變電站直流接地故障分析與對策

杜偉 彭雪華 劉孟 鄢學峰 馬文濤 彭敏池

摘要：實際上，變電站的直流系統(tǒng)，主要是由蓄電池、浮充電裝置并聯(lián)，直接提供給直流負荷的一種大規(guī)模的電力運行系統(tǒng)。在一般正常的情況下，直流系統(tǒng)內部主要電源的正極、負極的母線，對地面是直接絕緣的，一旦當電源的回路發(fā)生一丁點接地狀況時，通常情況下，并不會直接影響直流系統(tǒng)的穩(wěn)定、正常、順利運行。反之一旦當電路回路發(fā)生兩點，或者是多點接地的時候，就會直接造成直流系統(tǒng)內諸多電源的正負極出現短路的現象，內部的電源開關與保護會出現誤動，或者是拒動的現象。除此之外，在某些特殊的情況下，一點接地也有可能會直接導致保護誤動作出現。

關鍵詞：變電站;直流接地故障;分析與對策

引言

直流電源接地分為室內接地和室外接地兩種。室內接地是由于設備老化或施工工藝不規(guī)范引起的直流電源接地故障;室外接地是由于雷雨等異常天氣，使得端子箱或機構箱受潮、積水，降低二次回路正負電源的絕緣性，導致直流電源接地。另外，施工人員、維修人員的誤操作，也會導致直流電源接地現象的出現。一般來說，設備老化、異常天氣是造成直流電源接地的主要原因，因此，及時找出直流電源接地故障點，或依據直流電源異常變化進行故障點預判，是目前電力系統(tǒng)亟待解決的問題?；谏鲜鲈?，本文提出一種基于遺傳算法的接地故障搜索模型，可以幫助維修人員、監(jiān)測人員進行故障搜索。

1變電站直流系統(tǒng)接地故障原因

變電站直流系統(tǒng)由于長期運行中的各種因素而面臨著絕緣破壞等問題。直流系統(tǒng)接地故障有幾個原因，具體分析見下文。1）直流系統(tǒng)設備損壞。在長期運行過程中，如果直流系統(tǒng)中的二次回路和設備絕緣材料不符合相關使用標準且老化，或者在運行過程中存在壓力缺陷、繞組、磨損等，設備絕緣水平將降低。會導致元件發(fā)熱并導致燒傷。（2）環(huán)境因素的影響。由于系統(tǒng)設備長期處于戶外，受到風暴等惡劣環(huán)境的影響，經常受到濕度和灰塵的侵蝕，導致隔離裝置老化，降低了設備的隔離性能。3）操作錯誤或維護不足。包括二次回路和設備的連接和裝配不當，以及操作人員在標準和工藝控制中的錯誤導致電路接地，導致直流系統(tǒng)的交流電源連接不當，導致接地故障。4）小動物進入直流系統(tǒng)的端子盒，接觸箱內電纜，小金屬零件落到電路上，雙配置直流系統(tǒng)信號串聯(lián)可能導致直流系統(tǒng)接地故障。

2直流接地故障查找方法

當前，變電站直流系統(tǒng)接地故障確定的實際應用方法有牽引回路法、接地漏電流檢測法、直流在線絕緣監(jiān)測裝置接地定位法和接地定位法下文討論了這四種方法的利弊。

2.1拉環(huán)

直流故障查找方法中，電路牽引法是最常用的方法。如果接地故障，斷開其中一個直流電源，如果接地故障消失，則連接位置位于此電路中。相反，故障點不在此電路中，并且不間斷電源立即恢復。遵循此方法，直到找到故障點。使用此方法必須得到監(jiān)控和規(guī)劃中心的同意，并確保直流電源的斷電時間不要過長。如不大于3s，還應遵循信號電路、控制電路和最后保護電路的原則。實際上，這種方法只能在機箱或電路上找到故障點，而不能在故障點上找到故障點。此外，在較為復雜的直流系統(tǒng)中，極有可能出現非常規(guī)回路。目前，變電站設備不斷更新，自動化水平提高，電力需求增加，供電可靠性提高。如果直接切斷直流電源，可能會影響設備的穩(wěn)定運行。同時，經過多次擴展和技術改造，站內二次回路極為復雜，極有可能導致寄生回路的產生，從而大大增加了尋找故障點的難度。

