變電站直流系統(tǒng)接地故障處理及預(yù)控淺析

陳 弘

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局，廣東云浮527300）

0 引言

直流系統(tǒng)接地實(shí)際就是變電站直流系統(tǒng)和大地之間的絕緣度降低，其中主要包括：正極接地、負(fù)極接地、金屬和非金屬接地等。當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)中斷、設(shè)備拒動(dòng)以及設(shè)備誤操作等問(wèn)題，甚至還會(huì)導(dǎo)致電源中斷、設(shè)備損壞等。通常來(lái)說(shuō)，斷路器跳閘線圈與負(fù)極電源連接，如果直流系統(tǒng)的正極和大地相接，則會(huì)跟大地之間構(gòu)成一個(gè)環(huán)形回路，它們將通過(guò)大地相連接在一起，在兩點(diǎn)之間的繼電器就會(huì)動(dòng)作，最終導(dǎo)致斷路器跳閘；而如果直流系統(tǒng)中負(fù)極發(fā)生接地故障，表示保護(hù)動(dòng)作回路當(dāng)中有短路故障，此時(shí)斷路器可能會(huì)拒動(dòng)，或者是出現(xiàn)其他故障。本文分析了變電站直流系統(tǒng)的接地類型，同時(shí)提出了直流系統(tǒng)接地的幾個(gè)處理措施及預(yù)控措施。

1 簡(jiǎn)述變電站直流系統(tǒng)的接地類型

1.1 正極兩點(diǎn)接地

直流系統(tǒng)中出現(xiàn)這種接地故障時(shí)很容易導(dǎo)致相關(guān)電氣設(shè)備出現(xiàn)誤動(dòng)現(xiàn)象。如果接地點(diǎn)的兩端都有直流接地，表示接地點(diǎn)出現(xiàn)短路，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致后方繼電器出現(xiàn)勵(lì)磁，導(dǎo)致誤動(dòng)，故障范圍擴(kuò)大。如圖1所示，當(dāng)A點(diǎn)與B點(diǎn)同時(shí)接地時(shí)，保護(hù)出口繼電器將會(huì)勵(lì)磁，保護(hù)出口導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)，由此可見(jiàn)，兩點(diǎn)接地可能導(dǎo)致信息錯(cuò)發(fā)、斷路器誤動(dòng)等情況出現(xiàn)。

1.2 負(fù)極兩點(diǎn)接地

直流系統(tǒng)中出現(xiàn)這種接地故障時(shí)很容易導(dǎo)致相關(guān)電氣設(shè)備出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。如圖2所示，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)極兩點(diǎn)接地的情況時(shí)，接地點(diǎn)間的繼電器將被短路，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，繼電器不會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備拒動(dòng)，甚至引發(fā)越級(jí)跳閘的情況出現(xiàn)。如果兩端的負(fù)極線圈同時(shí)間接地，除了因接地點(diǎn)短路出現(xiàn)設(shè)備拒動(dòng)外，此時(shí)短路還有可能導(dǎo)致保險(xiǎn)絲被熔斷，造成保護(hù)電源無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，繼電器也被損壞。

圖1 直流正極兩點(diǎn)接地示意圖

圖2 直流負(fù)極兩點(diǎn)接地示意圖

2 變電站直流系統(tǒng)接地故障的處理措施

2.1 故障排查法

處理接地故障前首先要做好排查，具體從以下幾個(gè)方面著手：

第一，對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)的概況進(jìn)行分析。在正式排查之前，重點(diǎn)分析設(shè)備所處的運(yùn)行環(huán)境，陰雨、霧霾等天氣狀況是需要重點(diǎn)考慮的環(huán)境因素，因?yàn)檫@些干擾也可能對(duì)設(shè)備及線路造成影響，導(dǎo)致其因?yàn)槌睗窕蚋g而出現(xiàn)故障。

第二，對(duì)絕緣檢測(cè)設(shè)備的報(bào)警信號(hào)多加關(guān)注，結(jié)合監(jiān)控裝置的報(bào)警信號(hào)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行剖析，其中重點(diǎn)考慮設(shè)備的工作環(huán)境，如果確定故障是因?yàn)殛幱陾l件導(dǎo)致的，那么就需從絕緣角度來(lái)分析故障成因。

第三，查找瞬間停電情況下的接地點(diǎn)。當(dāng)上述兩個(gè)方法都不合適的時(shí)候，可以采用瞬間停電法來(lái)尋找故障，首先是將與電網(wǎng)沒(méi)有關(guān)系的設(shè)備停電，其次將繼電保護(hù)裝置退出，最后斷開(kāi)所有的電源。

