變電站直流系統接地故障查找方法研究

李家淇

摘 要：直流系統對變電站的正常運營有非常重要的意義。對于變電站而言，最難處理的就是直流系統中的線路接地問題。因此，全面闡述了接地故障的多種檢測方法，以期為變電站的安全運行提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：變電站；直流系統；接地故障；平衡橋

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.156

目前，直流電源已經被廣泛運用在了各個變電站的裝置及回路中，比如繼電保護裝置、控制以及出口回路等，進而組成了直流系統。只有變電站中的直流系統是可靠的，變電站才能實現高效、穩定運轉。在實際中，變電站的很多區域都會存在直流系統，如果遇到惡劣天氣或發生電纜老化的情況，則可能使直流系統出現接電故障，且在實際操作中，檢測接地故障的難度非常大，這是因為直流系統在變電站中的分布十分復雜，線路的數目也比較多。

1 變電站直流系統接地的原因

變電站中直流系統的線路回路眾多、工作負荷較大，如果遇到極端天氣或其他狀況（線路老化、外部擠壓、漏水等），則可能導致其絕緣程度下降，最終引發線路接地。除上述原因外，人為原因也可能造成線路接地，比如，安裝工人在安裝中隨意使用電纜、工程防水工作不到位、電纜的絕緣層被破壞等。

2 直流系統接地的查找方法

當變電站的直流系統無法正常工作時，應先找到故障的確切位置，并依據以往的檢測經驗和經典案例研究故障原因，最后處理已發生的故障，從而確保直流系統可正常運行。

2.1 直流電橋

直流電橋可分為平衡橋、不對稱橋兩類。它通常用來檢測直流系統。平衡橋的理論依據為：直流系統中的正極或負極下降打破了電橋原有的平衡時，通過不平衡的程度確定故障位置。這種方法最大的缺陷是應用范圍非常小，僅能體現正、負極的狀況，無法完整地反映整個系統的狀況。

低頻電壓一般作用于直流母線與地面之間。一般而言，直流電路是不會接地的，且在正常工作狀態下，其僅允許直流電流流過。如果電路中某一部分出現了接地問題，則系統會自動使低頻電流通過該路段。此時，后臺的專屬檢測軟件會接收到該信號，最終通過計算、分析可找到線路接地的區域，且可了解電阻接地的程度。拉回路法是以往檢測接地的方法之一，采用該方法時各回路會間歇性地斷電。目前，低頻信號的發送和接收不需要依靠間歇性斷電，直接可檢測到發生故障的路段和具體的接地情況，極大地提升了工作效率。

2.2 低頻信號注入法

目前，主流的做法是采用電橋法確定故障的水平位置，采用低頻信號法確定故障的深度，進而得到確切的故障位置和數值。當裝置發生故障時，通常采用雙不對稱電橋法來處理。采用閉合電路測定電壓，可得到線路的絕緣情況。如果線路中的正極存在絕緣問題，正母線測定的電壓會偏??；如果線路中的負極存在絕緣問題，負母線測定的電壓會偏小。

2.3 拉路法

拉路法是電力系統故障排查中一種較為簡單的方法，其原理為：由于線路接地處為負極，負極可在直流導線下產生電流，因此，人們可斷開直流導線，觀察線路的電流情況，從而判斷接地位置。如果在電力系統中發現變壓電直流系統接地的情況，可采取拉路法觀察接地是否消失。如果接地已消失，則說明接地存在于切斷的導線中；反之，則應立即重連所有的導線，并再次使用拉路法一一排查其他線路，最終確定直流系統接地故障產生的原因。但在實際情況中，受到電力系統變電站規劃和施工等方面的影響，易導致系統的各項回路錯綜復雜、線路放置比較混亂，且系統控制線路、反饋線路等回路存在一系列的問題，進而增大了實施拉路法的難度，增大了系統直流接地故障排查的難度。因此，在建設電力系統的過程中，應注意這方面的問題。

2.4 自動隔離定位法

采用隔離定位法，可在查找接地故障時保持各支路電路通暢，從而在排查線路接地時可較為容易地判斷故障部位。采用該方法的前提是具備多個直流電源，且需要將接地的直流電源中的線路重新接入到其他直流電源中。

采用該方法可通過直流板控制電阻，從而及時發現、隔離故障點。要想實現上述功能，就必須在配備其他直流電源的基礎上，切換變壓電系統中所有支路的原電源與現有電源，并配備檢測系統。如果在單條或多條支路中出現了線路故障，則可通過檢測系統切換電源，從而判斷哪一條線路存在故障。如果切換電源后，線路接到了隔離電源上系統仍能正常運行，則說明該線路沒有問題；反之，則可以確定該線路存在故障。

3 結束語

綜上所述，直流系統接地故障的排查難度較大，且故障發生后常造成重大的損失。因此，為了及時、準確地發現問題所在，在最短的時間內了解事故發生的原因對整個電力系統的運行而言極其重要。本文對變電站直流系統接地故障進行了研究，目的在于有效解決電力系統工作人員遇到的排查難題，從而減少安全隱患，保障電力系統的正常運行。

參考文獻

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[2]朱新菊.變電站直流系統接地故障分析與處理方法[J].電氣開關，2013（01）.

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〔編輯：張思楠〕