直流系統(tǒng)接地故障問題分析及排查方法

1、直流系統(tǒng)接地故障問題分析及排查方法在變電站直流系統(tǒng)為控制、信號、繼電保護、自動裝置、事故照明及操作等提供可靠的直流電源，其正常與否對變電站的安全運行至關(guān)重要。但實際運行中，由于氣候環(huán)境影響、設(shè)備的維護不夠恰當(dāng)、直流回路中混入了交流電、寄生回路存在等原因都可能會引起直流系統(tǒng)接地。直流系統(tǒng)容易發(fā)生單點接地。雖然單點接地不引起危害，但若演變成兩點接地將造成保護誤動或拒動、信息指示不正確、熔斷器熔斷等嚴(yán)重事件。無論何種原因，直流接地事故都會影響其他電力設(shè)備的正常運行，嚴(yán)重者，會導(dǎo)致整個電網(wǎng)系統(tǒng)的癱瘓，造成無法挽回的重大損失保護好直流系統(tǒng)的正常運行是變電站工作的重中之重，因此，對直流系統(tǒng)接地故障必須采取

2、早發(fā)現(xiàn)、早消除、勤防范策略一、直流系統(tǒng)接地的危害 直流系統(tǒng)一般用于變電所控制母線、合閘母線、UPS不間斷電源，也用作其他電源和邏輯控制回路。直流系統(tǒng)是一個絕緣系統(tǒng)，絕緣電阻達(dá)數(shù)十兆歐，在其正常工作時，直流系統(tǒng)正、負(fù)極對地絕緣電阻相等，對地電壓也是相對平衡的。當(dāng)發(fā)生一點接地時，其正、負(fù)極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，控制回路和供電可靠性會大大降低，但一般不會引發(fā)電氣控制系統(tǒng)的次生故障?？墒?，當(dāng)直流系統(tǒng)有兩點或多點接地時，極易引起邏輯控制回路誤動作、直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源，在復(fù)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

3、級跳閘，造成事故擴大。規(guī)程嚴(yán)格規(guī)定：直流系統(tǒng)多點同極接地，應(yīng)停止直流系統(tǒng)一切工作，也是基于其故障性質(zhì)的不確定因素。1、 直流系統(tǒng)正極接地的危害當(dāng)發(fā)生直流正極接地時，可能會引起保護及自動裝置誤動。因為一般斷路器的跳合閘線圈以及繼電器線圈是與負(fù)極電源接通的，如果在這些回路上再發(fā)生另一點直流接地，就可能引起誤動作。如上圖所示，A、B兩點發(fā)生直流接地時，相當(dāng)于將外部合閘條件全部短接，從而使合閘線圈得電誤動作合閘。A、C兩點接地時，則外部分閘條件被短接而誤動作跳閘。A、D兩點，A、F兩點接地，同樣都能造成開關(guān)誤跳閘。2、直流系統(tǒng)負(fù)極接地的危害 直流負(fù)極接地，也可能造成保護及自動裝置拒絕動作。因為斷路器的

4、跳、合閘線圈以及保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。 如上圖所示，直流接地故障發(fā)生在C、E兩點，D、E兩點，F(xiàn)、E兩點接地時，分閘線圈被短接，保護動作及操作時開關(guān)拒跳。同理，兩點接地開關(guān)也可能合不上，如B、E兩點接地時。 直流系統(tǒng)接地故障，不僅對設(shè)備不利，而且對整個電力系統(tǒng)的安全構(gòu)成威脅。因此，出現(xiàn)直流接地故障時，必須盡快進行查找并排除故障，避免事故擴大及造成嚴(yán)重后果。二、直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的原因 按接地點所處位置的不同，可將直流接地分為室內(nèi)和室外兩種形式，按引起接地的

5、原因，又可分為以下幾種形式：1、由下雨天氣引起的接地。在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴(yán)實的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導(dǎo)通起來，引起接地。例如瓦斯繼電器不裝防雨罩，雨水滲入接線盒，當(dāng)積水淹沒接線柱時，就會發(fā)生直流接地和誤跳閘。在持續(xù)的小雨天氣(如梅雨天)，潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發(fā)直流接地。2、由小動物破壞引起的接地。當(dāng)二次接線盒(箱)密封不好時，蜜蜂會鉆進盒里筑巢，巢穴將接線端子和外殼連接起來時，就引發(fā)直流接地。電纜外皮被老鼠咬破時，也容易引起直流接地。 3、由擠壓磨損引起的接地。當(dāng)二次線與轉(zhuǎn)動部件（如經(jīng)常開關(guān)的開關(guān)柜柜門）靠在一起時，二次線絕緣皮

6、容易受到轉(zhuǎn)動部件的磨損，當(dāng)其磨破時，便造成直流接地。 4、接線松動脫落引起接地。接在斷路器機構(gòu)箱端子排的二次線（如10kV開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的二次線），若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。 5、誤接線引起接地。在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運行，另一頭被誤認(rèn)為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。在拆除電纜芯時，誤認(rèn)為電纜芯從端子排上解下來就不帶電，從而不做任何絕緣包扎，當(dāng)解下的電纜芯對側(cè)還在運行時，本側(cè)電纜芯一旦接觸鐵件就引發(fā)接地。 6、插件內(nèi)元件損壞引起接地。為抗干擾，插件電路設(shè)計中通常在正負(fù)極和地之間并聯(lián)抗干擾電容，該電容擊穿時引起直流