2.2 故障定位法

定位直流系統(tǒng)接地故障的位置可以借助定位儀或查找儀，例如便攜式查找儀等。這種設(shè)備可以和拉路法協(xié)同運(yùn)用，根據(jù)目前的情況來(lái)看，便攜式直流接地查找儀使用比較方便，不需要切斷直流回路的電源就可以找到接地點(diǎn)位置，進(jìn)而有效地處理接地故障。總的來(lái)說(shuō)，采取故障定位法來(lái)查找直流系統(tǒng)接地故障點(diǎn)位置，能夠確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位故障，進(jìn)而高效地處理故障，提高故障處理效率。

2.3 拉路法

根據(jù)直流接地回路自動(dòng)運(yùn)行的模式，當(dāng)它與直流系統(tǒng)之間脫離時(shí)，直流母線中的正、負(fù)極需要保持對(duì)地電壓的平衡，在查找直流接地系統(tǒng)的瞬間故障時(shí)拉路法比較適用，該方法的不足是無(wú)法準(zhǔn)確定位到接地點(diǎn)，尤其是在相對(duì)復(fù)雜的直流系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)際排查故障過(guò)程中有可能構(gòu)成一個(gè)非常規(guī)的回路。

2.4 選線監(jiān)測(cè)法

通過(guò)絕緣接地選線監(jiān)測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行選線，具體來(lái)說(shuō)，就是在直流回路中相關(guān)回路的合適位置配置電流互感器，這樣監(jiān)測(cè)裝置不僅能接收信號(hào)，還能通過(guò)信號(hào)對(duì)直流回路進(jìn)行分析，進(jìn)而確定故障接地點(diǎn)，配置在相關(guān)回路的傳感器都是有雙重編號(hào)的，與接地監(jiān)測(cè)裝置中的編號(hào)一致。其運(yùn)行優(yōu)勢(shì)是：可以進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，進(jìn)而更加及時(shí)、高效地發(fā)現(xiàn)故障并且準(zhǔn)確定位，方便查找故障點(diǎn)的位置。

2.5 拆端子法

當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障且接地點(diǎn)位置相對(duì)明確時(shí)，帶電拆端子法是最常用的，簡(jiǎn)單說(shuō)就是將糾纏在一塊的帶電部分逐一分離，進(jìn)而分析是否存在接地故障。準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，同時(shí)需要專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行操作和配合，拆端子前需要對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行分析，防止誤動(dòng)誤碰導(dǎo)致其他故障的發(fā)生。找出某一范圍后，從主回路開(kāi)始檢查，逐級(jí)做好排查。

3 預(yù)防變電站直流系統(tǒng)接地故障的相關(guān)措施

要預(yù)防變電站直流系統(tǒng)接地故障帶來(lái)的危害，首先應(yīng)做好日常維護(hù)工作以及設(shè)備的防腐防潮工作，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行定期檢查，看其是否存在進(jìn)水、污染的問(wèn)題，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就需要及時(shí)采取措施，對(duì)受潮和污染的部分進(jìn)行處理，解除隱患。尤其是在特殊天氣，例如大霧、陰雨連綿等，對(duì)于室外設(shè)備需要增加巡視的次數(shù)，必要時(shí)安排特巡，做好全面化、精細(xì)化的深入檢查，因?yàn)槿魏挝恢枚加锌赡軙?huì)出現(xiàn)雨水侵蝕導(dǎo)致絕緣度降低的情況，所以要及時(shí)找到故障危險(xiǎn)點(diǎn)并做好防潮保護(hù)處理。

在變電站系統(tǒng)施工過(guò)程中，要提高對(duì)施工人員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的管控要求，避免施工人員接觸與工作不相關(guān)的設(shè)備，重點(diǎn)防止因誤動(dòng)誤碰導(dǎo)致的直流系統(tǒng)接地。此外，需要參照設(shè)備自身運(yùn)行情況及運(yùn)行時(shí)間等對(duì)相關(guān)設(shè)備的內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)更新，例如元件、器件、饋線等，對(duì)設(shè)備和二次回路做好保護(hù)，保證其運(yùn)行處于最佳狀態(tài)。對(duì)于蓄電池需要進(jìn)行重點(diǎn)的安全保護(hù)，避免出現(xiàn)潮濕、腐蝕等問(wèn)題，把握好初始時(shí)期最為關(guān)鍵，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)控制，提高設(shè)計(jì)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行受到多種故障威脅，接地故障只是其中一項(xiàng)主要故障。處理接地故障存在一定的難度和挑戰(zhàn)，因此故障定位必須高效、精準(zhǔn)，同時(shí)需要準(zhǔn)確掌握故障發(fā)生的時(shí)間、原因等，進(jìn)而確保變電站直流系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，充分發(fā)揮直流系統(tǒng)的作用，防患于未然，保證站內(nèi)設(shè)備能夠正常工作。