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摘要：直流系统的用电负荷极为重要，供给变电站继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等，对供电的可靠性要求很高。直流系统的可靠性是保障变电所安全运行的决定条件之一。尽管直流电源十分稳定可靠，但实际应用中，由于电力系统应用直流电源的特殊性，特别是控制回路和保护回路的应用，使直流供电系统的故障成为变电站稳定运行的隐患，这就是我们常说的直流系统接地故障危害。本文简单分析了直流系统的接地故障的危害及处理以及处理时的注意事项。
关键词：变电站；直流系统；接地；故障；对策
一、变电站直流系统的工作原理
变电站直流系统的工作原理就是交流电经过充电装置——蓄电池进行充电，之后通过电缆将蓄电池屏和馈出屏连接，馈出屏向变电站的设备提供直流电。同时在直流系统中会增加一些监测装置和故障报警装置对蓄电池的运行情况进行监测。
二、直流系统接地故障发生的原因
直流系统接地故障指的是直流系统的正极或者负极和“地”之间的绝缘电阻值下降到某特定值，这个“地”指的是一个泛化的概念，不是具体的大地。直流系统出现接地故障的原因有很多种，具体的原因分析如下：
第一，直流系统设备发生损坏。直流系统的设备发生损坏的情况包括设备的绝缘老化或者破损。第二，天气原因。当室外出现降水时，降水会导致直流系统的绝缘能力下降，产生接地故障。第三，工作人员的工作失误。因为工作人员的疏忽或者不正当操作，比如在工作中某一个金属掉落在直流系统裸露的原件上使得直流系统的绝缘能力下降，发生接地故障。
三、直流系统接地故障产生的危害
不同接地故障类型会造成不同的影响，接地类型按照正极和负极分可以分为正极接地故障和负极接地故障；按照种类分可以分为直接接地故障和全部接地故障；按照接地的情况分可以分为单点接地故障、多点接地故障、环路接地故障、绝缘降低四种情况。在上述的类型中，危害最大的是两点接地故障。不同接地故障所产生的影响也不一样，比如正极接地故障可能会使得断路器产生跳闸，负极接地故障可能会使得断路器不能跳闸；如果发生一点接地故障可能对二次回路不会产生很大的影响，而如果发生二点接地故障可能导致综保误动、信号反馈错误等现象的而发生，甚至还可能将直流保险烧断。所以在接地故障信号发出时，工作人员要迅速的做出判断，以免事态扩大。
四、直流系统接地故障的查找原则
工作人员在查找直流系统接地故障的时候要根据天气情况、设备的运行方式等进行综合判断，直流系统接地故障的查找原则一般有以下几点：
第一，直流系统接地故障的查找首先对直流系统的信号与照明部分进行查找，然后对操作部分进行检查；第二，直流系统接地故障的查找要先在室外查找然后再进行室内查找，先查找用电负荷再查找电源；第三，在查找直流系统接地故障的过程中，如果需要切断直流回路，切断的时间要控制在3秒以内；第四，如果各个专用直流回路上的设备不能暂时停电，就要先解列直流系统，然后再查找接地点。
五、直流系统接地故障的处理方法及技巧
5.1处理方法
一般来说，要想快速的进行直流系统接地故障的排除和查找，最重要的就是寻找出现接地故障的部位。一般情况下，发生直流接地故障的部位不是一个点，而是很多个点甚至是一片，所以在查找直流系统接地故障的时候通常情况下可以采用以下方法：
5.1.1拉回路法。拉回路法的工作原理就是切断需要检查的回路上的直流电源，但是切断的时间不能超过3秒。切断回路的顺序是：首先切断信号回路，然后是照明回路，再然后是操作回路，最后是保护回路。但是随着变电站二次系统复杂性的增加，在建设和改造系统的过程中遗留问题的存在，形成了一些反常的闭环回路，所以在使用拉回路法进行直流系统接地故障的检测时，就会增加检测的难度，而且随着计算机保护程序的投入使用，随意断电的情况已经不被允许发生，所以拉回路法已经基本上不再适用。
5.1.2检测法。检测法的全称是直流接地选线装置检测法，这个方法的实施策略就是通过在线绝缘检测装置监视直流系统各部分的对地绝缘情况。这种方法的优点是能够对直流系统接地故障的进行实时检测，可以随着掌握直流系统的安全状况，而且可以在控制屏上显示接地回路的编号。这种方法的缺点是：一，检测具有限制性，只能检测直流回路上具体的接地回路和支路的，没有办法具体定位故障接地点。二，受到技术的限制，监测点的数量有限，不能把接地故障点的范围缩小；三，不便于安装，而且检测的精确度不高，抗干扰的性能差，还会出现误报的问题。
5.1.3故障定位法。故障定位法的全称是便携式直流接地故障定位装置故障定位法，是通过故障定位装置查找直接接地故障点。该方法具有前两种方法无法比拟的优点，即能够在不需断开直流回路的情况下带电查找故障点，这大大提高了故障点查找的效率和安全性。另外，该方法还可以对接地故障点进行准确定位，弥补了上一种方法的劣势。
以上三种接地故障的查找方法各有优缺点，在实际的变电站直流接地故障查找中，需要将集中查找方法结合使用，以实现接地故障的快速准确查找。例如，在接地故障发出报警提示后，可以首先通过在线绝缘监测装置来判断故障可能发生的回路，然后然后利用拉回路法断开回路对故障进行检验，若断开回路故障消失，那么就需要工作人员再利用便携式故障检测仪对故障点进行定位查找。三种方法结合能够大大加快查找的速度，同时提高查找的准确性。
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5.2 处理的技巧
5.2.1 及时查找直流接地的故障
应做到及时查找，因为故障的发生随着环境、气候是不断变化的，具有不稳定性，若出现事故不及时查找，那么就容易造成一些难以查找的事故，给变电站的正常运行带来干扰。
5.2.2 定期巡检
