淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障及處理論文

1、摘 要變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng),它是一個獨立的電源,為電力系統(tǒng)的控制回路、信號回路、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源,它還為斷路器的分、合閘提供操作電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關(guān)重要的作用，是保障變電站安全運行的決定條件之一。盡管直流系統(tǒng)十分穩(wěn)定可靠,但由于直流系統(tǒng)在二次系統(tǒng)中處于重要的地位,直流系統(tǒng)自身的可靠及安全直接影響到整個系統(tǒng)的安全,同時由于電力系統(tǒng)應用直流電源的特殊性,特別是控制回路和保護回路的應用,使直流系統(tǒng)的故障成為電力系統(tǒng)更大故障的事故隱患,其中之一就是我們常說的直流系統(tǒng)接地故障。以下是淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障分析及處理。

2、關(guān)鍵詞: 對直流系統(tǒng)接地; 故障分析; 故障處理; 直流系統(tǒng); 直流系統(tǒng)接地; 直流接地故障排查目 錄引言 11、關(guān)于直流系統(tǒng)接地21.1直流接地的概念及產(chǎn)生的原因22 直流系統(tǒng)接地的危害22.1 接地分類 22.2 接地的危害 33 直流系統(tǒng)接地故障的查找、排除 33.1 拉回路法 33.2 直流接地選線裝置監(jiān)測法 43.3 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法 44 查找直流接地故障的技巧 45查找接地故障時的注意事項5參考文獻 6附錄 7引 言 直流系統(tǒng)作為電力二次系統(tǒng)的重要組成部分,涉及到繼保、遠動和通訊裝置的安全穩(wěn)定運行,受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。實際電網(wǎng)運行過程中,直流系統(tǒng)引起保護的

3、誤動或拒動嚴重威脅到電網(wǎng)的安全運行,因此快速查找直流系統(tǒng)故障與及時消除故障隱患,從而保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。變電站的直流系統(tǒng)是控制及信號系統(tǒng)、繼電保護及自動裝置的供給電源。直流系統(tǒng)的可靠性直接影響整個電力系統(tǒng)的安全。目前變電站的直流系統(tǒng)均采用1IOV或220V電源供電，正、負母線一般 接有絕緣監(jiān)察裝置，對地電壓為兩極電壓的一半。當系統(tǒng)出現(xiàn)一點接地故障時，雖不至對二次回路馬上造成事故, 如果有兩點接地, 可能發(fā)生造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動外,還可能造成直流保險熔斷,使保護及自動裝置、控制回路失去電源,在復雜保護回路中同極兩點接地,還可能將某些繼電器短接,不能動作跳閘,致使越級跳

4、閘,造成事故擴大本文介紹變電站直流系統(tǒng)接地直流接地的概念及產(chǎn)生的原因，分析了直流接地系統(tǒng)故障的危害及解決方法,與其常見直流接地故障的對策,為現(xiàn)場檢修及維護人員迅速且有效地應對直流系統(tǒng)接地故障提供參考。淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障及處理1、關(guān)于直流系統(tǒng)接地1.1 直流接地的概念及產(chǎn)生的原因直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負極。直流電源的“地”并不是實際接地，僅僅是個中性點的概念。如果直流電源系統(tǒng)正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，這時我們稱直流系統(tǒng)有正接地故障或負接地故障。 直流系統(tǒng)由各種保護、控制設備、電纜、端子及箱體等構(gòu)成，所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境的改

5、變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等等，在絕緣老化破損、機械振動、灰塵沉淀、金屬生銹、潮濕、漏水等各種因素的作用下，不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。從我們所遇到的直流接地情況看，以端子箱、壓力表進水，電纜表皮破損，裸露金屬積有灰塵，在空氣潮濕時引起直流接地最為常見；備用電纜芯端面沒有包扎好而導致接地的現(xiàn)象也時有發(fā)生，另外，電纜在金屬處拐彎或穿過金屬物，由于振動、碰撞下產(chǎn)生絕緣磨損，也會發(fā)生直流接地。因此接地原因分析有四個方面：（1）設備損壞造成；（2）氣候原因如下雨等，導致室外直流系統(tǒng)絕緣下降，從而導致接地；（3）因工作人員疏忽造成的接地；（4）小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造

6、成直流接地故障。2、直流系統(tǒng)接地的危害變電站直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜, 在長期運行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化, 設備本身的問題等等, 而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在變電站建設施工中或擴建過程中, 由于施工及安裝的種種問題, 難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患, 直流系統(tǒng)更是一個薄弱環(huán)節(jié)。投運時間越長的系統(tǒng)接地故障的概率越大。2.1 接地分類:由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡連接比較復雜, 其接地情況歸納起來有以下種種: 按接地極性分為正接地和負接地; 按接地種類可分為直接接地, 亦稱金屬接地或全接地和間接接地, 亦稱非金屬接地或半接地; 按接地的情況可分為單點接地、多點接

7、地、環(huán)路接地和絕緣降低或稱片接地。2.2 接地的危害: 直流接地故障中,危害較大的是兩點接地,可能造成嚴重后果。正接地可能導致斷路器誤跳閘; 負接地可能導致斷路器的拒跳閘。直流系統(tǒng)如果僅僅是一點接地, 對二次回路一般不會造成事故, 如果有兩點接地, 可能發(fā)生造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動外,還可能造成直流保險熔斷,使保護及自動裝置、控制回路失去電源,在復雜保護回路中同極兩點接地,還可能將某些繼電器短接,不能動作跳閘,致使越級跳閘,造成事故擴大。就動作的實際情況看, 當直流系統(tǒng)監(jiān)測回路發(fā)出預告信號報警, 顯示該系統(tǒng)接地, 可以斷定,直流系統(tǒng)的接地故障已經(jīng)造成了斷路器可能發(fā)生誤跳或拒跳的事

