變電站直流系統(tǒng)接地故障的分析及對策

張怡帆 鄭毅 李朝陽

摘要：作為給變電站各保護裝置提供電能的重要系統(tǒng)，直流系統(tǒng)在運行過程中，由于自身系統(tǒng)工作環(huán)境的復雜性、分布較廣、受外界因素影響較大等特點，所以容易出現(xiàn)運行過程中以接地故障為代表的各種故障發(fā)生。本文首先找出直流系統(tǒng)接地故障的常見故障原因，分析變電站接地故障查找方法的類型和各自優(yōu)點，最后提出針對變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障切實有效的解決方略。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng);變電站;故障分析

引言

變電站為城市的運行、工業(yè)商業(yè)的發(fā)展、人們的工作與生活提供了重要的電力支持，而作為變電站重要的系統(tǒng)組成之一，直流系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性愈發(fā)受到社會各界的廣泛關(guān)注。

一、故障原因

1.1 設備問題

直流系統(tǒng)當中的設備材料以及二次回路在長期的運行過程中，由于本身未達到安全的使用標準以及外界壓傷、磨損等因素造成直流系統(tǒng)設備絕緣老化或是由于元件發(fā)熱而引起的火災造成的設備損壞。

其次，安裝人員和維修人員在對直流系統(tǒng)設備和二次回路在進行連接、組裝、維修過程中由于操作人員的失誤造成的直流系統(tǒng)接地而引發(fā)的接地故障。

1.2 外界因素

直流系統(tǒng)由于長期的受到外界風吹雨打、風沙侵襲、濕氣腐蝕等惡劣環(huán)境的影響，導致設備在長期暴露下出現(xiàn)絕緣裝置老化而引發(fā)的絕緣性能下降。

其次，自然界的小動物無意間爬入直流系統(tǒng)的端子箱內(nèi)，并用身體碰到箱內(nèi)接線而引發(fā)線路中斷或是線路零部件掉落在帶電回路上，導致變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)串接等情況引發(fā)的接地故障。

二、接地故障查找方法

變電站對于直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障所采用的常見查找方法包括：拉路法、自動隔離定位法、在線檢測法三種。

2.1 方法一：拉路法

通過對變電站直流系統(tǒng)各個直流饋線進行依次斷開連接，派維修人員對各個直流饋線接地情況進行調(diào)查，如果在該段直流饋線檢測過程中出現(xiàn)接地現(xiàn)象消失，則可直接判斷該地是出現(xiàn)接地故障的區(qū)域。拉路法的優(yōu)勢在于檢測結(jié)果準確，而不足則表現(xiàn)在：由于變電站直流系統(tǒng)非特殊情況不能輕易中斷運行，否則容易導致隨意中斷而出現(xiàn)的直流系統(tǒng)開關(guān)誤跳閘、保護誤動作等現(xiàn)象發(fā)生。因此采用拉路法來進行接地故障的檢測，對于工作環(huán)境的要求較高。同時為了減少拉路法拉路的數(shù)量和中斷運行對直流系統(tǒng)的影響，要求維修人員能夠有較強的故障查找經(jīng)驗以及對直流系統(tǒng)線路有著較高水平的熟悉程度。

2.2 方法二：自動隔離定位法

采用自動隔離定位法能夠有效的將直流系統(tǒng)出現(xiàn)多條直流饋線發(fā)生接地故障時，能夠?qū)⒊霈F(xiàn)故障的直流饋線快速的切換到同一電壓的另一條正常的直流系統(tǒng)當中維護整體的運行，通過在多條直流饋線逐回切換過程中來判斷接地故障的發(fā)生點。雖然自動隔離定位法有較強的故障排查效果，但是需要有較高水平的運行人員才能確保自動隔離定位法操作的準確性和科學性。

2.3 方法三：在線檢測法

在線檢測法之所以能夠?qū)崟r的監(jiān)測變電站直流系統(tǒng)對地絕緣狀況，是由于借助直流電源低頻電壓信號發(fā)射器這一內(nèi)部裝置來實現(xiàn)根據(jù)接地的極性來判斷直流饋線出現(xiàn)接地故障的區(qū)域。運行人員通過使用在線檢測法對某一條直流饋線經(jīng)過電流互感器傳達低頻電流信號，來進行檢測裝置收集的檢測數(shù)據(jù)的計算、分析、判斷是否為接地故障區(qū)域。在線檢測法的最大優(yōu)勢就是不需要運行人員對直流系統(tǒng)進行切斷直流饋線，而且工作環(huán)境對于在線檢測法的影響較小。但是低頻電壓信號發(fā)生器、電流互感器、檢測裝置技術(shù)設備與技術(shù)的好壞直接會影響故障查找的準確性。

三、針對變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的有效對策

首先，對于出現(xiàn)接地故障的直流饋線區(qū)域，必須要確保每一次改造和修改后的故障現(xiàn)場能夠與直流系統(tǒng)設計圖紙的位置和相關(guān)內(nèi)容的一致性。對于每次改造和修改的內(nèi)容要在圖紙上進行注釋和標記，確保修改后的各個直流饋線能夠保證連接的準確性和描述的正確性;其次，在對直流系統(tǒng)各個直流饋線儀器儀表進行檢查時，盡可能將直流系統(tǒng)的運行設備與維修設備進行分離，避免運行人員在進行發(fā)生接地故障區(qū)域維修過程中，使用的檢修設備造成對直流系統(tǒng)正常運行的狀態(tài)的破壞和干擾。同時，利用絕緣檢測裝置以及臨時的直流電源裝置來實現(xiàn)對檢測區(qū)域的裝置直流電源進行接地檢測，避免由于在進行接地檢測過程中出現(xiàn)直流系統(tǒng)二點接地面而引發(fā)的直流系統(tǒng)誤跳閘或是誤動作的事故發(fā)生;再者，對于直流系統(tǒng)二次設備設計和維修過程中，必須要結(jié)合變電站的周圍環(huán)境來切實加強對于二次設備的審核要求，來切實降低治療系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)接地故障的頻率和危害性。同時在直流系統(tǒng)設備二次設計正式投入前，必須要確保整體運行的安全性和專業(yè)檢測合格標準后，才可正式投入到直流系統(tǒng)運行體系中;最后，在對直流系統(tǒng)二次回路和絕緣材料進行巡查過程中，運行操作人員需要重點對直流饋線絕緣性能較差的區(qū)域進行巡查和標記，當該區(qū)出現(xiàn)接地故障時能夠快速的定位和采取有效解決措施。

四、結(jié)束語

電力企業(yè)的發(fā)展、社會工商業(yè)的運行、人們?nèi)粘５纳钆c工作電力資源穩(wěn)定性的重要基礎，在于確保電力輸送設備以及直流系統(tǒng)能否保持運行的穩(wěn)定性與安全性。因此，變電站以及相關(guān)的運行人員必須要靈活的選擇和搭配接地故障的查找方法，來切實保證我國變電站直流系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與運行過程中的安全性。

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