无实际接地点的直流接地现象分析
2014-04-17王宏娟
王宏娟
摘要： 本文介绍了一起蹊跷的直流接地现象，并结合工作经验探讨接地原因，旨在通过实践探索丰富继电保护人员的现场经验，从而规避直流接地风险，提高电网运行的安全系数。
Abstract： This paper introduces a strange DC grounding phenomenon， and discusses the reason combined with the work experience， aims to enhance the experience of relay protection operators through the practice， so as to avoid DC grounding risk and improve safety coefficient of power grid operation.
关键词： 直流接地；原因；分析
Key words： DC grounding；reason；analysis
中图分类号：TM131.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0053-02
0 引言
当直流系统发生一点接地时，在直流回路里是不会产生短路电流的，所以可以继续运行，但是需要继电保护人员及时到现场查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及安全自动装置、断路器的误动或拒动，有可能造成直流电源短路引起熔断器熔断，使设备失去操作电源，引起电力系统的故障和事故。
1 直流接地
1.1 直流接地的概念 直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，亦同时提供事故照明电源。当电力系统的正极和负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地，当正极的绝缘水平低于某一规定值时称为正接地，当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
1.2 造成直流接地的主要原因 造成直流接地的主要原因主要由以下4个方面：
①在雷雨天气，室外端子箱或机构箱内刀闸辅助接点处潮湿、积水会导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降从而形成直流接地。②部分型号的小车开关的可动部分与固定部分的连接插头缺少可靠的绝缘隔离措施，小车在来回移动的过程中导致其中导线破损从而使直流回路与开关金属部分相接触致直流接地。③对于已运行多年的直流系统，二次设备绝缘老化破损，极易出现直流接地现象。④对于在基建和技改过程中，当二次电缆的一端接入已运行的装置内，另一端甩在地上，其电缆线头如未用绝缘布包好，也是极易发生直流接地的。
1.3 查找直流接地的方法 最基本的方法就是拉路法先拉信号电源，再拉控制电源，先室外再室内，然后进行分段查找和排除来定位直流接地点。
2 对一起实际处理的直流接地过程的分析
2013年6月的一天，其班组接到110kV留村站报直流I＼II接地缺陷通知，此前刚下了一场大雨，初步判断是天气原因导致室外二次回路有绝缘降低点所致。故迅速派人到现场进行排查，到达现场后，经由值班调度员运行允许，由运行人员配合进行拉路查找。当拉到173回路的控制电源时，直流母线对地电压恢复，直流告警信号消失，初步判断直流接地点是在173回路里，后采用先室外后室内的原则逐段进行排查，从173刀闸辅助接点处开始，在173刀闸辅助接点处、173线路端子箱处测量电压都是正常的，就排除了雷雨天气所致的漏雨和积水所引起的直流接地。回到保护室173保护屏处继续验证回路，这时一人在直流屏后监测I＼II段直流电压，一人在173保护屏后端子排上，当断开173的19回路号的线头时，直流屏上的I＼II段直流接地告警信号消失，当给上19回路号的线头时，直流I、II段接地告警信号又出现，这时看一下173回路的一次的运行方式是经由II母送电，所以判断，这次直流问题肯定是与173的电压切换回路有直接的联系，这时，我们又认真的重新捋了一遍173的电压切换回路，这时发现了问题所在，173切换回路电源的正取自173+KM控制电源的正，而留村的110kV线路KM电源是由直流I段供电的，173切换回路的负取自173-BM保护电源的负，而留村的110kV线路保护电源是由直流II段供电的，按图纸要求正确的173切换回路的电源应取自173控制电源的正负，但现场实际接线图如图1所示。
173电压切换回路是由I＼II母切换回路同时组成的，因为这时173回路是由II母供电的，所以一定是同时又因为173II母的切换继电器2YQJ中的一个或几个线圈有短路之处造成了如下短路情况的出现如图2所示。
图3是图2的等值分路图。
运用回路法求解：
I1（R1+R2）-I3R2=220V
I2（R1+R2）-I3R1=220V
I3（R1+R2+2R3）-I1R2-I2R2=0
I3=2/3I1， I1=I2
I1=（33/2）mA
I3=11Ma 由图可以计算出：
U2=-I1R2+I3（R2+R3）=-165+125=-40V
U1=U2+220V=180V
U3=I2R1-I3（R1+R3）=40V
U4=U3-220=-180V
U2=U直流II段电源的负极=-40V
U3=直流I段电源的正极=40V
计算出的结果，恰与直流屏所报告警信号：“I段正接地，II段负接地”相一致，由此可以非常肯定的判断出，这起直流接地是没有实际的接地点出现的，而是由于173的电压切换回路用电源正负两极分别取自了不同段直流的正负电源且同时一定又碰上了173的保护装置切换件上的2YQJ的线圈有短路之处，而造成了直流、I、II段同时报直流接地告警信号现象的出现。
3 结论
由此说明，此次直流系统同时发I＼II段接地告警信号并非有实际的直流接地点造成的，也就是说二次回路里没有实际的直流接地点，系统也是有可能发直流接地告警信号的。这是一起非常特殊的直流接地现象，是由于错误的二次接线同时装置插件上的切换继电器又损坏这两个因素叠加在一起造成的。通过对这样一起直流接地现象的排查和分析，丰富了我们继电保护人员处理直流系统接地的经验，亦希望本次直流接地的处理经验能为广大现场维护人员提供有利的帮助。
参考文献：
[1]贺海仓，朱军.变电站直流系统配置应注意的几个问题[J].铝加工，2011（01）.
