變電站直流系統(tǒng)接地故障查找及處理措施

謝佳慧

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司揭陽(yáng)供電局，廣東 揭陽(yáng) 522000)

1 變電站直流系統(tǒng)接地故障原因

變電站直流系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行中易受各種因素影響出現(xiàn)絕緣破壞等問(wèn)題。產(chǎn)生直流系統(tǒng)接地故障的原因有很多，具體分析如下。

1)直流系統(tǒng)設(shè)備損壞。在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，直流系統(tǒng)中的二次回路和設(shè)備的絕緣材料未達(dá)到相關(guān)使用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生絕緣老化，或在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生壓傷、扭傷、磨損等，導(dǎo)致元件發(fā)熱而引起燒傷，都會(huì)降低設(shè)備的絕緣水平。

2)環(huán)境因素影響。由于系統(tǒng)設(shè)備長(zhǎng)期處于戶外，受暴風(fēng)雨等惡劣環(huán)境的影響，常受到濕氣和塵土的腐蝕，導(dǎo)致設(shè)備的絕緣裝置老化，降低了設(shè)備的絕緣性能。

3)操作失誤或維護(hù)不到位。包括二次回路和設(shè)備連接與組裝有誤，以及運(yùn)維人員在標(biāo)準(zhǔn)和過(guò)程控制中的失誤造成的回路接地，導(dǎo)致交流電流串入直流系統(tǒng)中，從而引發(fā)接地故障。

4)小動(dòng)物爬入直流系統(tǒng)的端子箱內(nèi)并且碰到箱內(nèi)接線，小金屬零件掉落在帶電回路上，雙配置的直流系統(tǒng)正負(fù)發(fā)生串接等都會(huì)引發(fā)直流系統(tǒng)接地故障。

2 變電站直流系統(tǒng)接地故障的查找原則

在變電站直流系統(tǒng)接地故障查找時(shí)，除了要對(duì)變電站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行狀況、天氣情況等進(jìn)行綜合分析，還應(yīng)嚴(yán)格按照信號(hào)回路→照明回路→操作回路→控制回路→保護(hù)回路的順序進(jìn)行故障點(diǎn)的查找，能夠及時(shí)有效地查找出接地故障點(diǎn)，在查找時(shí)還應(yīng)遵循以下3個(gè)原則。

1)根據(jù)站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀況和環(huán)境，結(jié)合故障發(fā)生的概率由大到小對(duì)故障進(jìn)行查找，例如先室外再室內(nèi)、先對(duì)信號(hào)和照明部分再對(duì)操作部分進(jìn)行查找、先檢修設(shè)備后運(yùn)行設(shè)備等原則。同時(shí)要對(duì)絕緣情況較差的回路進(jìn)行重點(diǎn)查找。

2)在查找接地故障時(shí)，要先查找用電負(fù)荷再查找電源。

3)如果各專用直流回路上的設(shè)備都處在運(yùn)行狀態(tài)中，不能暫時(shí)停電，就應(yīng)將直流系統(tǒng)解列后再進(jìn)行接地故障點(diǎn)的查找。

3 變電站直流系統(tǒng)接地故障的查找方法

接地故障嚴(yán)重影響著直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此必須盡快查找出接地故障點(diǎn)。常用的直流系統(tǒng)接地故障查找方法有以下3種。

3.1 使用“拉路法”查找故障點(diǎn)

“拉路法”主要是通過(guò)依次斷開各直流饋線，仔細(xì)觀察各直流饋線的接地現(xiàn)象，如果接地現(xiàn)象消失，則判斷該直流饋線發(fā)生接地故障。“拉路法”的作業(yè)順序是嚴(yán)格按照上述故障查找原則進(jìn)行，但是直流系統(tǒng)是變電站重要的操作電源系統(tǒng)，不能隨意中斷運(yùn)行，否則容易造成保護(hù)誤動(dòng)作、開關(guān)誤跳閘的現(xiàn)象。由此可見，“拉路法”受現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的影響較大，要在盡量減少拉路的前提下迅速地確定故障點(diǎn)，對(duì)運(yùn)行人員的接地故障查找經(jīng)驗(yàn)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的熟悉程度提出了更高的要求，一般與其他故障點(diǎn)查找方法配合使用。

3.2 使用“在線檢測(cè)法”查找故障點(diǎn)

“在線檢測(cè)法”是利用直流電源檢測(cè)裝置內(nèi)部的低頻電壓信號(hào)發(fā)生器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)的對(duì)地絕緣狀況，通過(guò)接地的極性來(lái)判斷接地故障所在的直流饋線。如果某直流饋線流過(guò)一低頻電流信號(hào)，并經(jīng)由電流互感器傳遞給檢測(cè)裝置，變電運(yùn)行人員則會(huì)根據(jù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算后，判斷出接地故障點(diǎn)。在使用“在線檢測(cè)法”進(jìn)行故障點(diǎn)查找時(shí)，運(yùn)行人員不需要依次斷開各直流饋線，與上述故障查找法相比受現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的影響較小，提高故障查找效率。但直流電源檢測(cè)裝置受在線檢測(cè)裝置技術(shù)和直流系統(tǒng)接線的影響，容易出現(xiàn)誤報(bào)或漏報(bào)等狀況，降低了故障查找點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

