直流系統接地故障及處理分析

李思文

摘 要：直流系統作為獨立的電源，其在水力、電廠及變電站等地方應用的較為廣泛，其可以為電氣和熱控提供重要的電源系統，對機組的正常運行具有較大的影響，所以對于直流系統需要進行良好的維護，減少其故障發生率，從而確保電廠運行的穩定性。本文對直流系統的作用和構成進行了分析，并進一步對

關鍵詞：發電廠 直流系統 維護 故障處理

中圖分類號：TM91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0213-01

1 直流系統的作用

目前在發電廠和變電站中，其直流系統主要為控制、信號、繼電保護、自動裝置和遠動通訊裝置等提供直流電源，確保其電源的可靠性。而且還可以為事故提供照明電源，為操作提供操作電源，所以其在發電廠內有著非常重要的作用。具有一個穩定的直流系統，是確保發電廠安全運行的關鍵。

2 直流系統的構成

目前在發電廠和變電站內，相控型充電裝置已開始全面的被高頻開關模式所取代。高頻開關電源模式自身具有較多的優點，不僅實現了高效的充電率，而且易于操作，很少發生故障，而且在帶電情況下可以進行插拔，維修上非常便利。 直流系統主要由充電模塊、監控單元、直流饋電單元、降壓單元、絕緣監測、蓄電池組等組成。由多個高頻開關電源模塊可以組成一臺完整的充電柜，所以即使單個充電模塊發生故障時，臨時情況下可以利用備用的充電機模塊來進行代替，然后對故障模塊進行處理后，即能重新投入運行。

直流系統內的充電模塊和蓄電池組都依靠監控單元來進行指揮，所以可以說監控單元作為指揮系統，不僅能夠通過對參數設置來實現控制，而且還可以對故障進行有效的監視，一旦有故障發生時，則會在第一時間內將故障信息進行上傳，從而更便于運行人員能夠在第一時間發現，及時進行處理，確保系統運行的穩定性。

3 直流系統的主要故障及預防和處理原則

直流系統故障主要有充電模塊故障、監控單元故障、絕緣監測裝置故障、蓄電池故障、直流系統接地故障等。目前在直流系統中的充電部分是由多個模塊組成的，而且冗余較大，所以即使充電部分發生故障，對直流系統的影響也不是很大。在直流系統運行過程中，由于其網絡較為龐大，而且處于較復雜的運行環境下，這就導致發生直流接地故障的可能性變大，這是一種最為常見的故障，而且處理起來也較為困難，會對直流系統的運行帶來較嚴重的影響，所以加強對直流接地故障的預防和處理是當前直流系統維護的主要工作內容。

3.1 日常巡查

為了保證直流系統運行的穩定性，則需要在日常巡查工作中，加強對三相交流輸入電壓、運行噪聲、保護信號、直流輸出電壓值和電流值、充電模塊的輸出電流、正負母線對地絕緣和通訊裝置等是否處于正常運行狀態進行檢查，及時發現異常情況并及時進行處理。隨著技術的發展，目前充電模塊上都具有監控系統和定時均充等功能，所以需要在平時檢查中對充電模塊自動均充定期、充電電流和充電電壓進行檢查，同時做好相關的記錄。

3.2 監控系統故障

監控系統內部結構較為復雜，而且集成性較高，直流系統中的告警信息都是由監控系統來進行記錄的，通過監控器可以實現查詢，所以對于這樣的復雜和高集成化的系統，一旦內部元器件發生故障，則需要由設備的制造廠家來進行處理，不需要技術人員來進行。

如果受直流系統的工作環境和操作過程影響，少數情況下外界干擾或監控內部硬件“瞬間故障”，可能造成系統誤告警或監控死機現象。出現無法自動恢復的軟件故障，可通過系統菜單中所提供的“初始化”功能對監控器進行重新設置，需注意的是初始化后，系統參數必須重新輸入。所以，系統調試開通后，應記錄下所需的參數設置。如“初始化”無法排除系統故障，則必須將其退出運行，由廠方專業人員進行檢查修復。另外一種方法是可將裝置工作電源長時間斷開，然后，再進行上電，這種方法對于死機的現象一般能夠恢復正常。

