水平，有效针对故障问题进行原因、故障形成过程、查找方式以及处理机制等予以管理，提升电力系统运行的综合质量。
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论文作者:赵岩
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：系统论文; 故障论文; 在线论文; 变电站论文; 回路论文; 装置论文; 信号论文; 《电力设备》2019年第16期论文;