摘要：变电站直流系统接地故障对变电站的正常运行产生了巨大的影响，因此对变电站接地故障的预防和处理显得尤为重要。而在现实中，由于影响直流系统接地故障的因素很多，需要通过先进的故障查找和处理技术减少其发生的概率。这就要求电力工作人员加强防范意识，实施对变电站直流系统进行监视，完善查找故障技术，并定期对电力设备进行优化以达到保证直流系统正常运行的目的。
关键词：变电站；直流接地；故障；查找；处理
由于发电站以及变电站所处的环境比较特殊，很容易受到自然灾害、社会生产活动等多方面的影响，因此需要加强对变电站的管理，尤其是加强对其直流系统的管理。发电厂及变电站中的继电保护装置、安全自动装置、信号以及电气设备等均采用直流系统，对供电的可靠性的要求较高。直流供电的可靠性是发电厂和变电站能够正常运行的基础，当直流系统出现多点或者两点接地的时候，很有可能会造成各种电力系统安全事故，对此，直流系统的接地管理是发电厂以及变电站管理过程中的一个重要内容，需要加强对各种故障的监测以及预防，防止出现严重的电力系统故障问题。
一、变电站直流系统接地故障产生的原因及危害
1.1接地故障产生的原因
1.1.1由下雨天气引起的接地。若户外的二次接线盒没有密封严实，在下雨的天气里，极易导致雨水的渗入，这样会使接线桩头和外壳导通起来，引起接地故障。
1.1.2由小动物破坏引起的接地。在引起直流接地故障的原因中，由于密封不好导致的二次接线盒被小动物破坏，也是很重要的原因。例如，蜜蜂在盒内筑巢引起直接接地，由于老鼠咬裂的电缆外皮也易发生直流接地故障。因此，严防小动物破坏也是防止直流接地的重要措施。
1.1.3由挤压磨损引起的接地。挤压磨损主要发生于二次线与转动部件之间，二次线与转动部件连接，随着时间的增加，会使二次线的绝缘皮受到磨损破坏，引起直流接地。
1.1.4误接线引起接地。由于误接线引起的接地，属于人为的接线失误。例如，在二次接线中，电缆芯的一头会接在端子上进行运行，而另一头会被操作人员误认为是备用芯或者不带电的芯，而使其裸露在铁杆上，从而引起接地。
1.2危害
在变电站直流接地故障中，两点接地是危害较大的。其中正接地会导致断路器的误跳闸，而负接地则会导致断路器的拒跳闸，这两种接地都会导致严重的后果。直流系统两点接地会成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外，还有可能造成直流保险熔断，这样便使得保护及自动装置和控制回路失去电源，进而导致越级跳闸，使事故扩大。
二、直流系统接地的检查以及处理
（一）直流系统故障的辨别
当发电厂以及变电站出现直流系统接地时，计算机监控系统会立即发出警报，工作人员一旦发现警报，则要立即停止工作，并且对接地点进行查找。如果直流系统的运行正常，则正极与负极之间的电压是保持恒定的，当直流系统发生接地时，正负极之间的电压不平衡，可以根据正负电极之间的电压确定是否出现直流接地故障。对直流接地故障点进行查找时，查找的原则是先分母线，然后分回路，一般使用500V接地电阻仪和万用表进行检查。
（二）直流系统接地故障的处理
1.直流屏母线排查
一旦直流系统出现了接地故障，则光字牌、监控装置的液晶显示屏以及后台机器都会出现相应的警告，即出现直流压差的信号。对于这种接地故障，要及时找出直流屏的输出面板，面板上有一系列的直流输出开关以及保险。首先要对报警的信号进行确定，确认其实直流系统接地还是装置误报，一旦确定是直流系统接地，则要按照先室内再室外的原则进行接地点的查找，在查找的过程中要预防由于人为原因造成的再次接地。查找时一般采用拉路法、先次要后重要负荷原则进行母线排查。
2.对动力直流部分进行检查
