淺談直流系統(tǒng)接地故障查找與處理

李小英

（中廣核洪雅高鳳山水力發(fā)電有限公司，四川洪雅620360）

淺談直流系統(tǒng)接地故障查找與處理

李小英

（中廣核洪雅高鳳山水力發(fā)電有限公司，四川洪雅620360）

直流系統(tǒng)作為電廠的一個重要組成部分，直流系統(tǒng)接地是常見的缺陷。本文主要介紹電廠內(nèi)直流系統(tǒng)接地查找的方法、查找的原則，并以本廠一起直流系統(tǒng)接地故障分析處理為例進(jìn)行討論。

直流系統(tǒng)接地；故障分析；故障排查；故障處理

直流系統(tǒng)是水電廠一個重要的組成部分,它涉及到繼保、遠(yuǎn)動和通訊裝置的安全穩(wěn)定運行,受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。實際電網(wǎng)運行過程中,直流系統(tǒng)引起保護(hù)的誤動或拒動嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全運行，因此需要快速查找直流系統(tǒng)故障并及時消除故障隱患，從而保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

1 直流系統(tǒng)接地故障的危害

在直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，要及時對其進(jìn)行查找，防止兩點接地發(fā)生，造成嚴(yán)重后果，必須及時找出接地點并加以消除。

當(dāng)正極接地時，可能造成繼電保護(hù)誤動，因為一般跳閘線圈（如出口中間繼電器線圈和跳閘線圈等）均接電源負(fù)極，回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會形成兩點接地，可能引起保護(hù)誤動；當(dāng)負(fù)極接地時，如果回路中再有一點接地，形成兩點接地可將跳閘回路或合閘回路短路，造成保護(hù)拒動，此時系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)的拒動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大。

典型的斷路器控制回路簡圖如圖1所示。

當(dāng)正極A點發(fā)生直流一點接地后，如果在以上的各點又發(fā)生一點接地，構(gòu)成兩點接地將產(chǎn)生不同的后果，如果在負(fù)極B點又發(fā)生接地，則造成電源短路，燒毀熔斷器FU1和FU2，斷路器失去操作電源；在正極的C點或D點或E點又發(fā)生接地，均會使斷路器的跳閘線圈TQ帶電，使斷路器在無故障時誤跳閘，稱為“誤動作”；因此當(dāng)正極發(fā)生一點接地時，危害性很大。

當(dāng)負(fù)極B點先發(fā)生直流一點接地，而后在正極的C點或E點又發(fā)生接地，形成兩點接地，如果此時保護(hù)動作使KA1或KA2常開觸點閉合，使KM線圈帶電，則KM常開觸點閉合，這時將造成直流短路，不但斷路器拒跳，而且電源熔斷器熔斷，稱為“拒動作”。

圖1 斷路器控制回路簡圖

2 直流系統(tǒng)接地故障的原因

（1）主廠房水輪機(jī)層、室外110 kV升壓站空氣潮濕易引起直流回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴(yán)重老化，或存在某些損傷缺陷，如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等。

（2）直流回路及直流設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮、接地盒進(jìn)水，使直流對地絕緣嚴(yán)重下降。

（3）小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路；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。

3 直流系統(tǒng)接地故障處理的原則和流程

（1）處理原則。根據(jù)運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點，以先信號、照明部分后操作部分，先室外后室內(nèi)，先負(fù)荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的方法。在切斷各專用直流回路時，切斷時間不得超過3 s，不論回路接地與否均應(yīng)合上。

（2）處理的一般流程。流程圖見圖2。

圖2 直流系統(tǒng)接地故障處理流程圖

4 直流系統(tǒng)接地故障分析處理實例分析

2013年3月作者接到中控室值長缺陷通知：直流系統(tǒng)報“直流系統(tǒng)接地故障信號動作”，作者立即趕到現(xiàn)場。查看直流監(jiān)控屏上正極對地電壓為+57 V，負(fù)極對地電壓為-176 V。維護(hù)部立即展開工作。

根據(jù)上面原因分析，結(jié)合我站相關(guān)圖紙資料對接地進(jìn)行處理。

首先通過直流監(jiān)控屏顯示的絕緣監(jiān)測裝置測得的數(shù)據(jù)與我們使用高內(nèi)阻萬用表測得的結(jié)果來判斷為正極接地（絕緣降低），然后再根據(jù)直流接地處理的一般原則、處理程序，并結(jié)合我站實際情況形成書面《直流接地故障檢查處理報告》由相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)審批后實施：

（1）首先從機(jī)組開始查找，當(dāng)時在枯水期，來水量較少，在平段和谷段一般情況下只有1臺機(jī)組發(fā)電，選擇拉開直流饋電屏至備用發(fā)電機(jī)組的直流電源開關(guān)，觀察接地故障是否消除，（正常時正對地電壓為117 V、負(fù)對地電壓為-116V、正對地電阻為9999kΩ、負(fù)對地電阻為9 999 kΩ），3臺機(jī)組直流電源開關(guān)依次拉開，接地故障未消除。

