典型直流接地故障查找及分析

摘要：針對惠州深能源豐達電力有限公司＃2發電機直流系統間歇性接地故障的情況，本文討論了直流接地的分析查找及其接線方面的問題，分析其間歇性動作的原因，最后提出解決處理方法改進措施，以供有關同行參考。

關鍵詞：直流；接地；原因；分析；處理

1 故障現象

惠州深能源豐達電廠隸屬深能源集團，I期工程總裝機2×18萬千瓦燃氣蒸汽聯合循環機組，每套包括：1臺PG9171E型燃氣輪發電機組、1臺三壓余熱鍋爐、1臺雙壓純凝式汽輪發電機組。其中燃氣輪發電機組及輔助設備全套進口，其直流系統電壓為135V。

根據現場運行人員介紹，大約從2005年3月起，開始在晚上停機和凌晨開機過程中出現直流負極接地瞬時告警現象，時間間隔約一個月，但在正常運行及停機后一切正常，無法確認故障，因此也沒有引起重視。10月之后直流負極接地報警間隔逐步縮短到2個星期、1個星期。從11月11日開始，每次開、停機均會報直流負極接地，都是瞬間接地，并且在起機過程投入勵磁后并網前導致勵磁開關跳閘，雖然復位后正常，沒有影響機組并網，但嚴重影響到機組的安全運行。電廠電氣檢修人員從11月11日起，利用示波器連續監測直流母線對地電壓，從記錄波形可看出，接地報警時正極對地電壓瞬間從60V升至112V，即瞬間負極幾乎全接地，同時檢測到勵磁開關跳閘。

2 誤跳勵磁開關的處理

由于公司沒有專業的直流接地檢測儀器，聯系借用專業廠家儀器利用晚上12：00后停機階段，仍然是瞬間報直流接地，負極接地故障，因持續時間太短，而無法查找，經共同分析，決定模擬接地，以圖找出負極接地引起誤跳勵磁的原因。

首先模擬正極接地，不跳勵磁，再模擬負極接地，每次都誤跳勵磁，充分說明是由于負極接地引起勵磁開關誤動作，而勵磁開關跳閘是因為在并網前檢測到主開關閉合（與實際位置不符），110V線路開關輔助接點有6個，嘗試調換接點的位置，最后將跳勵磁開關的110V輔助接點由中心調到邊緣再不誤跳勵磁開關。

在接下來10天左右，既沒有報直流接地，也沒有誤跳勵磁開關，但到了11月28日又開始報直流接地，雖然勵磁開關不跳閘，但接地持續時間多達2小時。

3 直流接地的處理

利用接地故障期間在直流回路接入便攜式直流接地檢測設備，直流系統對地電阻由正常的15K降至2.3K，迅速開始檢測各直流出線負載支路，除Q077支路檢測電阻為2.3K以外，其他支路電阻都大于999K，接地電流2.714mA也都流入Q077支路，說明接地點在Q077支路，Q077給熱控部分供電，后經熱控拉閘，確認該分支路有一電磁閥接地，斷開電磁閥直流供電回路，直流系統對電壓恢復正常，對地電阻上升至15K，該電阻由平衡橋正負極各30K并聯而來。

4 原因分析

4.1 直流接地導致勵磁開關誤跳閘原因

應該說此次間隙性直流負極接地故障，盡管給維護人員工作帶來了極大的困難，但發現了負極接地導致勵磁開關跳閘的隱患，由是在開停機時發現，而沒有造成什么損失是值得慶幸的，如果是在運行過程中發生負極全接地，那極有可能導致更大的停機事故。

正常情況下，直流系統發生一點接地，是不會導致誤動或拒動的，此次出現這種情況，一是輔助接點之間存在某種電磁耦合，在空節點上產生一定的電壓，導致光耦導通，啟動勵磁跳閘，另一方面，從光耦輸入級空節點一端輸入8-9V便可以使光耦導通，又沒有抗干擾措施，在電路設計方面存在某種缺憾。如圖1所示，可通過減少R1增加R2，使光耦導通時在b點電壓提高，抗干擾能力隨之提高。

4.2開停機出現負極接地的原因

一般來說由于直流系統負荷分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以，很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。本次接地故障就是由于電磁閥工作線圈逐步磨損導致，并且由于其旋轉導致的間歇性使得維護人員無法及時定位故障點。

用記憶示波器觀察到正極對地電壓波形如圖2所示：正常電壓為68V，故障期間升高至+99V左右，即負極接地，負極電壓大概-35V。

從波形圖看出確實是間歇性瞬時的負極接地，周期大約為900ms，這是由于電磁閥在工作時是旋轉的，在該線圈工作電壓的作用下，絕緣薄弱環節慢慢的被擊穿，而形成間隙性的接地，但其過程是十分緩慢的，直到絕緣不能及時恢復時，才出現連續的間歇性瞬時的負極接地。

該電磁閥正常情況應該是可以承受工作電壓的絕緣耐壓的，由于本身存在絕緣缺陷或者是安裝不符合規范才導致絕緣擊穿，如果還有類似情況發生則應及時更換能滿足這種運行環境的電磁閥。

5結論

直流系統發生接地，應及時排查，否則即使一點接地也有可能釀成大事故，對于間歇性的接地報警也應當予以足夠的重視。

配備有效的直流系統接地檢測設備，不但能帶電處理直流接地故障，而且速度快，可起事半功倍的效果。

對進口設備，應讓廠家提供詳細的圖紙，需盡快消化熟悉，以便進行分析，及時處理故障。

各專業的協作，在本次直流系統接地故障中發揮了重要作用，在今后的工作中，應多加強這種合作，以提高工作效率。

對于在運行中不能中斷的直流負荷，停機后有沒有故障現象的支路，可以模擬接地故障現象，分析其影響，采取有效的防范措施防止故障擴大。再利用其他時間進行仔細查找故障支路。

參考文獻

[1]徐海明.直流設備檢修．北京：中國電力出版社，2003．