典型直流接地故障查找及分析

摘要：針對(duì)惠州深能源豐達(dá)電力有限公司＃2發(fā)電機(jī)直流系統(tǒng)間歇性接地故障的情況，本文討論了直流接地的分析查找及其接線方面的問(wèn)題，分析其間歇性動(dòng)作的原因，最后提出解決處理方法改進(jìn)措施，以供有關(guān)同行參考。

關(guān)鍵詞：直流；接地；原因；分析；處理

1 故障現(xiàn)象

惠州深能源豐達(dá)電廠隸屬深能源集團(tuán)，I期工程總裝機(jī)2×18萬(wàn)千瓦燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組，每套包括：1臺(tái)PG9171E型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組、1臺(tái)三壓余熱鍋爐、1臺(tái)雙壓純凝式汽輪發(fā)電機(jī)組。其中燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組及輔助設(shè)備全套進(jìn)口，其直流系統(tǒng)電壓為135V。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員介紹，大約從2005年3月起，開始在晚上停機(jī)和凌晨開機(jī)過(guò)程中出現(xiàn)直流負(fù)極接地瞬時(shí)告警現(xiàn)象，時(shí)間間隔約一個(gè)月，但在正常運(yùn)行及停機(jī)后一切正常，無(wú)法確認(rèn)故障，因此也沒有引起重視。10月之后直流負(fù)極接地報(bào)警間隔逐步縮短到2個(gè)星期、1個(gè)星期。從11月11日開始，每次開、停機(jī)均會(huì)報(bào)直流負(fù)極接地，都是瞬間接地，并且在起機(jī)過(guò)程投入勵(lì)磁后并網(wǎng)前導(dǎo)致勵(lì)磁開關(guān)跳閘，雖然復(fù)位后正常，沒有影響機(jī)組并網(wǎng)，但嚴(yán)重影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。電廠電氣檢修人員從11月11日起，利用示波器連續(xù)監(jiān)測(cè)直流母線對(duì)地電壓，從記錄波形可看出，接地報(bào)警時(shí)正極對(duì)地電壓瞬間從60V升至112V，即瞬間負(fù)極幾乎全接地，同時(shí)檢測(cè)到勵(lì)磁開關(guān)跳閘。

2 誤跳勵(lì)磁開關(guān)的處理

由于公司沒有專業(yè)的直流接地檢測(cè)儀器，聯(lián)系借用專業(yè)廠家儀器利用晚上12：00后停機(jī)階段，仍然是瞬間報(bào)直流接地，負(fù)極接地故障，因持續(xù)時(shí)間太短，而無(wú)法查找，經(jīng)共同分析，決定模擬接地，以圖找出負(fù)極接地引起誤跳勵(lì)磁的原因。

首先模擬正極接地，不跳勵(lì)磁，再模擬負(fù)極接地，每次都誤跳勵(lì)磁，充分說(shuō)明是由于負(fù)極接地引起勵(lì)磁開關(guān)誤動(dòng)作，而勵(lì)磁開關(guān)跳閘是因?yàn)樵诓⒕W(wǎng)前檢測(cè)到主開關(guān)閉合（與實(shí)際位置不符），110V線路開關(guān)輔助接點(diǎn)有6個(gè)，嘗試調(diào)換接點(diǎn)的位置，最后將跳勵(lì)磁開關(guān)的110V輔助接點(diǎn)由中心調(diào)到邊緣再不誤跳勵(lì)磁開關(guān)。

在接下來(lái)10天左右，既沒有報(bào)直流接地，也沒有誤跳勵(lì)磁開關(guān)，但到了11月28日又開始報(bào)直流接地，雖然勵(lì)磁開關(guān)不跳閘，但接地持續(xù)時(shí)間多達(dá)2小時(shí)。

3 直流接地的處理

利用接地故障期間在直流回路接入便攜式直流接地檢測(cè)設(shè)備，直流系統(tǒng)對(duì)地電阻由正常的15K降至2.3K，迅速開始檢測(cè)各直流出線負(fù)載支路，除Q077支路檢測(cè)電阻為2.3K以外，其他支路電阻都大于999K，接地電流2.714mA也都流入Q077支路，說(shuō)明接地點(diǎn)在Q077支路，Q077給熱控部分供電，后經(jīng)熱控拉閘，確認(rèn)該分支路有一電磁閥接地，斷開電磁閥直流供電回路，直流系統(tǒng)對(duì)電壓恢復(fù)正常，對(duì)地電阻上升至15K，該電阻由平衡橋正負(fù)極各30K并聯(lián)而來(lái)。

