淺談變電運(yùn)行人員如何快速查處直流系統(tǒng)接地故障

吳曉媛

摘 ? 要：變電站直流系統(tǒng)接地故障屬于變電站較嚴(yán)重故障，若查找處理不及時(shí)，會引起保護(hù)或設(shè)備的誤動(dòng)或拒動(dòng)，甚至引起更大范圍事故。由于直流系統(tǒng)中的設(shè)備多，回路接線復(fù)雜，查找故障較困難，對于青工或工作經(jīng)驗(yàn)較少的轉(zhuǎn)崗人員更不易掌握。為此，筆者總結(jié)了快速查找直流系統(tǒng)接地故障“三步法”，利于變電運(yùn)行人員提高查處此類故障能力。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)接地原因 ?直流系統(tǒng)接地危害“三步法”快速查找故障 ?故障查處注意事項(xiàng)

中圖分類號：TM71 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0031-02

變電站的直流系統(tǒng)是變電所的心臟，變電站的控制、合閘、信號、事故照明等回路均由直流系統(tǒng)供電。這些回路當(dāng)中包括控制電纜、儀表儀器、裝置、指示燈、端子排等設(shè)備，設(shè)備多，接線復(fù)雜，一些設(shè)備還在戶外，會因腐蝕、老化等諸多原因造成直流接地。直流系統(tǒng)的接地故障，會造成保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，甚至擴(kuò)大事故。因此，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地時(shí)，變電運(yùn)行人員應(yīng)立即查找并消除故障，避免造成直流回路兩點(diǎn)接地，威脅電力系統(tǒng)的安全。

1 ?直流系統(tǒng)接地的原因及危害

直流系統(tǒng)設(shè)備較多，電纜較長，且外露部分多，極易造成直流接地。直流接地故障的可能原因有：直流線路及設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮;金屬零件、鐵絲等掉落在端子上;各箱柜電纜入口封堵不嚴(yán)、箱柜門關(guān)閉不嚴(yán)，有蛇、小鳥等小動(dòng)物侵入;直流線路電纜地表施工作業(yè)，電纜絕緣損壞;直流線路導(dǎo)線及設(shè)備絕緣材料嚴(yán)重老化，遇有操作或?qū)嶒?yàn)時(shí)，造成絕緣擊穿;直流回路接線端子排及設(shè)備接線端子螺絲松動(dòng)，帶電體與接地體距離縮短，等等。

直流回路正極或負(fù)極因所接設(shè)備不同，發(fā)生接地所產(chǎn)生的危害也不同。直流正極一般連接控制開關(guān)接點(diǎn)、保護(hù)裝置常開接點(diǎn)，直流負(fù)極一般連接跳合閘線圈、中間出口繼電器線圈等。

直流正極接地時(shí)，若另一點(diǎn)接地發(fā)生在保護(hù)回路電流繼電器接點(diǎn)與信號繼電器連接回路中，就是將電流繼電器的接點(diǎn)短接，則保護(hù)出口繼電器通過兩個(gè)接地點(diǎn)與直流正電源接通啟動(dòng)，造成保護(hù)誤動(dòng)，使斷路器跳閘;若另一點(diǎn)接地發(fā)生在合閘線圈與TBJ繼電器連接回路中，將保護(hù)自動(dòng)裝置或控制開關(guān)短接，直流系統(tǒng)正負(fù)極電源直接作用于斷路器合閘線圈，使合閘線圈勵(lì)磁動(dòng)作，造成斷路器誤合閘;若另一點(diǎn)接地發(fā)生在直流保護(hù)回路中TBJ電流線圈與斷路器常開輔助接點(diǎn)連接回路，就是將保護(hù)裝置短接，直流正負(fù)極電源電壓直接作用于斷路器跳閘線圈，使跳閘線圈勵(lì)磁動(dòng)作，造成斷路器誤跳閘。

直流系統(tǒng)負(fù)極接地時(shí)，若另一點(diǎn)接地發(fā)生在斷路器合閘線圈與TBJ繼電器連接回路中，將合閘線圈短接，斷路器將不能合閘;若另一點(diǎn)接地發(fā)生在直流保護(hù)回路中TBJ電流線圈與斷路器常開輔助接點(diǎn)連接回路，將跳閘線圈短接，斷路器不能跳閘，有事故發(fā)生時(shí)，斷路器拒動(dòng)，引起越級，擴(kuò)大了事故范圍;若另一點(diǎn)接地發(fā)生在保護(hù)回路電流繼電器接點(diǎn)與信號繼電器連接回路中，或保護(hù)裝置負(fù)極電源側(cè)，在事故情況下，保護(hù)裝置拒動(dòng)，斷路器不跳閘，擴(kuò)大事故范圍。

直流系統(tǒng)正負(fù)極電源回路1#線和2#線兩點(diǎn)接地，將造成控制回路熔斷器熔斷或自動(dòng)空氣開關(guān)跳閘，保護(hù)裝置失去電源。

2 ?直流系統(tǒng)接地故障查找訣竅“三步法”的運(yùn)用

2.1 第一步：根據(jù)環(huán)境因素初步判斷接地部位

直流系統(tǒng)發(fā)生接地后，可先根據(jù)環(huán)境因素查找，縮小故障范圍。

（1）直流接地發(fā)生時(shí)，本所有無設(shè)備操作，有無臨時(shí)工作。若因操作某一設(shè)備同時(shí)直流發(fā)生接地，接地點(diǎn)存在于該設(shè)備直流回路的可能性較大;如果二次回路有人工作，要立即停止，查看接地前工作的回路或設(shè)備是否存在接地故障。