每个发电厂以及变电站的动力直流都分都使用不同的开关控制，在实际处理过程中要根据开关的排列顺序依次打开开关，当打开某个开关的时候，出现警告信号消失的现象，则可以断定是该条路线出现了短路，为了确定，可以合上开关之后再次打开，如果出现同样的情况则可以确定是该线路短路。具体的处理方法是：断开该开关，然后根据开关表示的文字，找到电缆，解除电缆，并且根据现场的具体情况，对其中并联的电缆分段解除。如果将所有的直流输出开关都打开，但是警告的信号仍然没有消失，则可以断定不是直流系统接地故障，恢复供电即可。
3.直流分段排查
进行直流分段排查时，首先要将拆解的接头逐一记录下来，以免恢复接头的时候出现了连线错误，坚持谁拆解、谁恢复的原则，确保接头的顺序不会紊乱。对拆解的接头进行恢复时，需要逐一检查记录的断点，避免接头出现遗漏现象。在进行故障排查时，可以使用接地电阻仪来确定是否是与直流屏相连的主电缆接地，如果确定不是电缆的问题，则可以恢复电缆与直流屏之间的连接，观察直流屏的监控单元是否有异常情况。如果没有相应的警告，则可以进入下一个检查环节。对电缆故障进行排除之后，就可以恢复直流母线的连接，在恢复的过程中如果又出现了警告，则可以断定是该段母线或者与该段相连的分支母线出现了接地故障，此时可以拉开该保护屏总的直流开关，对各种设备以及装置进行保护。如果没有接地，则可以连接所有拆解的线头，对母线供电进行恢复，确保电力装置的正常运行。
4.直流分单元回路排查
进行直流分单元排查时，需要先打开本屏的所有分支的直流开关，然后合上总的直流开关，观察直流屏监控装置上是否有异常，如果没有任何异常则可以合上分支直流开关，再进行核查，在具体的排查过程中，需要根据有接地单元现场的具体情况，分析与直流母线相连接的具体回路，如果确定是某个回路接地，则可以断开该回路，恢复与其他回路之间的供电，针对该接地回路所有串接的具体元件要进行一一排查，可以找到接地点，自行处理之后恢复供电。
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三、故障查找过程中的注意事项
在对变电站的直流系统节点故障查找过程中，为了保证工作人员的安全及设备的正常运行，需要注意以下事项：（1）当发现直流系统中出现单点接地故障时，停止二次回路上的相关工作。（2）电力工作人员在对接地故障进行监视时，需要综合考虑信号、绝缘检查表计指示情况等信息，提高故障判断的可靠性，减少误判、错判现象的发生。（3）在对变电站接地故障进行检查时，尽量避开用电高峰期，减少对居民和企业正常生活生产的影响。（4）如果在接地故障检测时，首先取得调度的同意，才能断掉直流电源来使用“拉回路”技术，并应将断电的时间控制在3s之内。（5）在进行变电站接地故障查找时，要严格根据设备的接线图纸进行查找，对查找过程中处理的接线进行标记，避免将端子拆错或在进行复原的时候恢复错误。（6）在进行查找操作时，需要至少两名工作人员同时进行，做好安全监督，防止触电现象的发生。且工作人员在检查故障时应注意不要引发短路现象，避免跳闸现象的发生。（7）对于接地故障查找中使用的仪表，其内阻阻值应高于2000Ω。（8）当变电站直流系统的主流系统发生故障，电力工作人员在进行故障检测时，不要使用灯泡查找法，以免造成直流回路短路。
四、案例分析
4.1某变电站故障经过
某供电分公司1座110kV变电站．电气接线为110kV母线分段运行．35kV单母线运行，10kV单母线运行。一期工程只有1台31500kvA三绕组变压器单台运行，110kVI，II段母线均有进出线路间隔，35kV母线只有1个出线间隔运行，10kV母线有4个出线间隔运行。
