500kV變電站直流系統異常分析及接地處理措施探究

鄧健鏘

摘 要：變電站直流系統是重要的系統之一，其能否正常運行直接影響到電力系統的安全，直流系統的異常與故障威脅到系統安全，特別是接地故障需要重視并及時處理。文章分析了500kV變電站直流系統接地類型以及具體的處理對策。

關鍵詞：變電站直流系統；接地故障；特征；處理方法

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0051-02

前言

變電站直流系統有較多的線路和分支路，其負荷設計范圍較大，而且需要持續運行，當遭遇一些外界因素的干擾時，則很容易出現接地故障，必須及時發現這些故障，而且要積極地采取措施，這樣才能維護變電站直流系統的安全。

1 500kV變電站直流系統異常接地類型分析

1.1 正極兩點接地

此類接地故障容易造成相關電氣設備，例如：斷路器、繼電保護等發生誤動。閘線圈的跳閘、合閘等的調節，繼電器線圈的勵磁回路等一般同直流系統的電源的正極鏈接。接地點的兩端如果都存在直流接地，意味著接點短路，進而造成后方的繼電器發生勵磁，加劇了誤動故障。對此看出，兩點接地容易造成信息錯發、誤報等。具體如圖1所示：

1.2 負極兩點接地

直流系統中二次回路分布相對繁瑣、復雜，當發現相同極的兩點出現接地時，則會造成繼電器短路，當線路處于故障狀態時，則可能導致相關設備拒動，甚至出現越級跳閘現象，加劇了故障嚴重性。繼電器的線圈、跳閘線圈等一般同直流的負極電源相聯，負極線圈如果在兩端相同時間接地，則可能因為接地點短路導致拒動，此時短路還可能造成保險絲熔斷，使得保護電源不運轉，繼電器也可能受損。

2 500kV變電站直流系統接地處理措施

2.1 直流系統接地分析

直流系統接地簡單說就是變電站直流系統同大地間的絕緣度急劇下降，其中具體包括：正極接地、負極接地，金屬與非金屬接地等。現實操作中當存在兩點接地問題時，就意味著有短路故障出現，隨之引發信號中斷、設備拒動或者誤操作等問題，甚至可能造成電源中斷，例如：保護設備、控制回路斷電等，相關的一次設備面臨巨大的故障威脅。通常來說，斷路器的跳閘線圈較為特殊，同負極電源連起來，如果直流系統正極接地，則將會同大地之間逐步形成環形回路，如果A點、B點同步接地，則意味著它們是經大地來連接，位于兩點之間的繼電器則將發出反應，最終斷路器跳閘。具體如圖2所示。

當直流系統中的負極出現接地故障時，意味著保護動作中存在短路故障，此時斷路器也將不再運行，甚至引發其他故障，例如：越級跳閘等。

2.2 接地處理方法

（1）故障排查法。接地故障處理前需要進行排查，具體應該從以下幾個環節入手：

第一，剖析故障現場概況。在正式進入排查狀態前，必須對設備所處的環境加以剖析，其中，陰雨、霧霾等應該成為重點考慮因素，因為這些干擾性物質可能導致設備與線路等因為潮濕與腐蝕而陷入故障狀態。

第二，關注絕緣檢測設備的警示信號。結合報警信號來剖析現場，其中要將設備的工作環境著重考慮，如果確定是陰雨條件下的故障，則要從設備絕緣角度來剖析故障成因。

第三，瞬間停電狀態下的接地點查找。當前兩關鍵法不奏效時則可以借助瞬間停電法，第一步關閉繼電保護，以及和電網無關的裝置，第二步則要關閉繼電保護裝置，再依次中斷各類電源。

（2）故障定位法。直流系統接地故障的定位可以通過定位儀或查找儀來進行定位查找，例如：便攜式查找儀，此設備可以協同拉路法同步運用，根據現實情況來說，便攜式直流接地查找儀能夠有效運用，無需斷開直流回路電源，這樣就能找到接地點，這樣就能有效處理接地故障。總的來說，直流系統接地故障需要借助定位法，確保及時發現、定位故障，從而更為高效地解除故障，提高系統運行效率。

（3）拉路法。根據直流接地回路自身運行模式，當它同直流系統處于脫離狀態時，直流母線中的正極、負極則將對地電壓保持平衡，拉路法適合用在直流接地系統的瞬間故障，不足在于無法準確定位接地點，特別是500kV直流系統，實際故障排查可能形成非常規模式下的回路。

（4）選線監測法。主要是借助于絕緣接地選線監測裝置，具體來說就是將電流互感器配設于直流線路的相關回路的適合性部位，這樣設備就能接受到信號，并利用此設備來對信號加以剖析，從中確定接地回路，其上方配設的傳感器通常會編號，能夠同接地檢測設備中的號碼一致。其運行中的優點體現在：能夠在線檢測，從而更加及時、高效地發現并定位故障，方便故障點的查找。

（5）拆端子法。當500kV變電站直流系統發生異常，出現接地故障，而且已經確定接地點時，最常用帶電拆端子法，簡單說就是讓糾纏一塊的帶電環節彼此分離，從而分析有無接地故障。這其中最關鍵是要準確定位故障點，而且需要專業人員的操作、配合。要求拆端子需要細致分析設計圖，圈出某范圍，從主線路入手，到支線，逐級地核查。

（6）自動隔離法。自動隔離法就是對直流系統的接地故障進行自動化隔離，具體可以借助直流板控制電阻，能夠及時地隔開故障點，這其中需要靈活、頻繁地變換各個支路的原電源、現有電源等，同時配設監測設備，確保及時發現故障，并能夠及時切換電源，這樣就維持了非故障區的正常運行，從整體上維護系統的安全。

3 500kV變電站直流系統接地故障的預防措施

針對500kV變電站直流系統接地故障的破壞性，需要對其進行積極地防范，最基礎是要從日常入手，也就是要加強設備的防潮、防污等工作，定期檢查電氣設備等有無進水、受污染等問題，如果發現問題則要及時處理，對受潮和污染部分及時進行處理，及時解除隱患，特別是一些特殊的天氣，例如：大霧、雨雪并重、陰雨連綿等，需要加大室內外設備的質檢次數，而且要本著全面到位、精細化、深入的原則，及時發現故障點，因為直流系統的任何一個部位受到雨水侵蝕都可能影響其絕緣度，需要實行防潮保護處理。

當變電站系統進入施工狀態時，應該對施工人員提出規定性要求，重點要防范不相關設備的碰觸，從而預防直流系統接地。而且需要參照設備自身的質地、運行概況以及使用時間等來及時更新系統內部相關設備，例如：元件、器件、饋線等，保護好各個設備和線路，確保其處于最佳運行狀態。其中蓄電池則要重點加強安全保護，預防潮濕、腐蝕等問題，最關鍵是要把握好初始時期，加強設計控制，確保設計水平。

4 結束語

500kV變電站直流系統可能面對著多方面的故障威脅，其中接地故障是一項主要故障，接地故障處理具有一定的難度與挑戰性，需要高效、精準地定位故障，而且要掌握故障發生時間、原因等，從而維護系統的高效運行，發揮變電站直流系統的作用，控制隱患問題的發生，確保系統的常規化工作。

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