淺談直流系統(tǒng)接地故障

陳衛(wèi)勇

摘 要：直流系統(tǒng)是重要的電源系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)的控制回路、信號(hào)回路、繼電保護(hù)裝置、斷路器的分、合閘，事故照明等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對(duì)電廠的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。直流系統(tǒng)接地故障是直流系統(tǒng)中常見的故障，會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)及燒保險(xiǎn)，導(dǎo)致喪失直流電源及引起保護(hù)邏輯混亂等。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)接地 故障處理 直流母線絕緣監(jiān)測(cè)裝置

中圖分類號(hào)：TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0056-01

直流系統(tǒng)是電廠中的一個(gè)重要的組成部分，直流接地是直流系統(tǒng)中常見的故障。在此主要分析直流系統(tǒng)的組成，電壓等級(jí)，在運(yùn)行中發(fā)生一點(diǎn)接地的原因，危害，查找的方法和避免直流接地措施。

1 直流系統(tǒng)的組成

直流系統(tǒng)由整流器、蓄電池和直流配電裝置三部分組成。

正常運(yùn)行時(shí)，蓄電池組只承擔(dān)瞬態(tài)高峰負(fù)荷；當(dāng)充電裝置故障或交流電源故障時(shí)，蓄電池能夠承擔(dān)全部負(fù)載。

直流系統(tǒng)的電壓一般分為220 V、110 V、48 V和24 V。根據(jù)用電設(shè)備的類型、額定容量

適用性等確定具體使用的額定電壓，額定電壓一般按以下原則確定：

—— 電動(dòng)機(jī)、閥門操作機(jī)構(gòu)、逆變裝置等大容量負(fù)載一般選用220 V直流電壓；

—— 配電裝置的斷路器的控制電源一般選用220 V或110 V直流電壓；

—— 專用儀表控制系統(tǒng)和柴油機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)一般選用48 V和24 V直流電壓。

直流母線電壓允許范圍一般為±10%，電壓過高時(shí)，對(duì)長期帶電的繼電器、指示燈等容易過熱或損壞。電壓過低時(shí)，可能造成開關(guān)、保護(hù)的動(dòng)作不可靠。

直流系統(tǒng)一般不許控制回路與信號(hào)回路系統(tǒng)混用，直流控制回路是供給開關(guān)合、跳閘二次操作電源和保護(hù)回路動(dòng)作電源，而信號(hào)回路是供給全部聲、光信號(hào)直流電源。

2 引起直流系統(tǒng)接地原因

電廠直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運(yùn)行過程中會(huì)由于環(huán)境、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設(shè)備本身的問題等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。

具體可能有以下原因：

（1）室外直流負(fù)荷在多雨季節(jié)很容易受潮。電廠室外直流負(fù)荷主要為高廠變及主變非電量保護(hù)，在多雨季節(jié)發(fā)變組保護(hù)柜直流絕緣經(jīng)常偏低。

（2）直流母線通過儀控等負(fù)荷連接在一起，降低了直流系統(tǒng)絕緣水平。

（3）直流絕緣檢測(cè)裝置本身對(duì)直流系統(tǒng)存在不良影響，直流絕緣檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)不合理。

（4）誤接線引起接地。

（5）設(shè)備故障引起接地。

3 直流系統(tǒng)接地危害，查找方法

直流系統(tǒng)一極絕緣電阻下降或一點(diǎn)接地一般對(duì)運(yùn)行無特別影響，并不引起任何危害，但必須盡快查出故障點(diǎn)加以消除。否則，當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí)，即發(fā)生兩點(diǎn)接地，則根據(jù)接地點(diǎn)的不同會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)及燒保險(xiǎn)，導(dǎo)致喪失直流電源及引起保護(hù)邏輯混亂等。

所以當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，應(yīng)立即查找接地點(diǎn)并消除，以免產(chǎn)生兩點(diǎn)接地造成運(yùn)行事故。

