變電站直流接地故障異常排查案例分析

盧杰永

摘要：直流系統的安全運行能夠確保變電站的電力設備正常運行，一旦直流系統發生了接地故障，將會對變電站的電力設備正常運行造成一定的威脅。本文將會以案例簡單說明如何排查、分析變電站的直流接地故障。

關鍵詞：變電站 直流系統 接地故障

一、變電站直流接地故障案例

在我國某變電站曾經出現過直流屏曾經發生“直流接地”報警信號，“輕故障”的指示燈亮了，當時的值班人員馬上按下“消音”按鈕，但是“輕故障”的指示燈并沒有馬上暗下去，但是由于當時該變電站的直流屏電源監視裝置并不能顯示出故障的大體位置在哪里，所以該變電站馬上組織故障搶修工作，展開故障異常排查工作，并及時解決這一故障。本文將會以此案例對變電站直流接地故障的排查工作進行簡單的分析。

二、直流系統出現接地故障的主要原因

直流系統是變電站中獨立的一個操作電源，為變電站內的電氣設備、保護裝置、信號裝置等設備提供電源。一般的直流系統是由蓄電池、充電裝置、直流負荷，以及直流回路等四部分組成，其工作電壓是110VDC或者220DVC。直流系統的不同部分具有不同的功能，這四部分組合成一個整體，為變電站的電氣設備供電過程中，確保能夠保護和控制回路中的元器件。

一般地，根據直流接地點的位置可以分為室內直流接地和室外直流接地，按照直流接地的極性又可以分為正接地和負接地，按照直流接地的程度又可以分為直接接地（又稱金屬接地或者全接地）和間接接地（又稱為非金屬接地或者半接地），按照接地的情況可以分為絕緣接地、環路接地、單點接地，以及多點接地，以接地的時間長短為為依據，又可以分為瞬間接地和永久接地，因此，直流系統出現接地故障的主要原因可根據接地故障的種類而有所不同：

（一）天氣原因

某些戶外二次接線盒的密封工作不到位，或者長時間沒有檢修，導致在下雨的時候，雨水滴落到接線盒中，令接線樁頭和外殼導通起來，引起接地故障。而假如瓦斯繼電器的的防護工作不到位，雨水滲入到接線盒中，當雨水逐漸增加，直至淹沒接線柱的時候，將會發生在直流接地故障，甚至會引起跳閘的情況。而在初春的梅雨天氣，空氣中的濕度過高，將會導致戶外電纜芯的破損處，或者黑膠布包扎的地方，絕緣能力大大降低，導致接地故障的發生。

（二）人為原因

人為原因主要有過度的擠壓和磨損、接線松動，以及錯誤接線等原因。過度的擠壓和磨損容易令二次線絕緣皮破損，造成直流接地故障。而接線松動，繼而脫落，線頭就會搭在鐵件上，引起接地故障。而錯誤接線屬于人為專業技術不過關，導致電纜芯接觸鐵件，引發接地故障。

三、變電站出現直流接地故障的危害性

當直流系統出現接地故障的時候，對地電壓的正、負極就會出現變化，令接地極的對地電壓降低，非接地極的對地電壓升高，在出現和恢復接地故障的瞬間，繼電器跳閘的回路極有可能會出現誤動跳閘的情況。這主要是因為長電纜在遠距離的起動過程中，中間繼電器回路容易因為較大的分布電容，而造成中間繼電器誤動跳閘。當出現兩點接地的情況的時候，直流系統極有可能會形成接地短路，出現繼電保護、直流保險絲熔斷、自動裝置拒動或者誤動，從而令變電站中的控制回路、自動裝置等電氣設備失去電源，很有可能會引起嚴重的后果。當直流系統的保護開關拒動的時候，甚至會出現越級跳閘的情況，令當地出現大面積停電的情況。

四、變電站直流接地故障異常排查方法

一般地，當變電站的直流系統出現故障的時候，其排查原則是“先次要、后主要、先室外、后室內”，檢查無誤后再用拉路試探法進行詳細的檢查。但是隨著科技的發展，現在已經有很多種方法可以簡單地排查變電站直流接地故障異常：

（一）根據出現故障時的運行情況、操作情況以及天氣情況等進行判斷

這種方法是最簡單，但同時又是最需要工作人員的工作經驗的方法。在上述的案例中，當時的排查方法是考慮到全變電站的工作符合高達8000KW，如果采取相關的設備進行排查和檢測，處理時間較長，造成的風險也比較大。通過仔細的檢查之后，確定室外直流系統運行設備沒有出現異常情況后，就初步把故障異常的出現地點鎖定在室內。而當時正處于運行狀態的就只有三面高壓柜放置電源新工作，于是，當時的工作人員就對這三面高壓柜進行重點的檢查。二十分鐘后，打開高壓開關柜柜內的低壓電纜走向槽發現，一條直流事故音響信號小母線電纜的絕緣層出現損壞，并與高壓柜的柜體相碰，把這條電纜移開，故障現象就消失了。當時在場的工作人員把這根故障的電纜進行單獨的處理，然后讓直流系統的運行工作恢復正常。整個過程耗時四十五分鐘，足以可見，工作人員的工作經驗是否豐富將會直接影響接地故障異常排查和處理的速度和效率。

（二）利用絕緣監測裝置判斷

在變電站中，一般的直流母線會分為兩段，并各自裝有絕緣監測裝置。當直流系統正常運作的時候，監測裝置將會顯示母線的工作電壓，并同時監測直流系統的正、負母線的絕緣情況。這種監測裝置的優點在于能夠實時進行監測工作，并能夠隨時對直流系統是否出現接地故障進行監控，顯示接地回路的編號，但是對于出現故障的位置并不能夠準確定位，加上技術上的限制，很難把故障范圍縮小到一個較小的范圍，而且采用絕緣監測裝置來排查接地故障的話，需要在變電站中進行施工安裝，對于變電站的改造工作是十分不便的。總的來說，這種裝置并沒有過于廣泛使用，誤報情況較多，而且精度也不高。

（三）便攜式直流接地故障裝置故障定位法

這是近幾年在電力系統市場中應用較為廣泛的故障排查方法。采用這種故障排查方法的時候，并不需要斷開直流回路電源，可以在帶電的情況下查找接地故障，同時，還不需要再使用“拉回路”的方法，在一定程度上提高了排查直流系統接地故障的安全性，而且還可以準確排查故常的出現地方。但是市面上出現的大部分這類型產品的檢測精度都不高，容易受到外界的干擾而出現誤報的情況。

五、結言

在變電站中，除了接地故障，直流系統還可能會出現過負荷工作、整流器故障、監控裝置故障等問題。不論是那一種類型的故障，只有在實際的工作過程中不斷發展問題，并采取合適的措施去完善問題，才能夠不斷提高解決問題的能力。

參考文獻：

[1]俞德華.變電站常見直流接地故障案例分析及處理[J].湖北電力..2011（06）

[2]廖軍.吳勝等. 直流接地故障分析與查找[J].廣東電力.2013（01）.

[3]高科.220kV變電站中直流系統接地故障探究[J].中國電業..2013（05）

[4] 張發梅. 變電站直流接地故障分析[J].科技創新與應用.2012（30）.