[2]林金旋，曾伟坚，欧阳旭.变电站继电保护缺陷消除的研究[J].价值工程，2012（35）.
[3]王维俭编著.电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社，2002.endprint
摘要： 本文介绍了一起蹊跷的直流接地现象，并结合工作经验探讨接地原因，旨在通过实践探索丰富继电保护人员的现场经验，从而规避直流接地风险，提高电网运行的安全系数。
Abstract： This paper introduces a strange DC grounding phenomenon， and discusses the reason combined with the work experience， aims to enhance the experience of relay protection operators through the practice， so as to avoid DC grounding risk and improve safety coefficient of power grid operation.
关键词： 直流接地；原因；分析
Key words： DC grounding；reason；analysis
中图分类号：TM131.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0053-02
0 引言
当直流系统发生一点接地时，在直流回路里是不会产生短路电流的，所以可以继续运行，但是需要继电保护人员及时到现场查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及安全自动装置、断路器的误动或拒动，有可能造成直流电源短路引起熔断器熔断，使设备失去操作电源，引起电力系统的故障和事故。
1 直流接地
1.1 直流接地的概念 直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，亦同时提供事故照明电源。当电力系统的正极和负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地，当正极的绝缘水平低于某一规定值时称为正接地，当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
1.2 造成直流接地的主要原因 造成直流接地的主要原因主要由以下4个方面：
①在雷雨天气，室外端子箱或机构箱内刀闸辅助接点处潮湿、积水会导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降从而形成直流接地。②部分型号的小车开关的可动部分与固定部分的连接插头缺少可靠的绝缘隔离措施，小车在来回移动的过程中导致其中导线破损从而使直流回路与开关金属部分相接触致直流接地。③对于已运行多年的直流系统，二次设备绝缘老化破损，极易出现直流接地现象。④对于在基建和技改过程中，当二次电缆的一端接入已运行的装置内，另一端甩在地上，其电缆线头如未用绝缘布包好，也是极易发生直流接地的。
1.3 查找直流接地的方法 最基本的方法就是拉路法先拉信号电源，再拉控制电源，先室外再室内，然后进行分段查找和排除来定位直流接地点。
2 对一起实际处理的直流接地过程的分析