3.3 蓄電池故障的預防

蓄電池在運行過程中受溫度的影響因素較大，一旦所處環境溫度不適宜，則會直接影響到蓄電池的使用壽命。所以需要確保蓄電池組室的良好環境，需要安裝空調，使溫度始終控制在25℃左右，從而保證蓄電池充分的發揮其使用效能，確保其使用壽命。所以在進行日常檢查時，需要對蓄電池的連接片、殼體、極柱、安全閥、絕緣電阻、溫度等進行檢查，確保其無異常情況發生，另外在檢查時還需要對單只蓄電池的電壓和電阻進行檢查，確保其處于正常的狀態。

3.4 直流系統接地故障的處理

3.4.1 直流系統接地故障處理步驟

（1）當時有檢修工作、易受潮或正進行操作的回路；（2）選可疑或經常易接地的回路如高低壓動力、機爐事故音響、熱工回路；（3）變壓器及重要設備的控制回路；（4）絕緣水平低、存在設備缺陷及有檢修工作的電氣設備和線路進行檢查，是否有接地情況；（5）拉開直流照明電源開關；（6）拉開斷路器合閘電源開關；（7）拉開斷路器操作電源開關；（8）檢查蓄電池、硅整流裝置及充電機回路是否有接地現象；（9）當發現某一專用直流回路有接地時，應分別斷開各分支路的操作直流開關，找出接地點，并進行處理。

3.4.2 直流系統接地故障處理過程中的注意事項

（1）當直流系統發生接地時，禁止在二次回路工作。（2）檢查直流系統一點接地時，應防止直流回路另一點接地，造成直流短路。（3）禁止使用燈泡尋找接地點，以防止直流回路短路。（4）在接路尋長直流接地前，應采取必要措施，防止因直流電源中斷而造成保護裝置誤動作。（5）使用儀表檢查接地時，所用儀表的內阻不應小于2000歐伏。（6）在尋長和處理直流接地故障時，必須有二人進行。（7）防止保護誤動：一般的保護裝置出于反措的要求一般都有防止直流電源消失保護誤動的措施，對重要設備或新投產不久的設備，事先要采取措施，如申請調度斷開保護跳閘壓板。（8）做好事故預想：拉路或取控制保險時，應事先通知值班人員，做好事故預想，以防開關誤跳或出現其它異常情況。如取交流低壓電機控制保險時，若合閘接觸器保持接觸不良，則會造成接觸器釋放。值班人員發現設備跳閘或自投應立即處理。

3.5 直流接地選線裝置監測法

該裝置能在線監測，隨時報告直流系統接地故障，并顯示接地回路編號。但該裝置只能監測直流回路具體接地回路或支路，無法定位具體的接地點；受監測點安裝數量的限制，該裝置很難縮小接地故障范圍，且必須進行施工安裝，不便于舊系統的改造；此類裝置還普遍存在檢測精度不高、抗分布電容干擾差、誤報較多的問題。

4 結語

目前我國電力系統發展的速度不斷加快，隨著規模的不斷擴大，電力系統開始向超高壓和大容量的方向發展，這就更需要確保直流系統運行的穩定性，所以加強對直流系統的維護工作更具有重要性，所以在現有條件及實踐經驗下，建立一套完整的電廠直流系統維護模式已勢在必行。

參考文獻

[1] 張大東，張金彪，張曉梅.發電廠、變電站直流系統接地的危害及查找、處理方法[J].科技信息，2010（23）.

[2] 汪淑奇 文煉紅 楊繼明.單元機組設備運行—電氣設備與運行.北京：中國電力出版社，2009.