沙溪口水電廠直流系統(tǒng)接地故障排查

摘 要：針對(duì)沙溪口水電廠一起典型直流接地故障的分析、查找，提出查找復(fù)雜直流接地故障的基本思路，以幫助盡快排除直流接地故障，確保水電廠設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；接地；故障排查

1 引言

發(fā)電廠直流系統(tǒng)作為電氣一、二次設(shè)備的控制、保護(hù)、測(cè)量、信號(hào)電源，其重要性不言而喻。直流一點(diǎn)接地雖屬異常，當(dāng)時(shí)不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，但必須及時(shí)查找接地點(diǎn)，并迅速排查，否則造成兩點(diǎn)接地后可能引發(fā)保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)，開(kāi)關(guān)的誤合分閘、直流熔絲熔斷、裝置工作電源消失、誤發(fā)信號(hào)等各類(lèi)嚴(yán)重電氣事故。

沙溪口主廠房直流系統(tǒng)負(fù)載主要為機(jī)組及10kV系統(tǒng)操作保護(hù)直流電源，采用單母分段接線。Ⅰ段直流系統(tǒng)由#1充電屏、#2饋電屏、#6饋電擴(kuò)展屏Ⅰ段母線、Ⅰ段蓄電池組組成；Ⅱ段直流系統(tǒng)由#4充電屏、#3饋電屏、#6饋電擴(kuò)展屏Ⅱ段母線以及Ⅱ段蓄電池組組成。其中#6饋電屏為主廠房直流系統(tǒng)Ⅰ、Ⅱ段擴(kuò)展屏，兩段母線電源分別引自#2、#3饋電屏。#2、#3饋電屏上配置有泰坦絕緣監(jiān)察裝置，當(dāng)直流電源系統(tǒng)正極或負(fù)極對(duì)地間的絕緣電阻值降低至整定值25kΩ時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生有正接地故障或負(fù)接地故障，并發(fā)告警信號(hào)，裝置還會(huì)給出發(fā)生接地的支路號(hào)。

2 事件經(jīng)過(guò)

2016年8月20日18：25，沙溪口水電廠發(fā)生一起主廠房直流220VⅠ段接地故障，上位機(jī)報(bào)主廠房直流220VⅠ段接地告警。

事故前，#1、#3、#4機(jī)組在運(yùn)行，#2機(jī)組停機(jī)處熱備用狀態(tài)，主廠房直流220V系統(tǒng)正常運(yùn)行。

維護(hù)人員接到通知后，即到繼保室主廠房220V直流Ⅰ段饋線屏#2屏查看絕緣監(jiān)察裝置顯示故障信息為1-007支路負(fù)極接地，007支路對(duì)應(yīng)的是“繼保室#6屏Ⅰ段母線進(jìn)線電源空開(kāi)”。由此判斷是#6配電屏上的主廠房直流220VⅠ段母線所掛某個(gè)負(fù)載負(fù)極接地，同時(shí)二次人員使用萬(wàn)用表在#2配電屏測(cè)量007支路正極對(duì)地電壓196.8V，負(fù)極對(duì)地電壓為-32.7V，屬于負(fù)極不完全接地故障。為排除接地點(diǎn)，維護(hù)人員決定采用逐一瞬間切合Ⅰ段母線負(fù)荷空開(kāi)并的辦法進(jìn)行，以便快速、準(zhǔn)確、及時(shí)的查找故障，保證直流系統(tǒng)運(yùn)行正常。

