淺談如何避免電力系統(tǒng)直接接地造成的危害

劉磊，+劉群

1、電力系統(tǒng)直接接地概述

由于直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負極。交流電源是無極性電源，電力系統(tǒng)交流電源有一個真正的“地”，這個地也是電力系統(tǒng)安全的一個重要概念。為了系統(tǒng)安全，變電站、發(fā)電廠所有設備的外殼都會牢牢的接在這個“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點的概念，這個地與交流的“大地”是截然不同的。如果直流電源系統(tǒng)正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，這時我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負接地故障。 發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在發(fā)電廠、變電站建設施工中或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是一個薄弱環(huán)節(jié)。投運時間越長的系統(tǒng)接地故障的概率越大。

2、直流系統(tǒng)接地的危害

直流系統(tǒng)接地故障，不僅對設備不利，而且對整個電力系統(tǒng)的安全構成威脅。因此，規(guī)程上規(guī)定直流接地達到下述情況時，應停止直流網絡上的一切工作，并進行選擇查找接地點，防止造成兩點接地。

2.1正接地可能導致斷路器誤跳閘

直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發(fā)生一直接地，就可能引起誤動作。直流接地發(fā)生A、B兩點時，將A、B接點短接，使2J1誤動作跳閘。A、C兩點接地時，A、C接點被短接，致2J2而誤動作跳閘。A、D兩點，F、D兩點接地，同樣都能造成開關誤跳閘。同理，兩點接地還可能造成誤合閘，誤報信號。由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發(fā)生正接地時可能導致斷路的跳閘（如圖1所示）。

2.2負接地可能導致斷路器的拒跳閘

當發(fā)生負接地時，斷路器不會跳開，產生拒動，會使事故越級擴大。負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。如圖1所示，直流接地故障發(fā)生在 B、E 兩點，2J1線圈被短接，保護動作時2J1不能動作，開關將不能跳閘且保險將會熔斷。D、E兩點接地時，YI線圈被短接，保護動作時及操作時開關拒跳，同理，兩點接地開關也可能合不上。

3、電力系統(tǒng)直接接地故障排除與預防

排除直流接地故障。首先要找到接地的位置，這就是我們常說的接地故障定位。直流接地大多數情況不是一個點，可能是多個點，或者是一個片。大量的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境變化而變化。因此在現場查找直流接地是一個較為復雜的問題。

3.1拉回路

這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應小于三秒。一般先從信號回路，照明回路，再操作回路，保護回路等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路一個嚴格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應用，微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電。

3.2直流接地選線裝置監(jiān)測法

這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術上它受監(jiān)測點安裝數量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝，對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝置還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。如果能有一種在監(jiān)測點上不受限制，檢測精度較高，選線準確的直流接地選線裝置，應是一種較好的選擇。

3.3便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

該裝置是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應用的產品。該裝置的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產此類產品的廠家也較多，但真正好用的產品很少，絕大部分產品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。

3.4正確選擇直流接地故障查找地裝置

按現場的運行經驗，從上面分布電容產生的對地容抗經驗數據分析，選擇直流接地故障查找地裝置，一定要嚴格掌握兩個重要指標，其一是裝置抗分布電容干擾，（目前絕大多數生產廠家的設備都未列出該指標）。要求其抗分布電容干擾，對地分布電容系統(tǒng)總值應大于或等于80MF，回路的對地分布電容系統(tǒng)值應大于或等于8MF；其二是檢測接地故障的對地阻抗值應大于或等于40kΩ。達不到上述兩個指標的直流接地故障查找地裝置，在現場應用中，對大部分的直流系統(tǒng)接地故障往往檢測不出，更不用說用作定期巡檢裝置。

3.5科學進行接地故障處理

因直流接地故障常常隨環(huán)境、氣候的變化而變化，十分不穩(wěn)定，造成難以查找的事故隱患，只要出現故障應立即查找。分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。若站內二次回路有工作或有設備檢修試驗，應立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除。用分網法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個不相聯(lián)系的部分。注意：不能使保護失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶。不太重要的直流負荷及不能轉移的分路，利用“瞬時停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障。對于重要的直流負荷，用轉移負荷法，查該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障，后隨時與調度聯(lián)系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監(jiān)護并監(jiān)視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應按照下列順序進行：斷開現場臨時工作電源；斷合事故照明回路；斷合同信電源；斷合附屬設備；斷合充電回路；斷合合閘回路；斷合信號回路；斷合操作回路；斷合蓄電池回路；在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點，則應考慮同極性兩點接地。當發(fā)現接地在某一回路后，有環(huán)路的應先解環(huán)，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除。

3.6定期巡檢直流系統(tǒng)的對地絕緣

要堅持定期對系統(tǒng)的對地絕緣情況進行巡查，防止出現“臨時抱佛腳”的現象發(fā)生。利用精度較高的查找裝置定期對各個直流回路進行檢查，記下絕緣較差的直流回路，待氣候漸濕時，再重點監(jiān)測。目前已有部分電廠和變電站采用此法，并已開始建立這種經常性的工作（主要在500kV變電站和部分接地較多的30萬kW以上發(fā)電機組）?！?/p>

參考文獻

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