水电厂一起直流系统接地故障的处理分析
2012-07-30杜学云
杜学云
（华能澜沧江水电有限公司景洪水电厂，云南 景洪 666100）
1 概述
直流系统是由蓄电池、充电设备、监控装置和控制保护电器等主要元器件有机组合的独立系统。某厂直流系统包括1-3号机组直流系统、4-5号机组直流系统、公用及事故照明直流系统、开关站及继电保护直流系统、坝区直流系统。正常情况下直流系统正负对地均为绝缘的，系统中有一点发生接地时，一般情况下并不影响直流系统运行，但当出现两点及两点以上接地时，就会造成正负极短路，开关和保护回路误动、拒动等现象。所以，在直流系统发生一点接地故障时要尽快处理。
2 故障发生
2010年10月16 日，400V事故照明B段定期切换试验过程中，切换至直流供电后，公用及事故照明直流系统I段充电柜报“1#母线绝缘下降”，II段充电柜报“K243绝缘下降”。
3 故障分析
400 V事故照明B段供电方式有交流供电和直流供电，直流供电电源来自公用及事故照明直流系统。其中公用及事故照明直流系统的1#母线供400V事故照明A段，2#母线供400V事故照明B段，1#母线与2#母线联络运行。根据绝缘监测装置所报故障内容，结合现地检查线路可作以下设想：
3.1 绝缘监测装置故障，误报信息。
3.2 绝缘监测装置正常，由于直流系统绝缘下降信号是由绝缘监测装置发出，初步判断直流接地不在直流屏和蓄电池内部，而应该在直流馈线处。
接线图
4 危险点分析
4.1 直流系统接地有正极接地、负极接地以及交流串入直流接地。
4.1.1 正极接地时，可能会造成保护误动，其正极对地电压降低，负极对地电压升高。
4.1.2 负极接地时，可能会造成保护拒动，其负极对地电压降低，正极对地电压升高。
4.1.3 交流串入直流接地时，会损坏设备，特别是绝缘监测装置、高频充电模块、保护装置很容易损坏。交流串入直流继电器后，为单极串入,一般继电器不会动作，但是它可以通过长电缆的偶合电容对地构成回路，相当于直流继电器通过一电容接于220交流电源上，会引起继电器抖动。使用万用表在直流回路上能对地测到交流电压，特别是在拉开怀疑的直流电源后，在负载侧可明显测量到交流电压。
由于交流串入直流接地时所造成的后果特别严重，所以在查找直流接地的时候首先要判断是否为交流串入直流引起的接地，然后用万用表查出是正极接地或负极接地，再采用相应的方法查找接地点。在查找过程中要特别小心，防止造成两点接地。
4.2 在查找直流接地时一般采用拉路法，但是容易造成控制回路或保护回路跳闸等事故。而使用直流系统接地故障定位系统查找直流接地则由于目前产品和各直流系统的兼容性与抗干扰能力差的因素，误报率十分高，不适合大量采用和全面推广，仅为查找时作为参考使用。
4.3 查找接地故障时的注意事项：
4.3.1 瞬停直流电源时，应经调度同意，时间不应超过3秒钟，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。
4.3.2 为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。
4.3.3 尽量避免在高峰负荷时进行。
4.3.4 防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸。
4.3.5 按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错；所拆线头应做好记录和标记。
4.3.6 使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧/伏。
4.3.7 查找故障，必须二人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护。
4.3.8 防止保护误动作，必要时在顺断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。
5 故障查找
5.1 现地检查交直流切换装置动作正常，使用万用表的直流电压档位测公用及事故照明直流系统的正极对地电压为200V，负极对地电压为20V。由于电压没有变动，没有成倍增长，可以排除是交流串入直流引起的接地，可以判断出是负极接地，且为非金属性接地，排除绝缘监测装置误报故障信息的假设。接地故障可以确定是在公用及事故照明直流系统到400V事故照明B段的用户这一区域。
5.2 由于公用及事故照明直流系统供电用户是400V事故照明B段，不是一类负荷，可以采用拉路法来查找接地故障。把图二中的负荷都断开，用万用表直流电压档检测发现公用及事故照明直流系统的正极对地电压为110V，负极对地电压为-110V，可以判断出接地故障在该回路。
5.3 依次断开图二的负荷，用万用表的直流电压档位测公用及事故照明直流系统的正极对地电压为200V，负极对地电压为20V。可以判断接地点至少有两个。
5.4 由于接地点至少有两个，用拉路法查找太过繁琐，所以采用TOPWHIP-800D便携式直流系统接地故障定位系统查找。
5.4.1 检查故障检测器正常；
5.4.2 把故障检测器上的“功能切换”按钮切换至“接地检测”档；将信号发生器红夹、黑夹分别接图一中ZMBS-1P-01电缆的正极和负极，黄夹接地线，确认信号发生器正确接好后，打开其电源开关。此时可发现信号发生器“负接地”指示灯亮，可判断为负极接地，与前面检测结果相同；
5.4.3 用钳形表钳在图一中ZMBS-1P-01电缆的负极上，根据钳形表上的显示可看出该接地程度很高，方向指向400V事故照明B段，用钳形表钳在图二的负荷电缆的负极上，根据钳形表上的显示可找出接地点在SM201和SM204所带负荷处。
6 故障处理
事故照明系统结构为直流供电方式时，正极供电接入交流供电方式的A、B、C相，负极供电接入交流供电方式的N线。经检查N线存在两个接地点：
6.1 事故照明B段馈电屏至EL543.7层3#机组上游副厂房馈电箱的N线接地，已经将其N线于事故照明B段馈电屏处解脱包扎。
6.2 EL559层上游副厂房馈电箱内一照明灯N线接地，已经将其解脱包扎。经处理后事故照明B段可以正常工作，接地故障已经清除。
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