（2）直流饋電屏目前僅有一個開關(guān)即“至公用電度表屏”電源開關(guān)未拉開查找，由于該電源開關(guān)至公用電度表屏后通過端子直接到中控室各保護(hù)屏、公用監(jiān)控屏和電量采集屏等，考慮到電量采集屏涉及X X X電站上網(wǎng)計量不允許斷電，不能采取拉開此總開關(guān)來查找接地，決定采用拉開下一級開關(guān)辦法來查找接地點。按照《報告》順序依次拉開35 kVXX線保護(hù)屏302開關(guān)操作電源、3號廠變保護(hù)屏303開關(guān)操作電源、1號主變保護(hù)屏1號主變中壓側(cè)301開關(guān)、高壓側(cè)101開關(guān)操作電源、2號主變保護(hù)屏2號主變高壓側(cè)102開關(guān)操作電源、110 kV X X線路保護(hù)屏110 kV X X線151開關(guān)操作電源（調(diào)度管轄的范圍經(jīng)調(diào)度許可執(zhí)行），并考慮在低負(fù)荷、平谷段時拉開101、102、151開關(guān)進(jìn)行查找。在將上述開關(guān)依次拉開查找后，接地故障仍然未消除

（3）直流系統(tǒng)饋電柜至外圍直流線路查完，未找到接地點，下一步就是查找直流系統(tǒng)屏柜內(nèi)部，我站直流系統(tǒng)配備兩個充電屏，一新一舊，切換新舊充電屏供電，并拉開至直流蓄電池保險正極保險，檢查是否為蓄電池組存在接地現(xiàn)象，依次斷開各充電模塊交流輸入、直流輸出開關(guān)，接地故障仍然未消除。

按照編制的《報告》查找無果，肯定還有哪個地方遺漏了?，F(xiàn)場根據(jù)圖紙與實際仔細(xì)對照，在公用電度表屏發(fā)現(xiàn)端子排上明顯多出兩根直流電源引出線2×4 mm2（手寫線號管看不清、無電纜標(biāo)牌），一根紅色接正電源端子、一根黑色接負(fù)電源端子；經(jīng)電話詢問相關(guān)人員才知道是后來加的，該電源線引至紅相表屏用作10 kV X X線953開關(guān)遠(yuǎn)方電動操作電源。10 kVXX線953開關(guān)是我站生活區(qū)及電站大小泵站供電電源開關(guān)，通過與生活區(qū)及大小泵站溝通協(xié)調(diào)后，拉開10 kV X X線953開關(guān)后，拆開公用電度表屏上的那根正電源端子線，直流系統(tǒng)接地故障報警隨即消除（從直流監(jiān)控屏上查得正對地電壓為117V、負(fù)對地電壓為-116V、正對地電阻為9999kΩ、負(fù)對地電阻為9 999 kΩ），就是這根線或下面一級線存在問題，接下來就是確定是那一段和那一根線發(fā)生了接地，將紅相表屏的10 kV X X線953開關(guān)控制電源開關(guān)的直流保險拉開后，將公用電度表屏拆開的線接上，直流系統(tǒng)沒報“接地信號動作”，以此確定故障線路在紅相表屏至室外的953開關(guān)控制回路上。在已拉開10 kV X X線953開關(guān)直流控制電源正負(fù)極保險情況下利用萬用表電阻檔查找接地故障線路，終于發(fā)現(xiàn)一根白色的控制線絕緣電阻明顯比其他導(dǎo)線絕緣電阻低很多，做好標(biāo)記后將其拆開，合上10 kVXX線953開關(guān)直流控制電源正負(fù)極保險，直流系統(tǒng)未報“接地信號動作”，這樣就確定是這根導(dǎo)線絕緣下降造成直流系統(tǒng)接地，將一絕緣良好的備用芯線更換上，接地故障缺陷處理完畢。

現(xiàn)場查看10 kV X X線953開關(guān)處端子箱是后來更換的新端子箱，端子箱下面開有一個很大的長方形孔，是當(dāng)時施工安裝端子箱時便于端子排不拆線整體穿過，換上后，孔一直未封堵，由于長期處于室外，空氣潮濕引起導(dǎo)線絕緣下降導(dǎo)致直流系統(tǒng)間接接地。

在這次缺陷處理中，暴露出我站以前的設(shè)備異動和技改項目驗收管理工作存在一定的問題。今后應(yīng)認(rèn)真落實《設(shè)備異動管理制度》，做好設(shè)備異動審批手續(xù)，在設(shè)備異動結(jié)束后，應(yīng)根據(jù)設(shè)備異動情況，完善設(shè)備標(biāo)識和編號、并及時更新設(shè)備臺帳和竣工圖的修改工作；加強(qiáng)設(shè)備技改管理工作，做到規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)把驗收關(guān)。

[1]張全元.變電運行現(xiàn)場技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]徐海明.變電站直流電源設(shè)備使用與維護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]陳國慶，謝剛，吳丹青.水電廠運行技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，2005.

TM773

B

1672-5387（2017）02-0042-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.016

2015-07-24

李小英（1976-），女，工程師，從事水電廠電氣維護(hù)、檢修工作。