（2）檢查變電站戶外設(shè)備機(jī)構(gòu)箱、端子箱、分線箱的設(shè)備及線路。重點(diǎn)檢查發(fā)生故障幾率大的、絕緣容易受潮下降的外露部分，如變壓器的氣體繼電器、溫度計(jì)的接線盒有無進(jìn)水受潮;各箱內(nèi)二次設(shè)備絕緣有燒壞和機(jī)械損傷，接線端子排及元件接線端子上有無異物，導(dǎo)線端頭有無過長露銅搭接外殼;箱內(nèi)各導(dǎo)線有無受潮、嚴(yán)重腐蝕，有無異物在接線端子上;是否有指示燈具、電阻、電容、線圈燒壞等。

（3）檢查直流屏內(nèi)電壓表、電流表有無損壞、冒煙起火等故障現(xiàn)象，直流母線有無異物及放電痕跡，各設(shè)備、元件有無過熱、異物，熔斷器有無熔斷、底座有無擊穿接地。

2.2 第二步：用直流接地檢測儀查找接地回路

變電站微機(jī)直流系統(tǒng)接地檢測儀主要由主機(jī)、信號采集模塊、傳感器組成。工作流程一般分為兩大部分：絕緣監(jiān)測與支路巡檢。支路巡檢又分為手動(dòng)巡檢和自動(dòng)巡檢。絕緣監(jiān)測用于實(shí)時(shí)監(jiān)測直流系統(tǒng)母線電壓變化和母線絕緣下降。當(dāng)直流母線絕緣電阻小于設(shè)定絕緣門限值時(shí)，儀器將發(fā)出絕緣報(bào)警，提醒運(yùn)行人員及時(shí)查找;當(dāng)直流母線絕緣電阻小于設(shè)定的門限值時(shí)，儀器會轉(zhuǎn)入自動(dòng)巡查狀態(tài)。

儀器能夠自動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)支路順序巡檢，查找接地回路，并在儀器液晶顯示器顯示巡檢情況。在液晶屏的左側(cè)顯示繼續(xù)巡檢的支路號與支路電阻值，右側(cè)顯示已檢出的接地支路號和該支路接地電阻值。支路接地排除后，儀器自動(dòng)回到母線常規(guī)監(jiān)測狀態(tài)。

2.3 第三步：“試停法”確定接地回路

用直流接地監(jiān)測儀查出接地回路后，還要用“試停法”確定接地回路。

（1）“試停法”運(yùn)用的原則有以下方面。

①在操作的同時(shí)發(fā)生直流系統(tǒng)接地，應(yīng)首先在該回路上查找接地點(diǎn)。

②先查找事故照明、信號回路、充電機(jī)回路，后查找其他回路。

③對于操作和保護(hù)電源不分開的站，應(yīng)首先查找主合閘，后查找操作回路，對于操作與保護(hù)電源分開的站，應(yīng)先查找操作回路，后查找保護(hù)回路。

④要按先室外后室內(nèi)，先一般后主要的原則查找。

⑤查找直流接地故障點(diǎn)時(shí)，如有必要試停有關(guān)保護(hù)裝置電源時(shí)，應(yīng)征得調(diào)度同意，試停時(shí)間盡可能要短。

（2）“試停法”運(yùn)用的步驟有以下幾點(diǎn)。

①采用“試停法”查找接地回路，必須經(jīng)電力調(diào)度許可。

②采取“試停法”拉閘的順序?yàn)椋号R時(shí)工作、有操作的回路→備用電源→事故照明電源→通訊電源→信號電源→合閘電源→控制電源→充電設(shè)備、蓄電池、直流母線。

③“試停法”是依次短時(shí)斷開各直流回路的斷路器或熔斷器，斷開時(shí)間不得超過3s。試停時(shí)一人操作，一人觀察現(xiàn)象，當(dāng)拉開某回路接地信號消失，電壓恢復(fù)正常時(shí)，則可判斷接地故障點(diǎn)發(fā)生在該回路。

④拉合接地回路下級斷路器或熔斷器，直到該回路末端斷路器或熔斷器，查出接地支路。

3 ?直流接地故障查處注意事項(xiàng)

處理直流接地故障人員做好絕緣防護(hù)，所用工具的金屬部分要包好絕緣，注意防止造成直流另一點(diǎn)接地及人員觸電。若二次回路端子箱、分線箱因進(jìn)水受潮，引發(fā)直流系統(tǒng)接地故障，應(yīng)處理積水或采取通風(fēng)措施，消除接地點(diǎn)。清理造成直流接地故障的金屬小零件、小動(dòng)物等異物時(shí)，應(yīng)小心謹(jǐn)慎，防止再落入其他帶電部位。直流故障消除后，要檢查直流屏故障現(xiàn)象消失，檢測直流系統(tǒng)的電壓及絕緣電阻恢復(fù)正常，確認(rèn)系統(tǒng)恢復(fù)正常。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳佳斌.變電設(shè)備運(yùn)行異常及故障處理技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2009：664.

[2] 國家電網(wǎng)公司.直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范[M].北京：中國電力出版社，2006.