7、接地。7、設(shè)備的維護不夠恰當(dāng)。電氣設(shè)備在進行二次回路的安裝過程中，容易出現(xiàn)電纜接頭松動的現(xiàn)象，若是維護和運行的操作不夠規(guī)范就可能出現(xiàn)斷線或是人為誤碰導(dǎo)致的直流接地，在潮濕的環(huán)境下、驅(qū)潮設(shè)備維護不當(dāng)，都可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地的情況產(chǎn)生。8、在直流回路中混入了交流電。交流電和電壓互感器的二次回路電壓源竄入到直流系統(tǒng)中導(dǎo)致的直流系統(tǒng)接地原因有好幾種，主要原因有兩種，首先是接線失誤，其次是絕緣下降。9、寄生回路.直線寄生回路在日常的檢修過程中，出現(xiàn)的概率較高，它主要是讓兩個直流系統(tǒng)間產(chǎn)生電聯(lián)系，從而導(dǎo)致假接地現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種情況的出現(xiàn)具有一定的偶然性，要想徹底解決這種問題，可以選擇將寄生回路消除。三、直

8、流系統(tǒng)接地/絕緣故障的特征 直流系統(tǒng)正常時，一般正負(fù)極之間電壓是不變的，正、負(fù)之間的電壓是220V, 正級對地為110V，負(fù)級對地為-110V，其參考電位是地電位，也就是零電位。當(dāng)有直流接地發(fā)生時,正極和負(fù)極對地電壓會產(chǎn)生不平衡,比如正極對地還在110V 左右, 如果負(fù)極接地，那么負(fù)極對地電壓幅值會減小，參考電位向負(fù)級也偏移，原來是-55V 左右，現(xiàn)在可能變成-30V 等等甚至更小， 而正對地電壓則會相應(yīng)提高， 比如到80V 等。經(jīng)過正規(guī)設(shè)計的直流系統(tǒng)中，發(fā)生一極接地，直流母線電源電壓不變，這也是發(fā)生一點接地時，直流系統(tǒng)在短時間是可以正常工作的，不過最好查出接地點，加以消除。四、直流系統(tǒng)接地/

9、絕緣故障查找方法 1、確認(rèn)直流接地故障的真實性。直流系統(tǒng)一般都有絕緣監(jiān)測裝置，當(dāng)發(fā)生直流接地故障或直流絕緣降低時，監(jiān)測裝置會報警。發(fā)生直流接地故障、直流絕緣降低故障報警時，首先應(yīng)排除誤報警的可能，可依據(jù)上節(jié)“直流系統(tǒng)接地故障的特征”進行測量判斷。2、在確有接地故障特征后，分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因。 3、若二次回路有工作，或有設(shè)備檢修試驗，應(yīng)立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除。此處故障排查，可按先定位到總路空氣開關(guān)，再定位支路空氣開關(guān)的方式，用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個不相聯(lián)系的部分進行查找。 如果絕緣監(jiān)測裝置有故障選線功能，可根據(jù)故障線路提示，進一步縮小故障范圍

10、。4、對于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的負(fù)荷，利用“瞬時停電”的方法，查該回路中所帶負(fù)荷有無接地故障。5、對于重要的直流負(fù)荷，用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法，查該回路有無接地故障。 6、查找直流系統(tǒng)接地故障，應(yīng)隨時與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監(jiān)護并監(jiān)視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應(yīng)按照下列順序進行： 斷開現(xiàn)場臨時工作電源； 斷合事故照明回路； 斷合同信號電源； 斷合附屬設(shè)備； 斷合充電回路； 斷合合閘回路； 斷合信號回路； 斷合操作回路； 斷合蓄電池回路。 7、在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點， 則應(yīng)考慮同極性兩點接地。當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的

11、應(yīng)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。 五、處理直流接地時一般注意事項 （1）禁止使用燈泡查找； （2）發(fā)生一點接地后，原則暫停在二次回路上工作； （3）不得造成另一點直流接地情況； （4）使用儀表的內(nèi)阻不低于2000 歐姆； （5）采取瞬間斷電法時，應(yīng)當(dāng)防止保護誤動作，對于重合閘線路和備用自投電源要注意不能長時間斷電； （6）拆解的接頭應(yīng)逐一記錄下來，以免恢復(fù)接頭時造成接線錯誤。原則是誰拆解的接頭，誰恢復(fù)，恢復(fù)時逐一檢查記錄的斷點，避免遺漏接頭。六、防范直流系統(tǒng)接地/絕緣故障的措施 如果直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障將會對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與正常運行造成非常嚴(yán)重的影響，甚至

12、套使設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)斷路器的誤動以及拒動或熔絲熔斷等現(xiàn)象，因而會擴大事故的范圍。因此，根據(jù)小編多年的從業(yè)經(jīng)驗，對直流系統(tǒng)接地的分類、產(chǎn)生的原因以及其危害進行了分析，并對直流系統(tǒng)接地故障的查找與排除的方法進行了探究，而在直流系統(tǒng)中經(jīng)常套受到氣候等外平自然因素的影響而出現(xiàn)故障，為了更好地降低故障帶來的損失，對其進行提早的預(yù)防十分必要。因此，在進行日常的運行檢修維護工作過程中，壓采取科學(xué)合理的措施對接地故障進行預(yù)防，從而避免接地故障的發(fā)生，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運行。 （1）對施工工藝進行規(guī)范，從根本上避免直流系統(tǒng)接地故障的發(fā)生，最大限度的杜絕安全隱患； （2）在對室外端子排以及輔助開關(guān)等二次設(shè)備進行清掃的過程中，可以對停電的機套進行充分的利用； （3）要保證斷路器