發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障分析處理

何科翔 佟國斌

【摘 要】為了保證發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，直流供電系統(tǒng)要求較高的可靠性和穩(wěn)定性，由于直流系統(tǒng)容易發(fā)生接地故障，導(dǎo)致保護(hù)控制裝置發(fā)生誤操作，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生危害，因此本文對(duì)直流系統(tǒng)接地故障產(chǎn)生原因進(jìn)行詳細(xì)分析，同時(shí)闡述了直流接地故障的處理方法，為發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障處理提供參考。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；直流系統(tǒng)；接地故障；直流正極接地；直流負(fù)極接地

直流系統(tǒng)在發(fā)電廠的供電系統(tǒng)中占有重要的地位，它負(fù)責(zé)為發(fā)電廠中控制回路、信號(hào)回路、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、信號(hào)裝置、事故照明、直流油泵、交流不間斷電源等設(shè)備提供可靠的直流電源，同時(shí)還負(fù)責(zé)斷路器的操作供電，因此直流供電系統(tǒng)要求較高的可靠性和穩(wěn)定性，以保證發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在實(shí)際應(yīng)用過程中，直流系統(tǒng)常見的問題為接地故障，由于發(fā)電廠直流系統(tǒng)存在分布范圍廣、電纜多、線路長的特點(diǎn)，因此容易受灰塵、濕氣的腐蝕導(dǎo)致元件絕緣性能降低，進(jìn)而導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地故障，同時(shí)發(fā)電廠直流電源直接負(fù)責(zé)對(duì)控制回路和保護(hù)回路進(jìn)行供電，當(dāng)直流系統(tǒng)中發(fā)生接地故障時(shí)，可能會(huì)引起直流熔斷器熔斷或造成繼電保護(hù)和斷路器誤動(dòng)作，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生危害，引起電力系統(tǒng)的更大故障，因此有必要對(duì)直流系統(tǒng)接地故障產(chǎn)生原因進(jìn)行詳細(xì)分析，使得維護(hù)過程中能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流接地點(diǎn)，正確的將接地點(diǎn)隔離，保證發(fā)電廠的穩(wěn)定運(yùn)行及高效發(fā)電。

當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極與大地之間的絕緣水平降低到某一整定值或低于某一規(guī)定值時(shí)，稱為直流接地，由于發(fā)電廠直流系統(tǒng)分布范圍相對(duì)較廣，同時(shí)直流供電電纜有較多外露部分，長度較長，長時(shí)間運(yùn)行過程中容易因塵土、潮氣的腐蝕等原因?qū)е孪到y(tǒng)元件絕緣性能降低，以及電纜及接頭老化，設(shè)備本身問題等原因，不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障。分析直流接地故障產(chǎn)生的原因，主要存在以下幾方面：

1氣候因素導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地故障。直流設(shè)備受天氣的影響，如雨天或霧天，導(dǎo)致二次回路及設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮、接線盒進(jìn)水等，使室外直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣性能下降，造成直流接地故障。

2直流系統(tǒng)運(yùn)行過程中受到的不利因素影響。如直流系統(tǒng)自身問題，如二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴(yán)重老化；存在損傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

3操作人員疏忽造成直流系統(tǒng)接地故障。如在帶電二次回路上將直流電源直接接觸設(shè)備外殼，導(dǎo)致瞬間接地故障；施工過程中造成控制電纜損傷，造成接地；另外檢修質(zhì)量差導(dǎo)致接地隱患，如室外設(shè)備未加防雨罩、二次回路漏接線頭等，在特定的外部條件如潮濕或操作設(shè)備時(shí)就容易引起直流接地。

4小動(dòng)物進(jìn)入或小金屬零件掉落在元件上造成直流系統(tǒng)接地故障。如老鼠、蜈蚣等小動(dòng)物進(jìn)入帶電回路；某些元件有線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上。

發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障容易對(duì)設(shè)備和電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生威脅。接地故障按接地極性可以分為直流正極接地和直流負(fù)極接地兩種情況，由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接比較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)常通過絕緣監(jiān)察裝置確定接地極性，正極對(duì)地電壓大于70V時(shí)，說明負(fù)極接地；負(fù)極對(duì)地電壓大于70V時(shí)，說明正極接地，下面對(duì)兩種接地情況進(jìn)行詳細(xì)分析：

1對(duì)于直流正極接地故障情況下，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)跳合閘線圈、繼電器線圈是與負(fù)極電源相接通的，當(dāng)接地故障發(fā)生時(shí)，容易導(dǎo)致保護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)，甚至造成誤合閘，誤報(bào)信號(hào)等情況的發(fā)生。

