摘要：直流系统对维护变电站的电能输配送安全具有重要意义，是保障变电站正常运行的基础，当变电站直流系统的电源正负母线与大地发生接触，其绝缘电阻会发生下降变化，如果该电阻值小于某一固定值，就会导致直流系统发生接地故障。
关键词：变电站直流系统接地故障
引言：
由于直流蓄电池能储存电能的特性，目前变电站内几乎全部采用直流作为站内二次设备电源以及断路器操作电源，以应对近区短路以及全站停电带来的交流失电。作为变电站安全运行的重要保证，直流电源采用了不接地运行方式，正负极均对地绝缘，任一极对地绝缘降低即发生单极接地时，不会立即引起空气开关跳闸而造成电源消失，从而提高了直流电源的运行可靠性。虽然直流单极接地不会立即造成危害，但如果再有另一点发生接地，则很有可能造成变电站开关误跳闸或保护拒动，引起电网事故，所以直流系统接地仍是一种故障，当发生直流接地时，需立即查找并排除。
1变电站直流系统接地故障类型分析
1.1正接地
直流系统的主要功能是为电力系统的各项子系统提供电能，作为电能提供体的“电源”，其所对应的正母线与负母线皆具有极强的绝缘性。若是直流系统的正母线在工作中因某些原因与大地发生接触，正母线对应的绝缘电阻数值会发生变化，当这个数值低于正常固定阈值范围时，便会发生正接地故障，导致相关电力系统设备出现误动问题。假设正母線的两端都发生接地现象，这时的直流系统会出现电流短路故障，产生的直接性不良后果表现后方继电器励磁明显、接地故障影响范围扩大等，假设AB两点是直流系统的正母线两端，当这两点同时接地时，继电出口自动保护器会因为励磁问题产生断路器误动现象，引发直流系统接地故障。
1.2负接地
假若直流系统的负母线在为电力系统提供电能的过程中出现异常，如果负母线与大地发生触碰，其所对应的绝缘电阻值也会发生变化，当该电阻值低于某个固定规定值时，直流系统便会出现接地故障，这种接地故障被称为负接地故障，引发的不良影响是相关电力系统设备出现拒动问题。具体表现：假设AB两点是直流系统的负母线两端时，如果负母线两端接地，保护出口继电器会因短路而无法自动启动，使得相关电力设备拒动，故障严重时还会出现越级跳闸、保险丝烧断、继电器损坏等问题。
2直流系统接地故障的查找及排除方法
2.1拉回路法
拉回路法是通过逐个断开回路直流电源的方法来查找接地故障点，考虑到不同直流回路的作用及重要性，逐个断开直流回路电源的操作，一般先从信号回路、照明回路，再到操作回路、保护回路等。由于变电设备不断升级换代，自动化程度越来越高，对直流系统的依赖性也越来越大，直接断开回路直流电源对设备的安全稳定运行会产生一定影响。同时，由于很多厂站在经历不断的改扩建工程后，二次系统越来越复杂，甚至有的厂站直流系统不同功能的二次回路间已没有严格的区分，而且还形成一些非正常的闭环回路，增大了拉回路查找接地故障的难度。鉴于直流系统在整个电力系统中的重要作用，以及社会发展对电力供应可靠性要求的提高和新技术、新仪器的应用，传统拉回路查找接地故障的方法已不作为查找直流接地故障的首选方法。
2.2直流接地选线装置监测法
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。它可以实时報告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号，初步判断出故障范围，为接地故障的查找和处理节省了一定的时间，但它只能选出故障存在的直流回路，无法将故障点缩小到很小的范围。同时，此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰性差，误报较多的问题。
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2.3故障排查法
处理接地故障前首先要做好排查，具体从以下几个方面着手：第一，对故障现场的概况进行分析。在正式排查之前，重点分析设备所处的运行环境，阴雨、雾霾等天气状况是需要重点考虑的环境因素，因为这些干扰也可能对设备及线路造成影响，导致其因为潮湿或腐蚀而出现故障。第二，对绝缘检测设备的报警信号多加关注，结合监控装置的报警信号对现场进行剖析，其中重点考虑设备的工作环境，如果确定故障是因为阴雨条件导致的，那么就需从绝缘角度来分析故障成因。第三，查找瞬间停电情况下的接地点。当上述两个方法都不合适的时候，可以采用瞬间停电法来寻找故障，首先是将与电网没有关系的设备停电，其次将继电保护装置退出，最后断开所有的电源。
3变电站直流系统故障的防范措施
3.1应用直流接地故障定位装置
直流接地故障定位装置在变电站的直流系统中占据着十分重要的地位，当系统处于在带电状态时，其能够对直流系统的接地故障准确地判断位置，从而在直流系统故障检测中，无需拉回路，对于直流系统安全性的提升有着很大的作用。而且，在直流接地故障定位装置中，对信号注入法进行应用，像直流系统正负母线中直接注入低频交流电压信号，对变电站直流系统的低频交流电流，可以利用交流电流互感器进行检测，同时参考交流电流的大小、相位等信息，对直流系统接地故障的位置进行判断。如果有多个直流电源在变电站系统中，可以对转移负荷法进行应用，在出现直流接地故障的时候，可在正常母线中切换馈线支路，从而在带电状态下对多支路接地故障进行排查。
3.2做好蓄电池维护
蓄电池设计不科学，直接会影响到蓄电池的容量与使用年限，这就需要不断改善与完备蓄电池的运行与维护。与此同时，强化蓄电池的运行维护以及日常巡视，认真检查蓄电池的温度、电体电压、绝缘电阻，检查蓄电池的运行条件情况、能否发出报警信号，对于铅酸蓄电池、按期对其进行核对性质的充放电，对于阀控蓄电池，需要按期全核对性充放电，在运行五年之后，每一年都应该开展一次核对性充放电。
3.3接地处理方法
一般情况下每一段直流母线都有相应的配置一个绝缘监查设备，配置绝缘监查设备的主要目的是为了可以掌握直流系统当中，正负母线的绝缘情况，是否处于一个正常状态下，若是存在直流接地故障，此时，设备可将故障的大致范围显示出来，但是无法将故障的具体位置显示，进行故障具体位置的定位工作，还需要联合手动拉路的方式进行检查。当接地范围大致的确定之后，就能够采用万能表进行测量，测量母线的电压状况，由此判断出直流系统的接地情况，若是正负极的电压存在不统一的现象，则可判断出哪一级为接地极，接地极为电压低的那一级，在使用拉路法即可确定出故障的具体位置。随着技术的发展，直流系统接地故障处理的方法越来越多，当发生直流系统接地故障时，工作人员要保持清醒的头脑，不擅自处理，将其情况汇报给相关部门，有专业的维修人员负责维修工作，维修人员在确保自身安全的前提之下，严格按照操作要求，找出接地极点，并对接地极点的正负情况进行准确的判断。
4总结：
直流电源系统在变电站中发挥着重要作用，做好直流电源系统的管理和维护对提高变电站的运行效率，降低事故发生率，减少事故数量等故障都发挥着重要作用。因此，在实际工作中，直流电源系统的维护人员应该做好直流电源系统的管理和维护工作，充分了解其工作原理，提高他们的专业技能，学习直流电源系统的综合知识，对直流电源系统进行全面的管理和维护，确保直流电源系统能够合理运行，确保变电站的高效运行。
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论文作者:李驰骏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/14
标签：故障论文; 系统论文; 母线论文; 回路论文; 变电站论文; 发生论文; 蓄电池论文; 《基层建设》2019年第31期论文;