關于變電站直流接地故障的查找及處理方法

張 帆,趙 俊,孫 楠,崔曉祥

(國網江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京,211102)

關于變電站直流接地故障的查找及處理方法

張 帆,趙 俊,孫 楠,崔曉祥

(國網江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇南京,211102)

本文在介紹直流接地產生的原因及危害基礎上，利用直流接地檢測儀與萬用表分段電壓測量法，結合某變電站一起直流接地典型缺陷的處理案例，重點分析變電站直流接地故障的查找步驟和處理方法。實踐表明，該方法能夠有效解決站內直流系統間歇性出現的直流接地現象，提高系統運行的可靠性。

變電站；直流接地；缺陷處理

0 引言

變電站直流系統是電力系統的重要組成部分，用作繼電保護、信號、自動控制裝置、事故照明和主設備操作控制等的直流電源。正常情況下，直流系統的正、負極對地電壓平衡，絕緣水平正常。

1 變電站直流系統接地概述

1.1 變電站直流系統主接線構成

以某變電站直流系統主接線為例，如圖1所示，采用單母線分段接線方式，三組充電機兩組蓄電池模式，硅整流充電機從站用交流系統獲得交流輸入，通過整流輸出直流，一方面給負荷供電，另一方面同時對蓄電池組進行均充。當充電機故障時，由蓄電池對負荷供電。

1.2 直流系統接地的概念及危害

正常情況下，直流電源的正、負母線分別對地絕緣的，當其中某條饋線支路或母線的絕緣電阻降低至某一整定值時，稱該直流系統有接地故障存在。

2 變電站直流接地缺陷的處理經過

2.1 直流接地故障現象

圖1 變電站直流系統主接線

為便于讀者理解，本文結合某變電站一起實際直流接地典型缺陷的處理案例，分析繼電保護裝置直流接地缺陷的處理過程。該變電站監控后臺間斷性、多次頻發直流Ⅱ段絕緣檢測故障告警、Ⅱ段直流系統故障。由變電站后臺監控可得，直流Ⅱ段母線負對地電壓降至80V左右，偶爾降低到30V以下。

2.2 直流接地的查找步驟和處理方法

在斷路器保護屏內，第二組控制電源正電源公共端的端子彼此相互短接，負電源公共端子也是如此。以斷路器A相跳閘回路為例（B、C相同理），如圖3所示，斷路器保護屏上操作箱內的負端引出至機構箱，機構箱內經過分閘線圈等接點與第二組控制電源負端相聯，再與保護動作后開放正電構成完整跳閘回路。

5月31日至6月11日期間，根據繼保室直流監控裝置所報支路2Q5（斷路器保護第二組控制電源），檢修人員使用便攜式直流接地檢測儀進行故障支路查找，檢測結果與站內直流監控裝置一致：在站內不報接地告警時，檢測儀檢測2Q5支路無接地，在站內報接地告警時，檢測儀檢測到2Q5支路負極有接地存在。

為了進一步確定故障點位置，由運行人員向調度申請，拉開斷路器的第二組控制電源空開，具體查找過程如下：

（1）拉開斷路器保護屏41K2第二組控制電源空開后，直流Ⅱ段電壓恢復正常，偏差小于1V。合上41K2空開，直流Ⅱ段電源偏差仍大于10V，由此確定直流監控裝置所報選線結果正確。

（2）拉開斷路器保護屏41K2第二組控制電源空開后，將斷路器保護屏至現場匯控柜內有關第二組跳閘回路的端子全部斷開，如圖3所示，斷開a、b兩端，再合上41K2空開，仍報直流Ⅱ段電源接地，且由負極接地變為正極接地，對斷路器保護屏至現場匯控柜間第二組跳閘回路電纜進行搖絕緣試驗，絕緣電阻均大于200GΩ，絕緣良好，由此推斷在保護室內存在接地點，排除保護屏至匯控柜長電纜的接地故障。

（3）解開斷路器操作箱A（B、C）相正電源，如圖2所示c點，直流Ⅱ段電源偏差仍大于10V。解開斷路器操作箱A（B、C）相負電源，如圖3所示d點，此時直流Ⅱ段電源偏差小于1V，直流Ⅱ段電壓恢復正常，由此判定斷路器操作箱相關回路中存在負極接地。

（4）恢復斷路器保護屏與GIS匯控柜內接線，隔離跳閘回路與斷路器操作箱間所有回路，如圖3所示e、f點，合上41K2空開后，直流電壓顯示為負極接地。再斷開至GIS匯控柜的跳閘出口后，如圖3所示d點，接地點消失，電壓恢復正常，由此推斷接地點應存在斷路器保護屏與其他保護屏之間的回路。

（5）對與斷路器保護屏有關的第二路跳閘回路進行逐一排查，如圖3所示，先將1-1’、2-2’、3-3’和4-4’全部斷開，直流Ⅱ段電源恢復正常，再將1-1’、2-2’、3-3’和4-4’逐一恢復，當恢復至3-3’時，利用萬用表電壓測量發現直流Ⅱ段再次出現電壓偏移，因此最終確定高抗保護與斷路器保護之間A、B相跳閘回路存在接地點。

由于斷路器及保護裝置都在運行中，為防止絕緣試驗可能對其它運行電纜造成影響，現場不宜對損壞電纜進行搖絕緣試驗檢查，采用萬用表測量電纜阻抗方法，測量結果為：AB相間電阻248.5kΩ，AC相間電阻52MΩ，BC相間阻抗為無窮大，A、B相對地阻抗值在500 kΩ與無窮大間跳變，C相對地阻抗為無窮大，從而證明A、B相跳閘回路對地絕緣降低。

2.3 直流接地的原因分析

在前期對保護屏的檢查過程中發現，保護室內的保護屏靠近防火封堵蓋板及電纜頭處普遍存在冷凝水現象。掀開保護地面蓋板，在地板下電纜層內也存在較為明顯的冷凝水現象。保護室除濕系統不完善，凝露、潮氣的腐蝕且電纜本身的破壞均有可能造成直流電纜的絕緣降低，導致直流接地的發生。

3 結束語

本文介紹變電站直流系統運行模式，分析直流接地的原因和危害，重點分析繼電保護裝置直流接地缺陷的查找步驟和處理方法，該方法將直流接地點逐段排查，逐個排除，能夠為變電站直流系統接地故障處理提供一種有效的、值得借鑒的技術方法，具有實際指導意義。

[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，2010,23:1000-1001．

[2] 李冬輝，史臨潼．發電廠和變電站直流系統接地故障檢測總體方案[J]．電網技術，2005,29(1) :56259．

Finding and treating method of DC grounding fault in Substation

Zhang Fan,Zhao Jun,Sun Nan,Cui Xiaoxiang
（State Grid Jiangsu electric power company maintenance branch,Nanjing City,Jiangsu Province,211102）

This paper introduces the reasons and harms of DC grounding generated on the grounding detector and the multimeter block by DC voltage measurement method,combined with a substation DC grounding of typical defect cases,focuses on the analysis of search steps and processing method of substation DC grounding fault.The practice shows that this method can effectively solve the DC grounding phenomenon in the station DC system,and improve the reliability of the system.

substation; grounding;defect treatment

張帆（1986-），男，碩士研究生，工程師，從事繼電保護專業運檢工作。