8、故隱患, 應立即排除。3、直流系統(tǒng)接地故障的查找、排除查找接地故障的原則：根據(jù)運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點，以先信號、照明部分后操作部分，先室外后室內(nèi)，先負荷后電源為原則，采取拉路尋找、分路處理的方法。在切斷各專用直流回路時，切斷時間不得超過3秒鐘，不論回路接地與否均應合上。如設備不允許短時停電(失去電源后會引起保護誤動作)，則應將直流系統(tǒng)解列后，再尋找接地點。排除直流接地故障。首先要找到接地的位置, 這就是我們常說的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個點, 可能是多個點, 或者是一個片, 真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的。更多的會由于空氣潮濕, 塵土粘貼,

9、電纜破損, 或設備某部分的絕緣降低, 或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不穩(wěn)定, 隨著環(huán)境變化而變化。因此在現(xiàn)場查找直流接地是一個較為復雜的問題。3.1 拉回路法: 這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”, 就是停掉該回路的直流電源, 停電時間應小于三秒。一般先從信號回路, 照明回路, 再操作回路, 保護回路等等。該種方法, 由于二次系統(tǒng)越來越復雜, 大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題, 使信號回路與控制回路和保護回路已沒有一個嚴格的區(qū)分, 而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路, 必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性, 往往令

10、在拉回路的過程中, 常常發(fā)生人為的跳閘事故, 再加上微機保護的大量應用, 微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電, 所以這種辦法已基本不用了。但是在條件不允許，設備相對落后的情況下，在進行上述檢查選擇后仍未查出故障點，則應考慮同極性兩點接地。當發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應先解環(huán)，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除。3.2 直流接地選線裝置監(jiān)測法：這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測, 隨時報告直流系統(tǒng)接地故障, 并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路, 但對具體的接地點無法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測點安

11、裝數(shù)量的限制, 很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝, 對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝置還普遍存在檢測精度不高, 抗分布電容干擾差, 誤報較多的問題。如果能有一種在監(jiān)測點上不受限制, 檢測精度較高, 選線準確的直流接地選線裝置, 應是一種較好的選擇。3.3 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法：該裝置是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應用的產(chǎn)品。該裝置的特點是無需斷開直流回路電源, 可帶電查找直流接地故障。完全可以避免再用 拉回路的方法, 極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點, 便于操作。目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多, 但真正好用的產(chǎn)品很

12、少, 絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高, 抗分布電容干擾差, 誤報較多的問題。4、查找直流接地故障的技巧4.1 及時查找因直流接地故障常常隨環(huán)境、氣候的變化而變化, 十分不穩(wěn)定, 造成難以查找的事故隱患, 只要出現(xiàn)故障應立即查找。4.2 定期巡檢直流系統(tǒng)的對地絕緣不一定故障出現(xiàn)時再去查找排除。利用精度較高的查找裝置定期對各個直流回路進行檢查, 記下絕緣較差的直流回路, 待氣候漸濕時, 再重點監(jiān)測。目前已有部分電廠和變電站采用此法, 并已開始建立這種經(jīng)常性的工作。4.3 按序查找先信號回路, 事故照明回路, 再操作回路, 控制回路, 保護回路。4.4 對環(huán)路供電的直流系統(tǒng)應先斷開環(huán)路開關(guān) 如果客觀

13、上已斷不開的環(huán)路(此類情況現(xiàn)場情況很多) , 應對檢測到的接地故障回路(環(huán)路接地, 表現(xiàn)出來一般都是兩個以上回路) 其接地精度仔細分多樣,找出接地更嚴重的回路, 繼續(xù)查找。4.5 選用高精度的查找裝置, 對接地告警比較嚴重的, 大部分情況都并非一點接地, 應用精度較高的檢測裝置區(qū)分不同故障程度的回路, 從接地故障嚴重的回路的入手。4.6 經(jīng)驗查找先重點檢測絕緣情況較差的回路或者過去經(jīng)常容易出現(xiàn)接地的線路。5、查找接地故障時的注意事項5.1 當直流系統(tǒng)一點接地時，禁止在二次回路上工作。5.2 瞬停直流電源時, 應經(jīng)調(diào)度同意, 時間不應超過3 秒鐘, 動作應迅速, 防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長。5.3 為防止誤判斷, 觀察接地現(xiàn)象是否消失時, 應從信號、光字牌和絕緣監(jiān)察表計指示情況綜合判斷。5.4 盡量避免在高峰負荷時進行。5.5 防止人為造成短路或另一點接地, 導致誤跳閘。5.6 按符合實際的圖紙進行, 防止拆錯端子線頭,防止恢復接線時遺留或接錯; 所拆線頭應做好記錄和標記。5.7 使用儀表檢查時, 表計內(nèi)阻應不低于2000 歐伏。5.8 查找故障, 必須二人及以上進行, 防止人身觸電, 做好安全監(jiān)護。5.9 防止保護誤動作, 必要時在順斷操作電源前,解除可能誤動的保護, 操