2013年6月的一天，其班组接到110kV留村站报直流I＼II接地缺陷通知，此前刚下了一场大雨，初步判断是天气原因导致室外二次回路有绝缘降低点所致。故迅速派人到现场进行排查，到达现场后，经由值班调度员运行允许，由运行人员配合进行拉路查找。当拉到173回路的控制电源时，直流母线对地电压恢复，直流告警信号消失，初步判断直流接地点是在173回路里，后采用先室外后室内的原则逐段进行排查，从173刀闸辅助接点处开始，在173刀闸辅助接点处、173线路端子箱处测量电压都是正常的，就排除了雷雨天气所致的漏雨和积水所引起的直流接地。回到保护室173保护屏处继续验证回路，这时一人在直流屏后监测I＼II段直流电压，一人在173保护屏后端子排上，当断开173的19回路号的线头时，直流屏上的I＼II段直流接地告警信号消失，当给上19回路号的线头时，直流I、II段接地告警信号又出现，这时看一下173回路的一次的运行方式是经由II母送电，所以判断，这次直流问题肯定是与173的电压切换回路有直接的联系，这时，我们又认真的重新捋了一遍173的电压切换回路，这时发现了问题所在，173切换回路电源的正取自173+KM控制电源的正，而留村的110kV线路KM电源是由直流I段供电的，173切换回路的负取自173-BM保护电源的负，而留村的110kV线路保护电源是由直流II段供电的，按图纸要求正确的173切换回路的电源应取自173控制电源的正负，但现场实际接线图如图1所示。
173电压切换回路是由I＼II母切换回路同时组成的，因为这时173回路是由II母供电的，所以一定是同时又因为173II母的切换继电器2YQJ中的一个或几个线圈有短路之处造成了如下短路情况的出现如图2所示。
图3是图2的等值分路图。
运用回路法求解：
I1（R1+R2）-I3R2=220V
I2（R1+R2）-I3R1=220V
I3（R1+R2+2R3）-I1R2-I2R2=0
I3=2/3I1， I1=I2
I1=（33/2）mA
I3=11Ma 由图可以计算出：
U2=-I1R2+I3（R2+R3）=-165+125=-40V
U1=U2+220V=180V
U3=I2R1-I3（R1+R3）=40V
U4=U3-220=-180V
U2=U直流II段电源的负极=-40V
U3=直流I段电源的正极=40V
计算出的结果，恰与直流屏所报告警信号：“I段正接地，II段负接地”相一致，由此可以非常肯定的判断出，这起直流接地是没有实际的接地点出现的，而是由于173的电压切换回路用电源正负两极分别取自了不同段直流的正负电源且同时一定又碰上了173的保护装置切换件上的2YQJ的线圈有短路之处，而造成了直流、I、II段同时报直流接地告警信号现象的出现。
3 结论
由此说明，此次直流系统同时发I＼II段接地告警信号并非有实际的直流接地点造成的，也就是说二次回路里没有实际的直流接地点，系统也是有可能发直流接地告警信号的。这是一起非常特殊的直流接地现象，是由于错误的二次接线同时装置插件上的切换继电器又损坏这两个因素叠加在一起造成的。通过对这样一起直流接地现象的排查和分析，丰富了我们继电保护人员处理直流系统接地的经验，亦希望本次直流接地的处理经验能为广大现场维护人员提供有利的帮助。
参考文献：
[1]贺海仓，朱军.变电站直流系统配置应注意的几个问题[J].铝加工，2011（01）.
[2]林金旋，曾伟坚，欧阳旭.变电站继电保护缺陷消除的研究[J].价值工程，2012（35）.
[3]王维俭编著.电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社，2002.endprint
摘要： 本文介绍了一起蹊跷的直流接地现象，并结合工作经验探讨接地原因，旨在通过实践探索丰富继电保护人员的现场经验，从而规避直流接地风险，提高电网运行的安全系数。
Abstract： This paper introduces a strange DC grounding phenomenon， and discusses the reason combined with the work experience， aims to enhance the experience of relay protection operators through the practice， so as to avoid DC grounding risk and improve safety coefficient of power grid operation.