因?yàn)?1、#3、#4機(jī)組在運(yùn)行，#2機(jī)組在停機(jī)，在征得值長(zhǎng)同意下，維護(hù)人員先分合#2機(jī)組相關(guān)電源，當(dāng)切除#2機(jī)組Ⅰ路操作保護(hù)電源6QF時(shí)（對(duì)應(yīng)負(fù)載為至#2機(jī)組保護(hù)屏操作保護(hù)電源，電纜及回路號(hào)為1F141C/101'、1F141C/102'），直流負(fù)母接地故障消除。于是維護(hù)及運(yùn)行人員來(lái)到發(fā)電機(jī)層#2機(jī)組保護(hù)屏，運(yùn)行人員將#2機(jī)組保護(hù)跳外圍相關(guān)壓板解除后，由一名維護(hù)人員在#2機(jī)保護(hù)屏前逐一斷開(kāi)保護(hù)屏上的電源空開(kāi)，另一名維護(hù)人員在保護(hù)屏后端子X(jué)-4（1F141C/102'）、X-1（1F141C/101'），監(jiān)視電壓變化情況。當(dāng)切除“發(fā)電機(jī)出口斷路器操作箱電源Ⅰ4QF”時(shí)，電壓恢復(fù)正常，正極對(duì)地電壓為115.8V，負(fù)極對(duì)地電壓為-113.7V，進(jìn)一步明確是發(fā)電機(jī)Ⅰ路操作電源所帶的負(fù)載負(fù)極接地。

發(fā)電機(jī)Ⅰ路操作電源所帶負(fù)載包括了開(kāi)關(guān)合閘、Ⅰ路分閘線圈及出口刀閘6321操作電源，為盡快查明接地點(diǎn)，分別由電氣一次維護(hù)人員和電氣二次維護(hù)人員對(duì)開(kāi)關(guān)操作回路和出口刀閘回路進(jìn)行檢查，并做好相關(guān)的安全措施，將6321刀閘斷開(kāi)，進(jìn)入632開(kāi)關(guān)室632開(kāi)關(guān)本體進(jìn)行檢查。電氣一次人員逐一排查后，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能電機(jī)刷握絕緣極低，0.1MΩ，于是對(duì)刷握進(jìn)行清潔處理后，絕緣正常，恢復(fù)到1MΩ。二次人員測(cè)量絕緣也已恢復(fù)正常（備注：此時(shí)6321刀閘在分閘位置）。

但當(dāng)運(yùn)行人員操作6321刀閘合閘后，再次出現(xiàn)主廠房直流220VⅠ段接地故障。于是維護(hù)人員到6321刀閘操作機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)2F417/DO10-1（監(jiān)控開(kāi)出6321刀閘分閘令）芯線破損，碰到刀閘操作機(jī)構(gòu)箱外罩接地，至此找到了接地點(diǎn)。于是維護(hù)人員將2F417/DO10-1芯線破損部位使用絕緣膠帶可靠包扎，并合理布線防止機(jī)構(gòu)箱外罩壓到電纜芯線，處理完畢直流220VⅠ段接地故障消除。#2機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

3 事故原因分析

#2機(jī)組出口刀閘6321操作電源101、102取自主廠房直流220VⅠ段，當(dāng)6321刀閘在合閘位置時(shí)，6321刀閘常開(kāi)接點(diǎn)G-7、G-8導(dǎo)通，2F417/DO10-1芯線破損，碰到刀閘操作機(jī)構(gòu)箱外罩接地，導(dǎo)致直流220VⅠ段負(fù)極接地，于是報(bào)“主廠房直流220VⅠ段接地”。

2F417/DO10-1芯線破損分析是由于6321刀閘操作機(jī)構(gòu)箱外罩壓到2F417/DO10-1電纜線，當(dāng)6321刀閘操作時(shí)，刀閘操作機(jī)構(gòu)箱外罩都會(huì)有輕微震動(dòng)，外罩與2F417/DO10-1電纜線長(zhǎng)期摩擦，導(dǎo)致芯線外層絕緣護(hù)套破損碰外罩接地。

出口刀閘6321刀閘操作回路圖

4 采取措施

將破損芯線使用絕緣膠帶可靠包扎，重新整理刀閘操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)電纜線，并合理布線防止機(jī)構(gòu)箱外罩壓到電纜芯線；結(jié)合#2機(jī)組檢修時(shí)，核查2F417是否有備用芯線，使用備用芯線替換破損的芯線。同時(shí)舉一反三，對(duì)#2機(jī)組所屬各刀閘操作機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行排查，對(duì)刀閘機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的二次電纜芯線進(jìn)行整理，防止各刀閘操作機(jī)構(gòu)箱外罩?jǐn)D壓到二次電纜線。

作者簡(jiǎn)介：鄭佳升（1984-），助理工程師，畢業(yè)于上海電力大學(xué)，從事繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)檢修、技改和維護(hù)。