試論電力系統(tǒng)直流接地故障危害及排查

朱軍 潘婷婷

國網(wǎng)安徽省電力有限公司蕪湖供電公司 安徽蕪湖 241000

在電力系統(tǒng)中，直流系統(tǒng)主要提供直流電源，滿足繼電保護、自動裝置以及事故照明等操作需求，因而關(guān)系著變電站的安全運行。但受到氣候環(huán)境、設(shè)備維護等多項因素的影響，極易出現(xiàn)直流接地故障，對電力設(shè)備運行造成阻礙，甚至?xí)斐呻娋W(wǎng)系統(tǒng)癱瘓。在此種情況下，對電力系統(tǒng)直流接地故障危害及排查展開探究，具有一定現(xiàn)實意義。

1 直流系統(tǒng)接地簡介

1.1 定義

以直流系統(tǒng)正負(fù)極一方與大地絕緣水平為對象，若二者小于等于某一特定值，就是直流系統(tǒng)接地，以特定值為標(biāo)準(zhǔn)進行比較，若正極絕緣水平不大于它，則為正接地；若負(fù)極絕緣水平不大于它，則為負(fù)接地。

1.2 產(chǎn)生原因

在系統(tǒng)長期運行的情況下，直流系統(tǒng)供電形式為長期、穩(wěn)定、不間斷，此種情況下其負(fù)荷面更廣，支路更多，則元件、電纜以及接線端子等極易受到高溫、氣候、污染等因素的影響而出現(xiàn)損壞或老化的情況，這就勢必會在一定程度上降低絕緣水平。一般情況下，接地概率與投運時間密切相關(guān)，彼此之間為正比例關(guān)系[1]。

絕緣水平會受到元件損壞以及電纜老化等因素的影響而導(dǎo)致水平下降。一旦遇到惡劣天氣，比如大于、濃霧等，極易出現(xiàn)直流接地故障，天氣轉(zhuǎn)好則得以恢復(fù)。若施工改造、設(shè)備檢修等情況存在，也會導(dǎo)致直流系統(tǒng)回路線頭出現(xiàn)異常，比如脫落、松動等，隨即會碰撞金屬外殼，這就會導(dǎo)致直流接地的情況出現(xiàn)。不僅如此，一旦變電站二次裝置燒毀，也會造成直流系統(tǒng)接地，并伴有相應(yīng)的保護動作，比如開關(guān)拒合、拒跳等。

1.3 種類

在電力系統(tǒng)中，依據(jù)直流系統(tǒng)的類型可進行合理化分類，正負(fù)接地的劃分是依照接地極性所開展的；直接接地與間接接地的劃分，是依據(jù)接地類型來實現(xiàn)的；依據(jù)是否為金屬接地，可劃分為完全接地與非完全接地。除此之外，還包括多點接地、單點接地、環(huán)路接地等，不同接地情況下其名稱也各有不同[2]。

1.4 危害

電力系統(tǒng)直流接地故障的出現(xiàn)，會對整個系統(tǒng)運行產(chǎn)生極為不利的影響，就直流系統(tǒng)正極接地來看，其極易引起保護，自動裝置可能出現(xiàn)驅(qū)動情況。一般情況下，負(fù)極電源接通斷路器跳合閘線圈以及節(jié)電器線圈，若此時回路存在另一點直流接地，極易出現(xiàn)誤動作的情況。就直流系統(tǒng)負(fù)接地來看，其危害在于，虎造成保護，自動裝置可能出現(xiàn)拒絕動作的情況。對于斷路器跳合閘線圈以及保護繼電器來說，回路中再有一點出現(xiàn)接地，則線圈被接地點出現(xiàn)短接情況，這就無法有效動作。與此同時，受到直流回路短路電流的影響，電源保險會出現(xiàn)熔斷情況，繼電器接點極易被燒壞，保險熔斷的情況下，無法發(fā)揮保護作用，操作電源也會受到影響，因此必須要在短時間排查故障，以免造成嚴(yán)重后果[3]。

