摘要：发电厂、变电站直流系统接地不仅是一种容易发生的故障，而且对电力系统危害性较大。目前，国内的发电厂、变电站的直流系统普遍都采用了绝缘监测装置。在直流系统绝缘监测系统配置完善并调试完好的情况下，如有系统接地发生，利用绝缘监测装置一般都能准确地判断出接地回路，从而可以快速地进行故障处理。基于此，以下对火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略进行了探讨，以供参考。
关键词：直流系统；绝缘异常；原因；处理策略
直流系统作为变电站站内电源点，是变电站不可或缺的一部分，承担了保障站内设备与装置照明、保护、控制、监测等重要功能正常运行的任务，其自身运行状况正常与否直接影响到变电站能否安全稳定运行，乃至关系到整个电力系统是否安全稳定。直流系统主要由充电设备、蓄电池、绝缘监察装置等设备构成。它的功能主要是：正常时，为断路器控制、保护、监视，为保护、测控、录波等装置，远动、防误、监控系统及事故照明等提供电源。
1发电厂直流系统简介
发电厂直流系统采用双重化配置，共有直流Ｉ段和直流ＩＩ段两段母线。每段母线均设有合闸母线和控制母线，合闸母线经无降压硅堆与控制母线相联。合闸母线工作电压为120V，控制母线工作电压为110V。某发电厂直流系统绝缘在线监测仪采用艾默生ＪＹＭ－ＩＩ型产品。整套直流系统装有2台绝缘在线监测仪，用于监测直流系统电压及其绝缘状况。在直流系统出现绝缘强度降低等异常情况时，绝缘在线监测仪发出声光告警，并将对应告警信息显示在液晶显示屏上，同时由对应段直流监控模块将主要的告警信号以继电器接点的形式发到监控系统后台。绝缘在线监测仪工作时，分为2个过程对系统的绝缘状况进行监测。绝缘在线监测仪通常情况下进行常规监测，即监测母排的绝缘状况；当发现母排绝缘下降时，启动支路巡查，转入自动巡查状态，查找发生接地的支路，若某支路电阻低于接地电阻门槛值，则发出接地报警，判断具体的接地支路。
2直流绝缘监测装置的检测原理
直流绝缘监测装置采用的检测方法一般有差流检测法、交流注入法、综合判据法、电桥平衡法等，其中广泛采用的是差流检测法。差流检测法是指通过不平衡桥开关的正负切换获得母线对地的接地电阻值;通过不平衡桥与漏电流传感器相结合测得各个接地支路电阻。某电厂使用的是CL6884型微机直流系统绝缘监测仪，其工作原理是:采用接入100kΩ不平衡桥电阻方式，对母线电压进行实时监控，通过计算，得到母线的实时绝缘状态。当绝缘小于用户整定值时，会产生相应的告警，并自动进入馈线支路巡检;当有支路小于整定定值时，显示对应的支路和支路绝缘电阻。
3直流系统绝缘异常情况分析
3.1蓄电池接地
当出现蓄电池接地故障时，在蓄电池正负极或内部出现了接地。若是正负母线所连接的正负极极柱出现了接地，这种情况是正负母线接地，与蓄电池接地无关。蓄电池接地是一种十分特别的两极接地故障，换句话说就是在蓄电池中只有一个接地故障点。但是在供电电缆两端发生的接地故障是有两个接地故障点的，在实际检查的时候要明确这个问题，不能因为出现在同一条供电电缆就定义为一个接地故障点。在直流系统中使用的蓄电池大多数是铅酸蓄电池，这些电池内部有电解液，当电池壳体没有保护好电解液导致泄漏，就会给电池架造成腐蚀威胁，电解液导电从而导致出现接地故障，这种现象也被叫做蓄电池漏液接地故障。导致蓄电池接地的原因大体可以分为四种：第一种是使用的蓄电池长时间充电或者是周围温度过高导致壳体裂开，电解液从内部流出来；第二种是维护保养不到位，导致蓄电池壳体出现老化；第三种是在应力作用下，蓄电池底部的微小颗粒顶破壳体；第四种是蓄电池在线监测设备工作不到位，未能及时发现问题。
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3.2设备运行工况恶劣引起的
首先，在潮湿的环境中，很容易产生凝露，尤其是在雨天，空气湿度较大。一些在室外的电缆沟、控制箱、接线盒等，由于设计不合理、密封不严、未采取防水措施等，一旦进入雨水或产生凝露，就会短接一些接线端子、接线柱、破损或绝缘不好的电缆等，进而造成直流接地、绝缘降低等异常情况发生；其次，当直流二次线与一些尖锐、转动的部件在一起时，由于受到拉力、扭力等作用，这些二次线的绝缘层很容易受到损坏，从而引起绝缘异常；第三，由于部分设备长期工作在震动较大的环境中，致使接线松动脱落滑出，搭接在固定的金属物件上，通过设备外壳而引起直流接地。
3.3直流互窜接地
根据有些调查显示，网环故障产生的原因也有很多：（1）在对系统进行重新建设或者是拓展规模的施工过程中，会有一些有负荷的电源线被同时接入到两套不同的直流电源系统中，这样就会形成一条寄生回路。（2）系统维护人员在进行倒负荷工作中，应该按照规定的步骤将两条母线在相同的一条负荷供电线路上同时合上，再将其中的一条线路断开，这样做的目的是为了能够很好地将一些负荷实现母线转移。可是在实际工作中，由于操作失误而没将其中一路空开断开，就导致了两套直流系统出现并联运行现象。
4直流系统绝缘异常处理策略
首先，借助相关仪器仪表测量直流系统对地电压、对地绝缘等具体情况，判别接地极性及绝缘异常情况。并依据微机直流绝缘监测装置报出的具体范围进行排查。其次，了解并询问相关时间段，是否有人在二次直流回路上进行检修工作或启停相关设备的操作。如果存在上述情况，应及时告知相关工作人员停止工作或操作，并对相应设备进行重点排查。第三，根据现场设备运行工况、近期天气情况、设备缺陷、设备检修台账等，着重排查室外、工况恶劣、有问题、有缺陷和隐患的设备。第四，在保证重要设备安全运行的前提下，根据设备运行工况，遵循先室外后室内，先信号后操作，先动力后控制，依据设备的重要性由小至大的原则，可以采用拉路寻找、分段处理的方法进行排查。要想尽快找到接地点的确切位置和确切原因，就必须对火力发电厂直流系统的结构、各分支开关的作用和现场具体位置十分熟悉，所以在进行拉路前，必需熟悉现场直流系统图纸和接线，务必保证人员和设备的安全可控、在控。第五，调整平衡桥电阻。该方法利用平衡电桥电路来监测直流系统母线接地绝缘状况。正常时，由于继电器中流过的电流小，故不会动作；当一点接地时，电桥不在平衡，继电器中电流变大，进而动作，并发出告警信号。
结束语
在电力系统生产运行中，直流系统绝缘异常问题是一种常见的故障，必须在有限时间内排除故障，确保直流系统正常运行。本文将直流系统绝缘常见异常问题分成单点接地、多点接地和有源接地三类并进行分析，总结出了故障选线法、拉路法、调整平衡电桥、便携式接地故障查找法等方法。由于现场情况不尽相同，当遇到直流系统绝缘异常问题时，应该综合分析该变电站运行状况，采用有效的处理方法。
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论文作者:邓雨生
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：系统论文; 母线论文; 蓄电池论文; 支路论文; 故障论文; 设备论文; 在线论文; 《电力设备》2019年第12期论文;