直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，一般采用拉路法和儀表查找定位法尋找故障點(diǎn)。

手動(dòng)拉路法查找直流接地時(shí)的注意事項(xiàng)：

在切斷各支路時(shí)，切斷時(shí)間不超過3秒，不論回路接地與否均應(yīng)合上；

尋找接地點(diǎn)禁止停用絕緣監(jiān)視裝置，禁止使用燈泡尋找的方法；

當(dāng)直流發(fā)生接地時(shí)，禁止在二次回路上作業(yè)；

處理時(shí)不得造成直流系統(tǒng)短路和另一點(diǎn)接地；

查找和處理必須由兩人以上進(jìn)行；

拉路前應(yīng)采取必要的措施，防止直流失電可能引起保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)；

拉路時(shí)必須按照“拉路順序原則”進(jìn)行操作。

4 避免直流接地故障的措施

針對(duì)直流系統(tǒng)接地存在的危害，應(yīng)結(jié)合機(jī)組檢修做好下述工作：

（1）對(duì)所有直流電纜支路進(jìn)行絕緣檢測(cè)，檢查絕緣薄弱環(huán)節(jié)，重點(diǎn)利用停機(jī)機(jī)會(huì)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行期間不能停電的絕緣較低直流電纜支路進(jìn)行絕緣檢測(cè)和停電排查，并及時(shí)進(jìn)行處理。

（2）對(duì)室外變壓器就地端子箱進(jìn)行必要的防潮處理，包括端子箱內(nèi)部加熱器、電纜封堵、箱體密閉性、防雨罩等。檢查端子箱內(nèi)部加熱器的溫控器工作性能，確保加熱器能夠按照溫控器的設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)投切，維持端子箱內(nèi)合適的濕度。端子箱電纜封堵進(jìn)一步完善、加強(qiáng)端子箱箱體密閉性等。

（3）戶外端子箱內(nèi)建議增加接地銅排，就地端子箱箱體應(yīng)有可靠的接地，應(yīng)規(guī)范安全接地和屏蔽接地。

（4）對(duì)不合理負(fù)載分配進(jìn)行論證及改造。

（5）兩段獨(dú)立直流母線不應(yīng)該有電氣聯(lián)系，可以采用直流電源隔離模塊，防止兩段直流母線相互干擾。

（6）對(duì)重要儀控負(fù)荷可以采用直流電源優(yōu)選模塊，實(shí)現(xiàn)不間斷、無擾動(dòng)切換。

（7）對(duì)直流絕緣檢測(cè)裝置進(jìn)行更新改造，以減少裝置對(duì)直流系統(tǒng)的影響。

5 直流母線絕緣監(jiān)測(cè)裝置

電廠一般使用直流母線絕緣監(jiān)測(cè)裝置來監(jiān)測(cè)絕緣。

絕緣監(jiān)測(cè)裝置F201的工作原理是低頻疊加，裝置為2.5 Hz的低頻源，裝置本身經(jīng)電阻接地，當(dāng)負(fù)荷絕緣降低的時(shí)候，低頻源通過直流母線、電纜、負(fù)荷、絕緣低點(diǎn)及裝置接地點(diǎn)構(gòu)成低頻通路，裝置中流過低頻電流。當(dāng)絕緣低的負(fù)荷數(shù)量增加時(shí)，流過裝置的低頻電流也增加。裝置通過測(cè)量總的低頻電流，再折算為裝置顯示的直流母線的絕緣電阻值。

6 結(jié)語

直流系統(tǒng)接地現(xiàn)象較復(fù)雜，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地故障時(shí)，要能夠及時(shí)正確查找故障點(diǎn)，避免信號(hào)、保護(hù)、控制等回路發(fā)生誤動(dòng)作。加強(qiáng)對(duì)直流系統(tǒng)重要性的認(rèn)識(shí)和運(yùn)行維護(hù)，才能使安全工作落到實(shí)處。

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