2對(duì)于直流負(fù)極接地故障情況下，斷路器的跳、合閘線圈以及保護(hù)繼電器回路發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)，線圈被接地點(diǎn)短接因而不能動(dòng)作，導(dǎo)致保護(hù)及自動(dòng)裝置拒絕動(dòng)作，同時(shí)由于直流回路短路電流較大，可能燒壞繼電器接點(diǎn)，同時(shí)造成電源保險(xiǎn)熔斷，保護(hù)及操作電源會(huì)因?yàn)楸ｋU(xiǎn)熔斷而無法得到保證。

由于直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)構(gòu)成了接地短路，導(dǎo)致繼電保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，還可能復(fù)雜情況下造成某些繼電器短接，不能動(dòng)作跳閘，同時(shí)還可能導(dǎo)致自動(dòng)裝置、控制回路因?yàn)橹绷鞅ｋU(xiǎn)熔斷而失去電源，因此直流接地故障容易產(chǎn)生較為嚴(yán)重后果，影響電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)直流系統(tǒng)接地故障發(fā)生時(shí)，無論是正極接地還是負(fù)極接地，只要發(fā)生接地故障即對(duì)地構(gòu)成了新的接地回路，為了系統(tǒng)安全運(yùn)行需要迅速排除，否則一旦出現(xiàn)二點(diǎn)或多點(diǎn)接地就會(huì)發(fā)生故障，乃至發(fā)生事故。為了有效排除接地故障，需要快速確定接地點(diǎn)，可以采用如下方法查找直流接地故障：

1分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。

2立即停止站內(nèi)二次回路或者設(shè)備檢修試驗(yàn)，斷開系統(tǒng)工作電源，測(cè)試接地故障是否消除。

3用分網(wǎng)法縮小查找范圍，首先對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行分割，分開環(huán)路和并列回路，然后分別斷開饋線，同時(shí)要注意保證保護(hù)電源的正常供應(yīng)。

4對(duì)于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的分路，利用“瞬時(shí)停電”的方法檢查該支路中所帶回路有無接地故障。

5對(duì)于重要的直流負(fù)荷，用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法檢查該支路中所帶回路有無接地故障。

6查找直流系統(tǒng)接地故障時(shí)需要兩人及以上配合進(jìn)行，一人負(fù)責(zé)操作，一人負(fù)責(zé)檢測(cè)儀表指示及信號(hào)變化。

7對(duì)于兩點(diǎn)及多點(diǎn)接地，需同時(shí)斷開兩路或幾路直流回路，接地才能消失，需要注意斷開每一路接地點(diǎn)時(shí)，注意觀察直流電壓恢復(fù)升高的情況，從而將接地點(diǎn)消除。

8當(dāng)切除某一回路電源時(shí)接地消失，應(yīng)確定接地支路，并在該支路分段再試?yán)?，縮小并確定接地范圍。

9當(dāng)結(jié)合支路法無效時(shí)，應(yīng)采取切換整流設(shè)備和蓄電池組，切換直流母線的方法查找，查整流設(shè)備，蓄電池組及直流母線是否接地。

發(fā)電廠直流系統(tǒng)發(fā)生接地系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和平時(shí)運(yùn)行中積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)問題進(jìn)行具體分析，適當(dāng)應(yīng)用直流系統(tǒng)接地排查的一些方法和技巧，迅速查明接地的原因并及時(shí)排查故障，確保電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鶴峰. 直流系統(tǒng)接地的原因及處理[J]. 黑龍江電力. 2009（04）

[2]丁文敏. 直流系統(tǒng)接地危害及查找方法[J]. 河北電力技術(shù). 2005（05）

[3]周興友. 直流接地故障查找方法探討[J]. 科技信息. 2009（35）

[4]李鶴峰. 直流系統(tǒng)接地的原因及處理[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2009（11）

[5]王敏. 直流系統(tǒng)接地故障的查找[J]. 供用電. 2002（02）

[6]張良益. 水電站直流系統(tǒng)故障處理探討[J]. 水電廠自動(dòng)化. 2008（04）

[7]賀意飛. 大源渡水電站直流系統(tǒng)改造[J]. 電力安全技術(shù). 2010（12）

[8]何碩佳. 變電站查找直流接地淺談[J]. 科技資訊. 2011（09）

作者簡介：

何科翔（1981年11月），男，內(nèi)蒙古包頭市，本科，電廠運(yùn)行，主要從事電廠集控運(yùn)行 崗位：機(jī)組長。