关键词： 直流接地；原因；分析
Key words： DC grounding；reason；analysis
中图分类号：TM131.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0053-02
0 引言
当直流系统发生一点接地时，在直流回路里是不会产生短路电流的，所以可以继续运行，但是需要继电保护人员及时到现场查找接地点并尽快消除接地故障，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号装置、继电保护及安全自动装置、断路器的误动或拒动，有可能造成直流电源短路引起熔断器熔断，使设备失去操作电源，引起电力系统的故障和事故。
1 直流接地
1.1 直流接地的概念 直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，亦同时提供事故照明电源。当电力系统的正极和负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地，当正极的绝缘水平低于某一规定值时称为正接地，当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。
1.2 造成直流接地的主要原因 造成直流接地的主要原因主要由以下4个方面：
①在雷雨天气，室外端子箱或机构箱内刀闸辅助接点处潮湿、积水会导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降从而形成直流接地。②部分型号的小车开关的可动部分与固定部分的连接插头缺少可靠的绝缘隔离措施，小车在来回移动的过程中导致其中导线破损从而使直流回路与开关金属部分相接触致直流接地。③对于已运行多年的直流系统，二次设备绝缘老化破损，极易出现直流接地现象。④对于在基建和技改过程中，当二次电缆的一端接入已运行的装置内，另一端甩在地上，其电缆线头如未用绝缘布包好，也是极易发生直流接地的。
1.3 查找直流接地的方法 最基本的方法就是拉路法先拉信号电源，再拉控制电源，先室外再室内，然后进行分段查找和排除来定位直流接地点。
2 对一起实际处理的直流接地过程的分析
2013年6月的一天，其班组接到110kV留村站报直流I＼II接地缺陷通知，此前刚下了一场大雨，初步判断是天气原因导致室外二次回路有绝缘降低点所致。故迅速派人到现场进行排查，到达现场后，经由值班调度员运行允许，由运行人员配合进行拉路查找。当拉到173回路的控制电源时，直流母线对地电压恢复，直流告警信号消失，初步判断直流接地点是在173回路里，后采用先室外后室内的原则逐段进行排查，从173刀闸辅助接点处开始，在173刀闸辅助接点处、173线路端子箱处测量电压都是正常的，就排除了雷雨天气所致的漏雨和积水所引起的直流接地。回到保护室173保护屏处继续验证回路，这时一人在直流屏后监测I＼II段直流电压，一人在173保护屏后端子排上，当断开173的19回路号的线头时，直流屏上的I＼II段直流接地告警信号消失，当给上19回路号的线头时，直流I、II段接地告警信号又出现，这时看一下173回路的一次的运行方式是经由II母送电，所以判断，这次直流问题肯定是与173的电压切换回路有直接的联系，这时，我们又认真的重新捋了一遍173的电压切换回路，这时发现了问题所在，173切换回路电源的正取自173+KM控制电源的正，而留村的110kV线路KM电源是由直流I段供电的，173切换回路的负取自173-BM保护电源的负，而留村的110kV线路保护电源是由直流II段供电的，按图纸要求正确的173切换回路的电源应取自173控制电源的正负，但现场实际接线图如图1所示。
173电压切换回路是由I＼II母切换回路同时组成的，因为这时173回路是由II母供电的，所以一定是同时又因为173II母的切换继电器2YQJ中的一个或几个线圈有短路之处造成了如下短路情况的出现如图2所示。
图3是图2的等值分路图。
运用回路法求解：
I1（R1+R2）-I3R2=220V
I2（R1+R2）-I3R1=220V
I3（R1+R2+2R3）-I1R2-I2R2=0
I3=2/3I1， I1=I2
I1=（33/2）mA
I3=11Ma 由图可以计算出：
U2=-I1R2+I3（R2+R3）=-165+125=-40V
U1=U2+220V=180V
U3=I2R1-I3（R1+R3）=40V
U4=U3-220=-180V
U2=U直流II段电源的负极=-40V
U3=直流I段电源的正极=40V
计算出的结果，恰与直流屏所报告警信号：“I段正接地，II段负接地”相一致，由此可以非常肯定的判断出，这起直流接地是没有实际的接地点出现的，而是由于173的电压切换回路用电源正负两极分别取自了不同段直流的正负电源且同时一定又碰上了173的保护装置切换件上的2YQJ的线圈有短路之处，而造成了直流、I、II段同时报直流接地告警信号现象的出现。
3 结论
由此说明，此次直流系统同时发I＼II段接地告警信号并非有实际的直流接地点造成的，也就是说二次回路里没有实际的直流接地点，系统也是有可能发直流接地告警信号的。这是一起非常特殊的直流接地现象，是由于错误的二次接线同时装置插件上的切换继电器又损坏这两个因素叠加在一起造成的。通过对这样一起直流接地现象的排查和分析，丰富了我们继电保护人员处理直流系统接地的经验，亦希望本次直流接地的处理经验能为广大现场维护人员提供有利的帮助。
参考文献：
[1]贺海仓，朱军.变电站直流系统配置应注意的几个问题[J].铝加工，2011（01）.
[2]林金旋，曾伟坚，欧阳旭.变电站继电保护缺陷消除的研究[J].价值工程，2012（35）.
[3]王维俭编著.电气主设备继电保护原理与应用[M].中国电力出版社，2002.endprint
