變電站直流系統(tǒng)接地故障及環(huán)網(wǎng)危害分析處理研究

張明達(dá)

（山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司,濟(jì)南 250101）

1 變電站直流系統(tǒng)常見接地故障原因及其種類

變電站直流系統(tǒng)主要有兩大部分，即充電屏與蓄電池。充電屏內(nèi)具有絕緣檢測(cè)儀、充電模塊等組成；蓄電池即由電極、電解質(zhì)、隔離物及外殼組成。變電站直流系統(tǒng)常見接地故障常見有以下幾類：首先是蓄電池或充電屏的電纜或絕緣座等部分出現(xiàn)破損或者絕緣老化、破損，出現(xiàn)漏電；再次是外因引起，如由機(jī)械振動(dòng)過(guò)大，系統(tǒng)中的電纜摩擦金屬體，造成絕緣損傷，引起漏電；三是環(huán)境引起，如積塵多，空氣潮濕，如接線端子、PCB板集有灰塵，在空氣濕度較大的情況下，絕緣下降；四是生銹。如儀器儀表的金屬外殼；五是漏水。如端子箱、壓力表密封不好；六是裸露。如備用電纜芯沒有包好、墊片或螺桿掉在空開上同時(shí)接觸到柜體和任一極。

變電站直流系統(tǒng)常見接地故障常見種類主要有以下幾項(xiàng)：首先是電纜接地。造成電纜接地有兩方面原因，即絕緣老化、鋪設(shè)時(shí)或者檢修時(shí)操作不當(dāng)遭到損傷；再次是元件接地。元件接地主要是元件質(zhì)量不可靠，絕緣材料不過(guò)關(guān)或者在制造過(guò)程中絕緣部分受到損傷，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，如遇到潮濕空氣，薄弱部位漏電，發(fā)生直流接地故障；三是蓄電池接地。蓄電池長(zhǎng)期過(guò)充電、過(guò)溫，導(dǎo)致殼體膨脹裂開，殼體老化，蓄電池底部微小顆粒，在應(yīng)力的作用下，將蓄電池底部殼體頂壞；四是交流竄電接地。220V交流照明電源與PT57.8V電壓源，由于絕緣下降、誤碰、誤接等原因，串入直流系統(tǒng)；五是直流竄電接地。即環(huán)網(wǎng)接地。六是系統(tǒng)的絕緣裝置引起的接地。如絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴(yán)重老化或者二次回路絕緣材料絕緣性能低等。七是人為引起接地。如二次回路接線裸露、陰雨天沒能及時(shí)加設(shè)防雨裝置、檢修時(shí)檢修質(zhì)量不高等誤將控制電纜外皮絕緣損傷等眾多原因。

2 直流系統(tǒng)接地會(huì)可能造成的危害

直流接地故障中兩點(diǎn)接地同一點(diǎn)接地比較，其危害相對(duì)較大。一點(diǎn)接地發(fā)生后，一般會(huì)引起自動(dòng)裝置或者保護(hù)裝置出現(xiàn)拒動(dòng)作或者誤動(dòng)作，不會(huì)造成大事故，二兩點(diǎn)接地不但會(huì)造成保護(hù)裝置出現(xiàn)拒動(dòng)作與誤動(dòng)作，而且還會(huì)導(dǎo)致直流熔斷器熔斷、控制回路失電，造成系統(tǒng)癱瘓，尤其復(fù)雜保護(hù)回路中出現(xiàn)同極兩點(diǎn)接地，很容易將一些保護(hù)繼電器進(jìn)行短接，造成更大的事故。如下圖所示：

圖中A、B 兩點(diǎn)出現(xiàn)接地故障，會(huì)將繼電器KM的兩個(gè)點(diǎn)，即KA1與KA2的接點(diǎn)進(jìn)行短接，這樣就會(huì)導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)誤動(dòng)作而跳閘。圖中A、C兩點(diǎn)出現(xiàn)接地故障時(shí)，繼電器KM的接點(diǎn)也會(huì)因短接，導(dǎo)致繼電器出現(xiàn)誤動(dòng)作。同樣道理，A、D 兩點(diǎn)與F、D兩點(diǎn)出現(xiàn)接地故障，均會(huì)導(dǎo)致開關(guān)誤動(dòng)作。

