（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 湖南长沙 410213）
摘要：直流系统在水电厂及变电站设备系统占据重要位置，为电站控制、保护及安全装置提供可靠的不间断电源，其供电安全性显得尤为在重要，本文阐述了电站直流系统的基本配置，从运维角度浅析了直流系统常见故障的处理原则，具有较好的借鉴意义。
关键词：直流系统；组成；安全性；故障；处理原则
一、电站直流系统基本组成
直流系统是抽水蓄能电站十分重要的独立电源系统，为电站继电保护及安全自动装置、控制、信号、事故照明等提供稳定可靠的不间断电源，还为断路器分、合闸提供操作电源。直流系统的可靠运行对电站的安全运行起着至关重要的作用，是保证电站安全运行的重要设备。
电站直流系统主要由220V直流系统和48V直流系统组成。
（一）220V直流系统
1.地下厂房220V直流系统
一般由2段母线、3套充电装置、2组蓄电池组成，地下厂房220V直流系统共有8个分配电屏。
2.地面开关站220V直流系统
一般由2段母线、3套充电装置、2组蓄电池组成。主要负荷包括：500kV保护和500kV GIS设备控制、操作电源。
3.上库220V直流系统
一般由2段母线、2套充电装置、2组蓄电池组成。主要负荷包括：上库水力测量系统电源。
（二）48V直流系统
1.地下厂房、开关站、上库48V直流系统
均由1段母线、1套充电装置、2组蓄电池组成。主要给厂内通信设备供电。
4.中控楼48V直流系统
由1段母线、1套充电装置、1组蓄电池组成。主要负荷包括：调度通信、保护通信。
二、直流接地的影响
一般情况下，直流系统发生一点接地时，不会引起严重危害，但必须及时消除，否则可能演变成两点接地，造成信号、保护和控制回路发生误动或拒动，熔断器熔断，直流系统短路等严重后果。正接地容易导致断路器或保护误动，负接地容易导致断路器或保护拒动。
目前电力系统二次回路，中间继电器KM或跳闸线圈YT均与直流控制电源的负母直接相连，与正母之间串联有辅助触点等形成二次控制回路，如图1所示。
图1 直流系统接地示意图
（一）正接地容易导致断路器或保护误动
如果正母A点发生接地，那么如果该回路上再有一点发生接地时（比如：B、C、D、F点中的一点），则参与控制的辅助触点被“两点接地”回路短接，导致中间继电器KM或跳闸线圈YT直接励磁，发生误动。
（二）负接地容易导致断路器或保护拒动
如果负母E点发生接地，那么如果该回路上再有一点发生接地时（比如：B、C、D、F点中的一点），则中间继电器KM或跳闸线圈YT被“两点接地”回路短接，造成该负荷“失压”，即没有工作电源，导致中间继电器KM或跳闸线圈YT无法正常励磁，发生拒动。
（三）正负母同时接地，容易导致直流系统短路、熔断器熔断等严重后果。
如果A、E两点同时接地，则引起直流系统短路，可能引起熔断器熔断、发生火灾，甚至整个直流系统瓦解崩溃，这是直流接地中比较严重一种现象。
（四）交流窜入直流的危害
直流系统中发生交流串电故障即使没有两点接地也会造成保护的误动作，在直流系统中，线缆对地均存在一定的分布电容，如果直流系统中串入交流电源，该交流电可通过分布电容进入合闸回路，如果分布电容较大，串入的交流接地内阻又小，即会造成保护动作。
（五）直流互窜的危害
直流互窜故障是指两套独立运行的直流电源之间存在1点或1点以上的等电势连接。其连接方式可能为直接连接或通过电阻连接，有的正极之间连接，有的负极之间连接，有的则正极与负极连接等。直流互窜故障的危害性主要包括：
1. 接地故障告警灵敏度下降和保护误动机会增加。
2. 引起两套直流系统同时接地故障告警。
3. 造成该负荷“失压”，即没有工作电源，可能引起相关设备的拒动。
4. 缩短蓄电池使用寿命。
5. 引起直流系统火灾等。
三、直流接地的产生原因
直流供电系统由各种保护、控制设备、电缆、端子及箱体等构成，所接设备繁多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化、施工人员的疏忽、绝缘老化破损、机械振动、灰尘堆积、金属生锈、潮湿、漏水等各种因素的作用下，发生直流系统接地故障。尤其以端子箱、压力表潮湿进水、电缆表皮破损、裸露金属积灰引起直流接地最为常见；另外，备用电缆芯端面没有包扎好而导致接地的现象也时有发生，电缆在金属处拐弯或穿过金属物，由于振动、碰撞产生绝缘磨损，也会发生直流接地。电站常见直流接地原因可以分为以下几种情况：
1. 电缆或二次绝缘层不合格，破损或老化等设备损坏引起的接地；
2. 环境原因，下雨、漏水等潮湿环境，导致系统绝缘降低引起的接地；
3. 因工作人员疏忽，误接线、误碰直流电源等引起的接地；
4. 小动物破坏或小金属零件掉落等引起的接地；
5. 电缆被挤压磨损引起的接地；
6. 接线松动脱落引起的接地；
7. 交流窜入直流、直流互窜引起的接地。
四、直流接地的处理原则
1. 当直流发生接地现象时，应首先根据运行方式、操作情况、气候影响、现场有无人员工作等来判断可能接地的地点，按序查找。以先信号回路、事故照明回路；再操作回路、控制回路、保护回路；先室外后室内，先负荷后电源为原则，通过直流系统绝缘在线监测装置，从上往下逐级确定接地故障支路，然后采取拉路寻找、分路处理的方法进行查找处理。
2. 在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3秒，不论回路接地与否均应合上，如涉及调度管辖的设备，在拉合其直流控制电源时，应先征得调度的许可，未经调度同意，严禁擅自拉合调度管辖设备的直流控制电源，防止发生人为原因造成的设备误动、拒动。
3. 在二次回路工作时，一旦有直流接地的情况发生，要及时停止工作，查清楚原因方可继续工作，未经核实原因，不能擅自工作。
4. 电站直流系统中的空气开关或熔断器是分层分级配置的，一般由直流主母线馈线开关、分配电屏馈线开关串联而成，两级开关将直流回路分成了三段。三段回路分别是直流主母线及其引出线回路、直流主母线馈线开关及其引出电缆、分配电屏支路空开引出的保护、控制、监视、储能回路。其中，第三段回路数量最多、接线最复杂、接地发生的概率最高，几乎所有的直流接地都出现在这一段。
5. 具体查找确定接地点时要采用先查总路馈线、再查分屏馈线，自上而下的原则进行查找分析确定接地点；拉路寻找时，要采取先拉末屏支路、再拉分屏或总路馈线，自下而上的原则进行拉路寻找。严禁随意将直流主母线整段母线进行停电，拉直流支路电源开关前应充分考虑直流电源拉开可能造成的后果，应尽可能在机组停机状态下进行，防止直流电源拉开造成运行设备发生异常，造成人为的跳闸事故。
作者简介：吴敏（1985-），男，高级工程师，主要从事电站生产运维技术工作。
论文作者:吴敏
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/29
标签：回路论文; 系统论文; 母线论文; 发生论文; 电站论文; 电源论文; 设备论文; 《云南电业》2019年6期论文;