直流系统的对地绝缘定期巡检直流系统接地是利用精度较高的查找装置定期对各个易发生故障的直流回路进行检查，这样就避免了在故障出现时再去查找的紧迫。在定期查找中，要认真做好记录，比如要记下绝缘较差的直流回路，等到气候发生变化时，再进行重点监测。
六、直流系统故障查找中的注意事项
直流系统接地故障发生的时候具有很大的危险性，所以在查找的过程中要注意查找过程的安全性，保证工作人员的人身安全，在直流系统接地故障的查找过程中要注意以下问题：
第一，当直流系统接地故障发生的时候，禁止在二次回路上实施处理方法，开展处理工作。第二，如果需要采用拉回路法进行处理的时候，切断直流电源要首先征求上级同意，并且保证断电时间在3秒以内，操作过程要迅速。第三，在可能出现直流系统接地故障的时候，为了避免出现错误判断，要通过信号、光子牌、绝缘监察表等多个方面进行综合判断，提高判断的准确性。第四，在进行直流系统接地故障的查找时要避开用电负荷的高峰期。第五，在直流系统接地故障查找的过程中工作人员要小心工作，避免工作失误造成短路导致跳闸。第六，在直流系统接地故障查找的过程中，要按照图纸进行操作，避免错拆或者误解情况的出现，在拆线的时候要标记好序号。第七，在进行直流系统接地故障的查找时要使用内阻大于2000的仪表。第八，在进行直流系统接地故障的查找时工作人员要在两个或者以上，在查找的过程中要注意保护人身安全，避免发生触电危险。第九，在主流系统发生接地故障的时候，严禁使用灯泡查找故障发生点，防止短路情况的发生。
七、案例分析
7.1某变电站故障经过
2013年12月12日10点43分，某330kV变电站后台上传报文“1号充电屏直流故障动作，2号充电屏直流故障动作”，10点46分，经运维人员巡视检查，发现330kV保护一小室直流分屏一报“直流母线一段11支路接地，直流母线二段4支路接地”，同时直流分屏一、二均显示“正极对地电压为0V，负极对地电压为228V”，330kV保护二小室直流分屏一、二均显示“正极对地电压为78V，负极对地电压为164V”。
7.2故障的查找过程
7.2.1断开接入失灵线
由于直流接地故障是在母差保护屏处接入3322开关相关母差失灵线后出现的，检修人员随即对接入的失灵线断开，对该线重新校线并进行500V对地绝缘试验，试验结果显示正常，并无电缆绝缘损坏情况出现。与此同时，观察直流接地巡检仪，直流接地报警并无消除，装置仍然报“正极对地电压为0V，负极对地电压为228V”。
7.2.2拉回路法
通过拉合法进一步检查发现，对3322、3320断路器的两组控制电源以及31326红广梁线线路远传保护装置一CSC-125和远传保护装置二RCS-925装置电源共计6个空开依次拉合，发现若将这6个直流电源空开拉开其中任一一个，直流接地故障消失，电压恢复正常；或者将3320、3322开关不全断开，这时即使合上以上6个空开，直流接地故障也会消失，电压恢复正常。
7.2.3检查回路
通过对回路进行检查，发现3320开关保护屏3PD端子排处TWJ节点外部接线错误，同时在线路保护二屏RCS-925远传装置9D端子排处，从3320取来的TWJ节点线接到RCS-925A装置的负电端子上，造成回路接线错误。
7.3故障原因分析
由于远传保护装置一CSC-125A和远传保护装置二RCS-925所取3320开关TWJ节点的外部接线错误，并且设计图纸将3320TWJ节点直接接入RCS-925A装置的负电上，在用两段直流母线对CSC-125A和RCS-925分别供电的情况下，现场实际二次回路已造成一、二段直流母线混接情况。但是因为3320开关位置在之前手跳操作后并未进行复位操作（开关在手跳后需要在汇控柜重新复位才能上传位置），导致3320开关位置没有上传，操作箱在未上传位置时默认为合位。所以，3320的TWJ2两个节点都没有闭合，回路没有导通，并不会有直流接地报警信号。在母差保护屏接入3322开关相关失灵线后，现场人员随后在3320开关汇控柜处对开关进行复位操作，与此同时直流接地故障出现。因为3320开关位置正确上传，TWJ2两个节点都闭合，回路接通，导致二段直流母线负电通过TWJ2直接与一段母线正电相接，造成正电假接地出现，接地巡检仪报接地故障。
7.4故障处理措施
更改3320开关保护屏处TWJ2的外部接线，同时对RCS-925引入3320的线进行更改端子，回路正确，直流接地故障消失，并对3320、3322开关再次进行传动试验，试验正确。
结语
直流系统是变电站中最重要的组成部分，它的正常运行对变电站的正常运行有重要的影响。但是直流系统在工作中容易受到天气或者操作失误的影响产生接地故障。接地故障因为发生的类型不同产生的影响也不同，查找直流系统接地故障的方法主要有三种，在具体的操作中要根据具体的情况进行综合运用。在查找直流系统接地故障的过程中最重要的是要保护好工作人员的人身安全。
参考文献：
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[3]耿星.变电站直流系统接地故障查找与处理方法思考[J].广东科技，2013，22（14）
作者简介：
车建路（1990.2-），男，内蒙古呼和浩特市人，神华集团，电气运行人员，单位：中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司，研究方向：直流系统运行及故障排查。
论文作者:车建路
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/22
标签：故障论文; 回路论文; 系统论文; 变电站论文; 发生论文; 负极论文; 正极论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;