如果接地故障出現(xiàn)C、E兩點(diǎn)，B、E兩點(diǎn)或者D、E兩點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)。

如果接地故障點(diǎn)出現(xiàn)在A與E兩點(diǎn)，則就會(huì)引起系統(tǒng)中熔斷器熔斷，使系統(tǒng)失電；如果接地故障點(diǎn)出現(xiàn)在B、E兩點(diǎn)或者C、E兩點(diǎn)，系統(tǒng)的保護(hù)專職就會(huì)動(dòng)作時(shí)，引起熔斷器熔斷后，就可能將繼電器觸點(diǎn)燒毀。

3 直流接地處理措施

上述直流接地危害中可以看出，系統(tǒng)中正極或者負(fù)極出現(xiàn)接地，只要有一個(gè)接地，對(duì)地出現(xiàn)了新接地，如果不能快速修復(fù)，很容易導(dǎo)致兩點(diǎn)或者兩點(diǎn)以上接地故障現(xiàn)象出現(xiàn)，造成更大的設(shè)備事故。

4 直流環(huán)網(wǎng)的危害

直流環(huán)網(wǎng)的危害很大，首先會(huì)縮短直流系統(tǒng)中蓄電池的使用期；其次小的直流饋線中,環(huán)流現(xiàn)象很容易造成饋線燒毀，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)火災(zāi)；接地故障檢測(cè)不能得到精準(zhǔn)檢測(cè)，不能對(duì)系統(tǒng)報(bào)警不能及時(shí)校正。四是直流環(huán)網(wǎng)很容易讓繼電器等發(fā)生誤動(dòng)作，對(duì)安全生產(chǎn)極為不利。

5 環(huán)網(wǎng)故障查找措施

（1）操作人員可依據(jù)變電站直流系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)狀況，進(jìn)行分,排除環(huán)網(wǎng)故障現(xiàn)象。倒閘操作時(shí)原運(yùn)行的母線不可失去電壓。正常運(yùn)行時(shí)蓄電池不得退出運(yùn)行，整流器不可單獨(dú)作電源供直流盤。沒有核對(duì)直流電源的極性和壓差的并列點(diǎn)，不得并列，正常運(yùn)行時(shí)兩組直流系統(tǒng)不得并列。

（2）利用“直流系統(tǒng)帶電解環(huán)儀”快速查找。譬如使用QDB-81直流接地查找儀，可快速找各種接地故障；標(biāo)準(zhǔn)正弦波形顯示，查找接地快捷；通過(guò)測(cè)量可顯示支路接地電阻與接地信號(hào)波形 ；可用信號(hào)源、手持器雙層抗分布電容設(shè)計(jì)，消除分布電容影響 ；區(qū)分平衡電阻接地，消除檢測(cè)死區(qū) ；測(cè)量交流接地電壓（25-250v），排除交直流串電故障 ，24v-220v直流系統(tǒng)通用。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，變電站直流系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，直流系統(tǒng)的用電負(fù)荷極為重要，對(duì)供電的可靠性要求很高，直流系統(tǒng)的可靠性是保障變電站安全運(yùn)行的決定性條件之一，必須加強(qiáng)其日常的維護(hù)，加強(qiáng)對(duì)接地故障的成因、查找方法以及解決措施，提升故障處理效率。才能避免電氣事故，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]陳神思.直流系統(tǒng)接地故障的分析與處理[C].福建省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)分會(huì)場(chǎng)——提高水力發(fā)電技術(shù)促進(jìn)海西經(jīng)濟(jì)建設(shè)研討會(huì)論文集,2007.

[2]呂陽(yáng).直流系統(tǒng)接地故障的分析[C].重慶市電機(jī)工程學(xué)會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集, 2010.