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摘要：变电站直流系统接地故障会影响直流系统的安全运行，近年来，直流系统接地技术不断发展，积极防范接地故障，加大直流系统安全运行管理力度，已经成为行内专业人员共同关注的焦点。本文分析了变电站直流系统接地故障的类型、故障查找与处理的方法。
关键词：变电站；直流系统；接地故障；查找方式；防范措施
引言
在电力系统中，变电站直流系统是非常重要的构成部分之一。直流系统需发挥的功能包括面向继电保护装置、自动控制装置、事故信号、事故照明、主设备操作控制提供电源支持。在整个系统正常运行的状态下，直流系统负极对地、正级对地均为绝缘状态。若两者中的其中一点发生接地故障，但由于未形成完整回路，故直流系统的整体运行不会受到影响。此时，若另一点同样出现接地故障，形成完整回路后就极易导致正极、负极金属短路事故，或造成继电器短接，对整个电力系统而言有非常不利的影响。故而，从直流系统运行维护的实践上来看，在已发生一点接地故障后，必须根据故障的具体表现来快速查找故障发生点，并采取有效处理措施以消除接地故障对直流系统运行不良影响，确保其可靠性与稳定性
1快速定位直流系统接地故障的必要性
运行实践表明，若直流系统存在一点接地，易导致断路器偷跳。当直流系统中发生一点接地故障之后，若再发生另外一点接地，将可能造成直流系统短路，导致直流电源中断供电或造成断路器误跳或拒跳的事故发生。当运行中的直流系统发生一点接地之后，运维检修人员应立即进行检查处理，以避免进一步发展为两点接地故障。
2直流系统接地的原因
在变电站设备区和继保室内，直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多且较长。所以，很容易受尘土、潮气的影响，使某些绝缘薄弱元件绝缘性降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。直流接地的原因概括如下几点：绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化；或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等；变电站未及时检修或检修质量差；工作人员在带电二次回路上进行工作时，由于将直流电源误碰到设备外壳，这种状况通常会引起直流系统发生瞬间的接地；另外，在电缆沟施工时，损伤了带电控制电缆，使得直流对地的绝缘性降低；线路及设备严重污秽和受潮，使直流对地绝缘严重下降；小动物造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路，造成线路对地短路；某些元件、未使用的螺丝、垫圈等金属零件掉落在带电回路上；蓄电池本体漏液或有接地现象。
3直流故障接地点的危害
在变电站直流系统出现接地故障后，其对变电站乃至整个电力系统都存在非常不良的影响。具体危害可以总结为以下三种类型:直流系统中正极单点接地，然后继续出现第二点接地故障。在该故障状态下，S开关为开路，Ｒ1与Ｒ2电阻阻值若均较小，则通过继电器K会达到动作值条件，诱发误动动作。正极单点接地后继续出现第二点接地故障;直流系统中负极单点接地，然后继续出现第二点接地。在该故障状态下，S开关为开路，同时若Ｒ1、Ｒ2作为接地电阻的电阻值较小，则导致继电器K易发生短路事故，导致系统出现拒动动作。负极单点接地后继续出现第二点接地故障;直流系统中中间一点出现接地故障，然后于另一支路继续出现中间一点接地故障。在该故障状态下，若Ｒ1、Ｒ2作为接地电阻的电阻值足较小，当开关S1/S2处于闭合状态下时，相对应的继电器K1/K2会同时做出动作相应，导致系统出现误动动作。
4直流系统接地的处理方法
4.1拉回路法
拉回路是所有处理方法中最简单的一种，也是最原始的一种方法。其主要技术要点在于切断相应回路的直流电源。其主要顺序是信号、照明、操作和保护。由于变电站的二次系统复杂程度越来越高，在当前的系统当中，信号、照明等都没有进行严格的划分，不仅如此，由于系统的复杂性，一些不正常的闭环回路也开始出现，在这样的情况下，拉回路法就不再适用。
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4.2直流接地选线装置监测法
通过直流接地选线装置也可以有效地对变电站直流系统接地故障进行查找，因为通过该装置可以对系统的各个部分地绝缘状态进行监视，从而使工作人员能够在这些地绝缘发生故障的第一时间对其进行相应的处理，大大地提高了故障处理效率。但是该装置的定位精度受到检测点的限制，无法对具体的接地点进行定位，这是该装置的一个严重缺陷。
4.3绝缘监测装置可选出接地支路
对于绝缘监测装置能够选出接地支路的故障，运行人员在第一时间内可通过拉合馈线空开检查接地信号是否消失的方法，判断选线结果是否正确，并及时隔离故障支路，防止故障进一步扩大，待二次检修人员到现场后通过电位测量方法准确定位故障点后排除故障。若选出支路不能真实反映故障点，应及时通知二次检修人员尽快到现场进行检查。二次检修人员应通过检查绝缘监测装置参数设置或检查选线装置，进一步确认故障支路并准确排除故障。
5直流系统接地故障的预防措施
5.1调试试运行过程中的预防措施
在本环节中，工作人员的工作重点是检查母线在运行状态下的绝缘性能，对支路监测装置在运行工况下动作是否可靠进行详细监测，杜绝监测装置发生错报或误报的问题。当支路送电试运行前同样需要对绝缘性能进行检查，检查电缆是否接好且固定好。最后，在双电源切换试运行操作中，需要安排专人负责检查二次回路的运行性能。
5.2检修过程中的预防
在直流系统日常检修中，若检修人员发现设备出现损坏或性能上有所缺陷，需要及时上报并处理。同时检查端子固定情况，若发生松动则需要重新拧紧，已老化电缆需及时更换，以确保其绝缘性能。
5.3加强变电运维人员直流系统的培训力度
熟悉直流系统的构成，掌握不同厂家设备的操作方法，对于绝缘监测装置能够选出具体支路的直流系统接地故障能够通过拉路法准确定位，在检修人员到达现场前做好有效隔离措施，防止故障范围扩大。
5.4做好验收工作
变电检修人员在变电站基建环节做好验收把控，按标准化验收作业卡进行验收。重点完成蓄电池充放电试验、充电设备工作状态检查、绝缘检测装置选线功能测试、直流馈线接入前绝缘测试等试验项目、直流馈线低压断路器标示检查，确保蓄电池、充电设备可靠运行，绝缘监测装置参数设置正确，直流馈线绝缘水平符合要求，在发生直流接地故障时绝缘监测装置能准确选出故障支路；验收时严格把控直流馈线的接入，对于状态指示器、带电显示器等经常发生故障的设备，可用交流电源替代尽量避免使用直流电源，减小直流系统供电范围，降低故障发生的概率。
结束语
快速定位直流接地故障点，且在短时间内将故障点隔离是保障电网安全、稳定运行的重要手段。二次人员在查找故障点时应熟悉直流系统结构及绝缘监测装置选线原理，综合绝缘监测装置选线结果及近期操作情况、当天天气状况等各种因素，使用合理的定位方法，快速定位故障点并及时排除故障，使直流系统恢复正常运行。此外，通过提高运维人员对直流系统认知水平、加强基建验收环节把控、完善站内直流系统结构图示、加强户外直流回路防潮防渗、遏制寄生回路等手段进一步防止直流系统接地故障的出现。
参考文献：
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[2]黄少雄，曹素红，陈炎明．变电站直流接地故障查找的方法和步骤［M］．东北电力技术，2014，08.
[3]胡海琴．变电站直流接地故障分析与防范［M］．电力安全技术，2010，11(9).
论文作者:韩萍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
标签：故障论文; 系统论文; 变电站论文; 回路论文; 支路论文; 装置论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第20期论文;