3.3 “自動(dòng)隔離定位法”查找故障點(diǎn)

在直流系統(tǒng)多饋線支路同時(shí)接地故障時(shí)，可采用“自動(dòng)隔離定位法”，具有較好的故障排查效果，“自動(dòng)隔離定位法”是將發(fā)生接地的直流系統(tǒng)各個(gè)饋線支路逐回切換到另一電壓相同的正常直流系統(tǒng)，通過(guò)判斷接地是否轉(zhuǎn)移來(lái)確定接地故障的發(fā)生點(diǎn)。該故障查找方法操作較為復(fù)雜，對(duì)運(yùn)行人員的技術(shù)水平要求較高。

上述3種接地故障查找方法不相互矛盾，甚至為提高故障查找效率和準(zhǔn)確性，降低對(duì)直流系統(tǒng)運(yùn)行的影響，還可將3種接地故障查找方法有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

4 接地故障處理措施

當(dāng)變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，應(yīng)按照上述故障查找原則和方法，盡快地找出故障點(diǎn)，為確保直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)采取以下有效措施。

1)在故障點(diǎn)確定后，運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)電氣設(shè)備檢修運(yùn)行規(guī)程，以最快的速度拆除直流系統(tǒng)各端子和開關(guān)等，并盡快消除故障點(diǎn)，在檢修過(guò)程中運(yùn)行人員需認(rèn)真填寫機(jī)電保護(hù)二次回路安全措施卡，詳細(xì)記錄整個(gè)拆除過(guò)程，防止在恢復(fù)接線時(shí)出現(xiàn)遺留、錯(cuò)接等問(wèn)題，進(jìn)而引發(fā)直流系統(tǒng)接地故障，影響直流系統(tǒng)盡快恢復(fù)供電。值得注意的是，在操作過(guò)程中，需要安排2名以上的運(yùn)行人員在場(chǎng)。

2)當(dāng)變電站直流系統(tǒng)的接地告警較嚴(yán)重時(shí)，通常都是發(fā)生了多點(diǎn)接地，此時(shí)應(yīng)采用檢測(cè)裝置來(lái)區(qū)分不同故障程度的回路，按照接地故障的嚴(yán)重性大小順序進(jìn)行處理。

3)定期檢測(cè)直流回路的絕緣情況，提前預(yù)防接地故障，提高直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。在實(shí)際操作中，使用各種先進(jìn)的檢測(cè)裝置定期檢查各個(gè)直流回路的絕緣情況，并重點(diǎn)監(jiān)控絕緣性能較差的直流回路，切實(shí)保持直流系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境良好。

4)在變電站二次設(shè)備設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)二次設(shè)備設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的審核，結(jié)合變電站所處的環(huán)境，降低直流系統(tǒng)接地故障發(fā)生的概率，如對(duì)室外端子箱加裝防潮除濕設(shè)備來(lái)提高其密封性，及時(shí)更換相關(guān)二次設(shè)備。此外，在二次設(shè)備投入前要進(jìn)行專業(yè)檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可投入使用，以降低接地故障的發(fā)生率。

5)在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能分離檢修設(shè)備和運(yùn)行設(shè)備的直流系統(tǒng)，避免檢修過(guò)程中的直流系統(tǒng)故障影響到正常運(yùn)行中設(shè)備電源的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際操作中，使用臨時(shí)的直流電源裝置，并利用絕緣監(jiān)測(cè)裝置對(duì)裝置直流電源進(jìn)行接地監(jiān)測(cè)，利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理故障，避免發(fā)生直流系統(tǒng)2點(diǎn)接地而引發(fā)誤跳閘事故或自動(dòng)裝置誤動(dòng)作事件，提高變電站設(shè)備系統(tǒng)的安全性。

6)運(yùn)行操作人員必須加強(qiáng)對(duì)各直流回路的巡查，并重點(diǎn)巡查絕緣性能較差的部位，以便及時(shí)定位接地故障并采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

變電站直流系統(tǒng)所處的環(huán)境復(fù)雜多樣，在一定程度上增加了直流系統(tǒng)接地故障點(diǎn)的查找難度。為了盡快準(zhǔn)確地找到直流系統(tǒng)接地故障點(diǎn)，運(yùn)行人員應(yīng)對(duì)直流系統(tǒng)接地故障的原因進(jìn)行綜合分析，結(jié)合接地故障處理原則，并合理運(yùn)用接地故障點(diǎn)查找方法查找故障點(diǎn)，確定接地故障點(diǎn)后，及時(shí)采取各種有效措施消除和預(yù)防接地故障隱患，確保直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。