变电站直流接地故障浅析

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1、变电站直流接地故障浅析徐志恒（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001）摘要：直流系统是变电站系统的重要组成部分，其正常运行时是变电站正常运行的基础。直流系统的常见故障时直流接地，笔者结合工作中的经验休会，对直流接地故障做出了分析，并总结故障排除的一般方法及故障防范措施。关键词：直流接地；危害；查找；防范直流系统是变电站二次系统的重要组成部分，主要为控制回路、信号回路、继电保护自动装置、断路器分合闸操作等提供稳定可靠的不间断电源。直流系统的可靠运行对变电站的安全运行起着至关重要的作用。直流系统在运行过程中由于受各方面的影响，有时会发牛直流接地故障，给二次系统特别是保护系统大安全

2、运行带来危害，甚至会导致继电保护误动作。以下就笔者的工作经历对直流接地故障进行简单的分析和探讨。1直流接地的故障类型和危害1.1直流接地的故障类型肓流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降低到一定程度时，成为育•流接地。其故障类型按故障极性分为正母线接地、负母线接地；按故障点数可分为一点接地、两点接地和多点接地；按故障发牛持续性分为转换性接地和持续性接地；按接地程度又可分为金属性接地和非金属性接地。正极接地可能导致造成断路器误跳闸。因为断路器跳闸线圈都是接负极电源,当发牛系统正极接地时，正极经过大地，构成回路，在动作电压满足的条件下，可能导致断路器跳闸。负极接地有可能造成断路器拒动。当系

3、统发牛两点负极接地将保护出口的中间继电器或将跳闸回路短路将会导致断路器拒动现象，使事故越级扩大。如果直流系统绝缘监测系统发出接地告警信号，显示该系统肓流接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成断路器可能发生误动或拒动的事故隐患，应立即排除。2直流接地排查的基本方法直流系统接地故障对设备运行不利，更是对变电站系统安全稳定运行构成重大威胁。直流接地故障的排除首先要求检修人员必须对站内直流系统设备分布情况清楚，尤其是清楚直流系统网络的分布情况，这是排除故障的前提。2.1拉路法直流接地冋路一旦从直流系统中脱离运行，直流母线的正负极对地电压就会岀现平衡。近年来随计算机的人量使用，微机保护同样也不

4、允许人们随意断开直流电源。现场排除故障中，经常发生非正常的闭环冋路，采用双电源供电冋路，以及变电站在现场施工、扩建、修试过程中遗留了直流负载的信号冋路、控制冋路和保护冋路之间没有区分等等，使直流接地故障查找难度更加困难。“拉路法”往往造成了控制冋路或保护冋路跳闸等爭故。2.2自动接地巡检仪查找冋路传统的直流系统接地监测是利用不平衡桥原理来检测接地故障，如下图所示。正常时，正负极对地电压平衡，继电器不会动作；假设负极接地，通过大地连通，使继电器动作，发去接地信号。目前大多数绝缘监测仪分成常规监测和支路监测两个阶段工作。常规监测是实时监测直流母线对地电压，当绝缘下降到相应定值吋发信报警，同时

5、启动支路监测，向外发去低频信号，若为支路接地，其支路上的互感器应感应到低频信号，将此信号送冋监测仪计算出接地阻抗，再分离出阻性和容性电流，即可计算出该支路的接地电阻和接地电容值。2.3便携式仪器查找定位方法此法特点如人为拉路法，不需断开直流冋路电源，移动式的采集互感器在各分布冋路上测量。如果出现接地冋路就报警。在原理上基本和在线装置的信号注入法原理相似。由于其采集传感器可以任意移动，利用其移动的优点还可以更具体地查找到各接地点。但由于目前产品和各直流系统的兼容性和抗干扰能力差的因素，误报率较高,并没有大量采用和全面推广，仅为查找时作为参考使用。2.4常规排查方法判断可能接地地点的常规排查

6、原则是先信号、照明后操作部分，先室外后室内，先负荷后电源。采用拉路、分路排查处理方法。一般按以下操作顺序进行：(1)断合现场临时工作电源(2)断合故障照明冋路(3)断合信号回路(4)断合闸冋路(5)断合附助设备(6)断合蓄电池冋路先判明故障性质有利于故障点的查找。以正极接地为例，若直流系统正极对地电压低于20%额定电压或趋于0伏；负极对地电压高于额定电压或略低于额定电压，则此类接地故障是金属性接地，也称全电压接地。产生上述故障的原因多为控制冋路二次线脱落接地，如开关辅助接点线头脫落；二次电缆绝缘损坏；直流带电体直接碰触金属接地体等。如非金属性接地故障时，接地极母线对地电压低于50%额定电

7、压、高于20%额定电压；非接地极母线电压高于50%额定电压，是雨、水、雾潮气侵入直流系统；煤灰、飞尘、小动物进入等导致此类接地故障的情况较多。3直流接地的常见诱因及防范措施变电站直流系统设计冋路众多，运行环境复杂多变，而且直流接地故障的排查存在不确定因素较多，排查难度人，故应从设备日常运行维护中多总结故障发生原因，并采取相应防范措施减少故障的发生。(1)杜绝基建工程及改造施工遗留故障隐患。在施工过程中，由于暴力施工、工艺不良等原因造