2.2使用在線檢測查找故障點

在線檢測方法是利用直流電源檢測裝置內的低頻電壓信號發(fā)生器，實時監(jiān)測系統(tǒng)與地球的直流隔離情況，判斷地球因地球極性而出現故障的直流電源。如果低頻電流信號通過電流互感器傳輸到檢測設備，則電壓操作符根據檢測設備的檢測數據計算后確定接地故障點。使用在線檢測方法查找故障點時，操作員無需依次斷開直流電源，受現場工作環(huán)境的影響小于上述故障檢測方法，提高了故障檢測效率。但是直流電源檢測裝置受到在線檢測裝置技術和直流系統(tǒng)布線的影響，可能會受到誤報或誤報等條件的影響，從而降低了故障檢測點的精度。

3接地故障處理措施

變電站直流系統(tǒng)接地故障時，應按照上述故障檢測原則和方法盡快找出故障點，為保證直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，應采取以下有效措施。

1）確定故障點后，操作人員應嚴格遵守有關電氣設備的操作和維護規(guī)則，盡快拆卸直流系統(tǒng)的端子和開關，盡快消除故障點。維修過程中，操作人員應仔細填寫機電保護二次回路安全措施卡，詳細記錄整個拆卸過程，避免電纜修復過程中遺留問題和連接錯誤，這可能導致直流系統(tǒng)接地故障并影響系統(tǒng)請注意，操作過程中必須有兩個以上的運算符。（2）變電站直流系統(tǒng)接地報警嚴重時，通常有幾個接地點，此時應使用檢測裝置區(qū)分不同程度的故障電路，并按接地故障的嚴重程度和嚴重程度進行處理。（3）對于一部分不能夠停電的直流負荷設備，一定要提前利用備用的直流電源對其運行過程進行供電，這樣一來，便能夠進一步的保證在拉路的過程中，這個回路直流電源能夠持續(xù)不間斷的供電。（4）如若說直流母線中，所有的負荷在切除之后，相應的直流接地故障依然存在沒有消失，那么就說明了此次接地故障，是發(fā)生在直流電源這部分的，也就是：直流屏、蓄電池組、連結電纜等等。為了能夠從一定程度上盡可能的避免在實際查找故障的過程中，對負荷造成長時間的停電現象，導致更大、更嚴重的安全事故發(fā)生。通常情況下，需要先使用一整套由足夠容量的備用主流電源，比如說：備用的充電裝置，來給負荷進行供電，隨后將有接地故障的直流電源與外電路直接脫離，以此來更加方便查找直流接地的具體故障。（5）變電運維人員在日常巡視過程中，應加強對二次接線盒、開關端子箱的防潮防滲檢查，定期開展清掃工作，保證溫控器的正常使用。（6）在變電站大修、技改項目工作現場，及時更換絕緣程度降低的二次電纜、二次線及絕緣低劣端子板等二次設備，并及時清掃工作現場，確?，F場無金屬器件遺留。7）在展開查找接地故障的工作之前，需要盡可能的充分了解內部的具體情況，比如說：直流系統(tǒng)的運行有沒有什么異常的問題，回路是否還在繼續(xù)正常、順利的工作，外界的天氣狀況等等。在具體展開查找直流接地故障的時候，可以按照先信號燈、后照明的具體操作，先室外、后室內為主要的原則。當切斷這些具體的、專用的直流回路的時候，切斷的時間要控制在3秒之內，無論是回路接地是否能夠全面的接合上。如果說直流出現失電的現象，就會從一定程度上引起保護，以及自動裝置出現誤動的狀況，所以從這個角度來說，在切斷之前，一定要采取一些必要的安全措施。如果在查找直流接地故障的過程中，發(fā)現某一個專用的直流回路，發(fā)生接地的現象，那么就需要第一時間找出直流回路的接地點，將其盡快的消除。

結束語

變電站直流系統(tǒng)環(huán)境復雜多樣，使得直流系統(tǒng)接地故障點的定位在一定程度上更加困難。為盡快準確定位直流系統(tǒng)接地故障點，操作人員應對直流系統(tǒng)接地故障原因進行綜合分析，結合接地故障處理原理，合理利用接地故障點查找方法在確定接地故障點后，及時采取一切有效措施，消除和防止接地故障的危險，保證接地故障的穩(wěn)定運行。

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