4 原因分析

4.1 直流接地導(dǎo)致勵(lì)磁開關(guān)誤跳閘原因

應(yīng)該說(shuō)此次間隙性直流負(fù)極接地故障，盡管給維護(hù)人員工作帶來(lái)了極大的困難，但發(fā)現(xiàn)了負(fù)極接地導(dǎo)致勵(lì)磁開關(guān)跳閘的隱患，由是在開停機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，而沒有造成什么損失是值得慶幸的，如果是在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生負(fù)極全接地，那極有可能導(dǎo)致更大的停機(jī)事故。

正常情況下，直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地，是不會(huì)導(dǎo)致誤動(dòng)或拒動(dòng)的，此次出現(xiàn)這種情況，一是輔助接點(diǎn)之間存在某種電磁耦合，在空節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生一定的電壓，導(dǎo)致光耦導(dǎo)通，啟動(dòng)勵(lì)磁跳閘，另一方面，從光耦輸入級(jí)空節(jié)點(diǎn)一端輸入8-9V便可以使光耦導(dǎo)通，又沒有抗干擾措施，在電路設(shè)計(jì)方面存在某種缺憾。如圖1所示，可通過(guò)減少R1增加R2，使光耦導(dǎo)通時(shí)在b點(diǎn)電壓提高，抗干擾能力隨之提高。

4.2開停機(jī)出現(xiàn)負(fù)極接地的原因

一般來(lái)說(shuō)由于直流系統(tǒng)負(fù)荷分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長(zhǎng)。所以，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。本次接地故障就是由于電磁閥工作線圈逐步磨損導(dǎo)致，并且由于其旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的間歇性使得維護(hù)人員無(wú)法及時(shí)定位故障點(diǎn)。

用記憶示波器觀察到正極對(duì)地電壓波形如圖2所示：正常電壓為68V，故障期間升高至+99V左右，即負(fù)極接地，負(fù)極電壓大概-35V。

從波形圖看出確實(shí)是間歇性瞬時(shí)的負(fù)極接地，周期大約為900ms，這是由于電磁閥在工作時(shí)是旋轉(zhuǎn)的，在該線圈工作電壓的作用下，絕緣薄弱環(huán)節(jié)慢慢的被擊穿，而形成間隙性的接地，但其過(guò)程是十分緩慢的，直到絕緣不能及時(shí)恢復(fù)時(shí)，才出現(xiàn)連續(xù)的間歇性瞬時(shí)的負(fù)極接地。

該電磁閥正常情況應(yīng)該是可以承受工作電壓的絕緣耐壓的，由于本身存在絕緣缺陷或者是安裝不符合規(guī)范才導(dǎo)致絕緣擊穿，如果還有類似情況發(fā)生則應(yīng)及時(shí)更換能滿足這種運(yùn)行環(huán)境的電磁閥。

5結(jié)論

直流系統(tǒng)發(fā)生接地，應(yīng)及時(shí)排查，否則即使一點(diǎn)接地也有可能釀成大事故，對(duì)于間歇性的接地報(bào)警也應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。

配備有效的直流系統(tǒng)接地檢測(cè)設(shè)備，不但能帶電處理直流接地故障，而且速度快，可起事半功倍的效果。

對(duì)進(jìn)口設(shè)備，應(yīng)讓廠家提供詳細(xì)的圖紙，需盡快消化熟悉，以便進(jìn)行分析，及時(shí)處理故障。

各專業(yè)的協(xié)作，在本次直流系統(tǒng)接地故障中發(fā)揮了重要作用，在今后的工作中，應(yīng)多加強(qiáng)這種合作，以提高工作效率。

對(duì)于在運(yùn)行中不能中斷的直流負(fù)荷，停機(jī)后有沒有故障現(xiàn)象的支路，可以模擬接地故障現(xiàn)象，分析其影響，采取有效的防范措施防止故障擴(kuò)大。再利用其他時(shí)間進(jìn)行仔細(xì)查找故障支路。

參考文獻(xiàn)

[1]徐海明.直流設(shè)備檢修．北京：中國(guó)電力出版社，2003．