肖海波
（国网新源控股有限公司回龙分公司 河南南阳 473000）
摘要：直流系统被广泛应用电力领域，其在整个电站的可靠运行中发挥了十分关键的作用。而在直流系统运行过程中，经常会发生直流接地故障，这就会影响电站的安全运行。本文就此展开相关论述。
关键词：电站 接地 直流系统 故障分析
前言：直流系统是一个独立的电源，电站的直流系统为信号、控制系统及继电保护装置提供电源，同时配合蓄电池保证系统不间断供电。其直流接地故障是主要的电气故障之一，若不能及时排除，可能引起装置误动，造成设备损坏或直流电源短路，从而引发电力系统事故。
一、关于电站直流系统接地故障的概述
电站直流系统属于不接地系统，一旦发生一点接地，需要及时排查，甚至逐个回路切除查找，处理直流接地时不得造成直流短路和另一点接地。排查起来时间慢、效率低，其很大程度上要求专业技术人员对系统相当熟悉。排查时要做到以下几点：1）根据实际运行方式、操作过程、天气特点进行判断可能接地的位置，采取拉路寻找、分段处理的方法，按照先信号和照明部分，然后操作部分，先室外部分而后室内部分为原则。2）拉路前应采取必要措施，以防止直流失电可能引起保护及自动装置的误动。3）当断开每个专用直流回路时，断开时间不得超过3秒，不论回路接地与否均应合上。如发现其一专用直流回路存在接地时，应立即找出接地点，尽快排除。
二、回龙抽水蓄能电站220V直流系统接地故障案例研究
随着直流系统新技能的应用，直流监控装置已具备将各个支路报警输出的功能。正常情况下发生单点接地时，当＜25kΩ时直流系统绝缘监察装置即会发出接地报警，下面介绍一下回龙电站近年来发生过的两起异常接地的案例。事故现象及处理过程如下。
1、事故发生前，回1、2号机组备用，两台机组刚结束D级检修。计算机监控系统及现地绝缘监测装置运行无报警，但是巡检人员巡检中发现1号机旁盘直流系统负荷柜显示I段母线“正对地电压101V、负对地电压131V（设定电压差70V时报警）”。说明1号机旁盘直流系统负荷柜的某个负荷经高电阻接地，但接地电阻＞25kΩ，绝缘监察不报警，为避免隐患持续存在，最后处理过程：将报警限制25 kΩ调整至99.9 kΩ后，绝缘监察报出接地支路为“水轮机控制箱电源”，经检查发现水车室在D级检修中进行过刷漆防护，剪断销信号器的接线被踩踏出现破损，进行包扎处理后，报警复归， I段母线“正对地电压115V、负对地电压116V”。
2、计算机监控系统报警“直流系统I段绝缘降低、1号机旁盘直流系统绝缘降低”发信，I段母线“正对地电压73V、负对地电压158V”，持续一段时间后复归，复归后I段母线“正对地电压82V、负对地电压150V（设定电压差70V时报警）”I段母线的对地电压不稳定，报警反复发信复归，处理过程：1）通过拉闸，未能找出接地支路，因为断开任何一条支路，接地点还存在。2）验证负荷支路的报警正常后，将I段母线倒换至Ⅱ母线带，检查I段母线及其至负荷柜的分母线等绝缘情况正常。3）最后排查时在蓄电池室发现103、104号蓄电池间隙中存在漏液现象，擦除漏液并使用绝缘板垫起电池后，报警复归。紧急采购电池安装后已消除故障。
由上可知，绝缘监测装置的各个负荷支路接地报警，为我们查找故障提供了方便，但也存在局限性，准确通过报警的限制条件分析解决故障，并需要善于排查绝缘监测装置检测不到的盲角。
三、基于“低频注入法”的直流系统接地故障分析
低频注入法是用等效电压源通过隔直电容向正负母线和大地之间注入一个低频交流信号，信号沿着阻抗最小的支路形成通路，如图1所示。接地的漏电流由钳形电流表测得，则支路绝缘电阻Ｒ=U/I。随之而来的变频探测通过比较测得改变频率下注入电流有效值的比值是否等于两频率之比，以此来判定异常，即当两比值不等时存在电流泄漏。
在实际工作中，在出现以下直流接地故障时，为防止继续发生两点接地的可能，一般情况下应停止二次控制回路、直流回路，交直流切换装置上的一切工作，同时切断事故照明直流供电开关，查找接地故障点：1)直流母线正极接地，有使保护装置出现误动的可能；2)直流母线负极接地，保护装置出现拒动的可能；3)直流电源为220V，接地情况下在50V以上者；直流电源为24V，接地情况下在6V以上者。
在出现以上3种接地故障的情况时，就要应用到查找直流接地故障的方法，但在应用中要选择与现场工作实际情况相符合，且能快速排查的操作:1)排查故障接地点要保证二次保护的操作电源正常，供电电源由厂内蓄电池室提供；2)缩小接地故障点查找范围；3)有设备检修试验，应立即停止试验工作，拆除试验引线；4)停止二次控制回路上的工作，并拉开其工作电源；5)分清接地故障的极性，找出是直流母线的正极接地还是负极接地；6)对于重要的直流负荷，采用转移负荷的方法；7)在直流系统接地故障后，要紧密与调度联系，并由两人及以上配合进行，其中一人监护，一人操作，同时监视表计指示和信号的变化。
同时进行以下检查:1)断开接地点临时工作电源；2)断合信号回路，查看接地故障信号是否消失；3)断合合闸回路，查看接地故障信号是否消失；4)断合充电回路，查看接地故障信号是否消失；5)断合附属设备，查看接地故障信号是否消失；6)断合操作回路，查看接地故障信号是否消失；7)断合厂内事故照明回路，查看接地故障信号是否消失；8)断合蓄电池回路，查看接地故障信号是否消失。
在完成上述各项检查措施后，接地故障仍然存在，这时就要考虑同极性两点接地的可能。对于不太重要的直流负荷，可在较短的时间内切断负荷电源，以检查该负荷所带支路是否存在接地故障。
在排查故障时需要注意:1)尽量不要在电厂机组高峰负荷时进行故障的排查，防止出现在排查直流接地故障时，二次保护失电的情况发生；2)出现接地故障信号时，还应观察绝缘监察表计和光字牌指示等综合情况；3)使用仪表检查接地故障时，仪表内阻不能低于2000欧/伏；4)按图纸查找接地端，在需要拆除二次端子线头时，应做好标记和记录；5)在查找接地故障时要做好防止出现两点接地的技术安全措施，防止故障扩大；6)解除可能引起误动的保护，做好防止保护装置误动作的技术保障措施；7)查找故障点必须有两人以上同时进行，做好防止人身触电的安全保障措施。
四、小结
总之，在电站直流系统的运行过程中，为了预防接地故障带来的危害，必须加强对接地故障的分析，并结合接地故障的原因，采取针对性的措施，切实加强接地故障的排查，最大化的确保整个直流系统得以安全高效的运行。
参考文献
[1]张希泰，陈康龙.故障查找与故障分析处理指南[M].北京:中国水利水电出版社，2002．
[2]余育金，田树军． 变电站直流系统接地故障分析及查找[J].广西: 广西电力，2007.2．
论文作者:肖海波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：故障论文; 母线论文; 回路论文; 系统论文; 支路论文; 信号论文; 电压论文; 《电力设备》2016年第12期论文;