2 電力系統(tǒng)直流接地故障排查的流程與方法

2.1 排查流程

由于正負(fù)極接地回路的形成都需要通過大地，就會導(dǎo)致系統(tǒng)故障出現(xiàn)，因此必須要及時排查直流接地故障，以避免多點接地出現(xiàn)而引發(fā)嚴(yán)重事故。在變電站運行過程中，直流接地具有一定復(fù)雜性，但故障排除方法具有抑制性。直流系統(tǒng)一般設(shè)置絕緣監(jiān)測裝置，一旦出現(xiàn)直流接地故障或者直流絕緣降低，監(jiān)測裝置會發(fā)出警報。因此在出現(xiàn)直流接地故障后，應(yīng)當(dāng)首先將誤報警的可能排除，之后依據(jù)直流接地故障特征來進行判斷和測量，從而確保故障得到順利排查。基于以往經(jīng)驗出發(fā)，電力系統(tǒng)直流接地故障排查過程中，需要通過檢測裝置清晰的顯示故障狀況，為直流系統(tǒng)接地故障判斷提供依據(jù)，確定不存在誤報情況，之后確定故障回路及種類。應(yīng)用分段查找或者拉路法來進行故障排查，找準(zhǔn)故障點，之后方可將故障順利排除。

2.2 排查方法

在無法準(zhǔn)確判斷故障回路的情況下，一般選擇拉路法。對于直流接地回路來說，一旦處于單獨運行狀態(tài)，與直流系統(tǒng)相脫離，則會導(dǎo)致直流母線出現(xiàn)對地電壓平衡的情況，為確保故障準(zhǔn)確排除，需要科學(xué)應(yīng)用直流接地回路瞬間停電的方式，確定直流接地地點。直流系統(tǒng)中直流回路分類清晰，以專用斷路器來控制系統(tǒng)投退，通過保險與開關(guān)控制來檢查拉路。若舊直流系統(tǒng)發(fā)生故障，則需要應(yīng)用“打頭法”，將特定電纜接頭打開，確保排查的準(zhǔn)確性。可以將“打頭法”看作是拉路法的延伸。在運用拉路法的過程中，排查順序為先照明與信號部分，后操作部分，由外向內(nèi)進行排查。

2.3 直流接地在線檢測裝置

以磁飽和檢測法、霍爾傳感器檢測法等作為基本設(shè)計生產(chǎn)原理，多種類型的選線裝置得以產(chǎn)生，以穿心式電流互感器為支持，將其安裝于直流分支回路。通過直流接地選線裝置的運用，能夠分析互感器所感應(yīng)的信號，判斷并確定直流接地分支回路。通過接地檢測儀以及傳感器來顯示相對應(yīng)的編號，通過直流接地在線檢測裝置的應(yīng)用，能夠?qū)崟r在線檢測分支回路接地狀態(tài)，為電力系統(tǒng)直流接地故障的排查提供支持。

2.4 便攜式檢測裝置

以便攜式檢測裝置為支持，能夠?qū)χ绷鹘拥毓收线M行排查，確保接地故障得到及時、高效的排除。便攜式檢測裝置的應(yīng)用，無需斷開直流回路電源，就能夠測量直流回路，在檢測到接地回路后，裝置能夠自動發(fā)出警報，因而具有良好的應(yīng)用價值，在接地故障排查方面具有安全性和實效性。

3 結(jié)語

總而言之，就電網(wǎng)系統(tǒng)運行來看，其日常維護極易受到直流系統(tǒng)故障的影響而導(dǎo)致難度加大，因此必須要重視直流接地故障。在明確直流接地故障種類與危害的基礎(chǔ)上，要掌握正確的排查流程，科學(xué)應(yīng)用直流接地故障排查方法，以在線監(jiān)測裝置和便攜式檢測裝置為支持進行檢測，確保電力系統(tǒng)得以安全運行。