4.2接地故障现象
2014年8月6日，该110kV变电站发生直流系统接地。值班员查看直流巡检装置．发现监控模块显示正极对地电压为OV．不发接地告警信号，直流选线装置正极对地电压为0V，正极接地电阻为0．05kQ，并发出接地告警信号。为了尽快排除故障，采用先进的便携式直流接地巡检仪，在没有退出监控模块和选线装置的情况下，检测到2号、4号支路均有接地．从表面判断，存在正极小电阻接地情况，按照常规，决定从2号、4号支路着手查找。
4.3接地查找
该变电站直流系统有1套蓄电池、3个充电模块，分别接入1号控制母线、2号合闸母线。2段母线均有监控模块，用于检测母线电压、蓄电池输出电流、充电模块输出电流，负母线、正母线对地电压，以及直流系统是否有接地故障，并相应地发出接地告警信号。
4.4直流接地故障查找
为了确定2号、4号支路是否接地，临时断开2号支路与4号支路的直流环网，直流巡检仪发出新的接地告警，2号支路正极对地电压为0V，故障查找变得扑朔迷离，但证明4号支路没有接地，于是转而查找2号支路。
4.5#2支路接地点的查找
检修人员从≠f2线路保护屏支路所带的直流负荷开始查找，查到丈招线间隔开关控制屏及以下回路存在直流接地现象。由于当时户外一直下着雨，检修人员分析户外端子箱和机构系统存在直流接地可能性比较大，检修人员首先断开保护装置直流电源开关、操作直流电源开关后，直流巡检仪发生新的接地告警，2线路保护屏支路正极对地电压为0；检修人员继续又断开线路测控单元直流开关后，直流巡检仪报≠}2线路保护屏支路正负直流电压正常，可见接地故障发生在与招开关线路测控单元回路，测控单元向外主要接有开关的位置、气压报警接点及户外隔离开关的辅助接点，由于户外下雨，用便携式设备查找有困难，且干扰大，影响判断。改用绝缘电阻表，进行分段查找，发现“丈招间隔出线侧隔离开关信号回路存在接地现象，进一步从室内检查到户外开关端子箱，将故障点锁定在丈招开关端子箱和出线侧隔离开关辅助接点的链接电缆上，打开出线侧隔离开关辅助端子箱，发现由干施工不良，二次电缆中有一根线芯破损造成绝缘不良，正直雷雨季节，雨水进入隔离开关机构端子箱处，造成直流接地。检修人员立即对该电缆线芯进行更换，#2线路保护屏支路绝缘恢复正常。
4.6查找经验总结
(1)查找直流系统接地应注意以下事项：①禁止使用灯泡来查找；②用仪表、仪器检查时，所用仪表的内阻不应低于200012／V；③当变电站直流系统接地时，禁止在二次回路上工作；④处理直流接地时不得造成直流短路或另一点接地；⑤处理直流接地必须两人同时进行工作：⑥处理直流接地拉路必须采取预先拟好的安全措施，防止投、切直流馈线断路器时引起的保护装置误动作。
(2)对于由于扩建而配有两套直流系统的变电站要从设计、施工源头防止两套直流系统之间的混接。
结束语
变电站直流系统接地故障对变电站的正常运行产生了巨大的影响，因此对变电站接地故障的预防和处理显得尤为重要。而在现实中，由于影响直流系统接地故障的因素很多，需要通过先进的故障查找和处理技术减少其发生的概率。这就要求电力工作人员加强防范意识、实施对变电站直流系统进行监视，完善查找故障技术、并定期对电力设备进行优化已达到保证直流系统正常运行的目的。
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论文作者:陈苏洁
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/18
标签：故障论文; 变电站论文; 母线论文; 系统论文; 回路论文; 支路论文; 则可论文; 《电力设备》2018年第18期论文;