变电站直流系统接地故障分析及对策

2014-06-06王晟

中国高新技术企业 2014年7期

摘要：随着经济的发展，人们对于电力的需求也在增大，从而导致电力技术的大步发展。而在技术的发展过程中，变电站对于系统的重要性也在增加，对于变电站直流系统的稳定性也提出了越来越高的要求，其中就要求直流系统的接地问题得以改善。文章对于变电站直流系统接地问题予以探讨，并分析了故障发生的成因和解决方案。

关键词：直流系统；接地故障；案例分析；接线错误

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0118-03

变电站的直流系统是电力系统的十分重要的一部分，拥有复杂的回路和大量精密的设备，不仅是独立的一个电源系统，还为其他部分提供电源。一般情况下，直流系统是十分安全稳定的，但由于系统的复杂和设备的精密以及外部环境的多变性，直流系统可能会产生小故障，其中接地问题最为多见。接地问题有造成严重后果的可能性，所以变电站的直流接地故障值得探讨。

1 直流接地故障

变电站的直流系统容易产生接地故障，而短时间的一点接地问题没有任何危害，但长期的放任会导致一点接地问题发展成严重的两地接地故障，可能会导致设备的损坏和系统的短路从而造成严重的安全事故和巨大的经济损失。对于直流接地问题，做到高效快速的发现，能够杜绝产生严重后果。

2 造成故障的原因

直流系统本身涉及广泛，由于对于复杂的系统不可能保证处处都一直保持完美的运行状态，并且要达到这种状态也是不符合实际情况，所以难免会产生不同原因的直流接地故障。环境因素和人为因素都会对变电站产生影响，而系统对这些因素的抵抗能力较弱。并且一些小细节都会产生不可逆的影响，其中有几种原因：

（1）本身设备技术不达标或者长期使用的设备没有及时的更换。某些设备的采购是依照旧行业标准来进行的，而依照旧标准的设备在下在长期使用中难免会产生例如绝缘性能下降的情况，作为一个故障隐患，其也有发生的可能。

（2）变电站难免会遇到各种多变的环境，而我国各地环境也不尽相同，这对于设备也提出了更大的考验。而有时会发生在设计初期没有充分考虑到的问题，例如偶然情况下有导电物质进入电力设备中，导致接地故障的发生。

（3）在运行过程中没有严格按照规章制度操作，长期的误操作形成隐藏的隐患，从而造成故障的发生。例如在运行过程中将备用芯随意置于铁杆上并且没有任何防护措施，导致备用电芯的裸露在外，这都将成为接地故障的隐患。长期对其不处理都会造成小隐患的扩大化。

3 实例分析

3.1 直流接地查找

3.1.1 现场情况。500kV某变电站直流系统为110V系统，分两段运行。在直流主屏和直流分屏共10台绝缘装置且每段都存在两个平衡桥，某天雨后，在线绝缘装检测电压及对地电阻如表1所示。

3.1.2 查找过程。关闭所有绝缘监测装置并解开平衡桥后，把QDB-81信号源接在直流主屏I段测得R+：0.92K，R-：999.9k，C：9.7uF。通讯好手持器后查到22小室I段（1.6k）有正极接地。

（1）至22小室查看绝缘监测装置，发现并未有直流接地告警。用手持器测量所有22小室直流分屏I段所有支路，未发现异常。使用手持器检查22小室至31小室直流联络电缆（1.7），发现故障点可能在31保护

小室。

（2）至31小室直流分屏，用手持器查找所有直流支路，手持器报1#整流变本体保护装置支路有正极直流接地。

（3）至#1整流变本体保护装置用手持器测量所有二次回路，发现报#1整流变非电量保护的油温告警信号回路有正极接地。

（4）至#1整流变油温表处，发现油温表内有积水。拆开表壳对其进行排水、干燥处理后，接地信号消失，直流I段正极对地电压恢复为57.1V，负极对地电压为56.9V。

3.2 环网查找

（1）退出所有绝缘监测装置及平衡桥后在II段接上临时47K平衡桥，把QDB-81信号源接在I段开机检测到R+：44.9k，R-：47.3k，C：8.7uF。

（2）使用手持器在II段查找，发现5011断路器操作电源1（35.9k）、直流融冰装置D桥水冷控制柜电源2（34.8k）存在无序的杂乱信号，在I段相对应支路也同样存在该现象。

（3）在直流融冰装置D桥水冷控制柜，使用手持器对该柜二次回路逐个进行检查，未发现异常信号，怀疑环网点可能存在于装置内部。

（4）征得值班员同意后，将D桥水冷系统退出运行，断开电源1空开，在电源1空开的装置侧测量，未发现从电源2经环网点送过来的直流电压；同样，断开电源2空开后，也未能在电源2空开的装置侧发现环网点送过来的电压；根据以上情况，检修人员判断直流融冰装置D桥水冷控制柜并不存在环网点，但该装置对QDB-81接地查找装置造成了干扰。

（5）到5011断路器保护屏处查找，发现环网点在5011断路器端子箱内，由于5011断路器处于运行状态，无法解环，只能等停电检修后再行解决。

4 接地故障的查找与解决方案

在故障发生后能够迅速地发现，对其及时地解决，能够避免小故障造成大的事故，尽可能地减少因接地故障造成的损失。而掌握对于接地故障发生地点的查找与解决方案就极为重要。

（1）发现故障后，及时对其严重性进行判断，对于轻微故障可以采取保守解决方案；对于严重故障，如果需要对整个系统进行关闭操作就应马上采取行动。然后对其发生原因进行初步判断，初步确定故障可能发生的地点，并对其进行优先的重点排查。

（2）在故障位置的确定过程中，采用专业的故障检测工具是简便而高效的方法。例如可以依靠微机多路绝缘监测仪来直接确定故障地点。而对于有些隐藏的故障，可以通过在系统中建立监视系统，通过计算机系统对于系统故障的预警，依靠计算机系统来进行分析故障发生地点的工作。也可通过简单的预警信号来快速的确定故障发生的地点。endprint

（3）通过上文中的实例分析可以看出对于故障的查找与解决工作主要可以通过几个步骤来实现：通过采用倒闸、拉开充电机的并联刀闸的方法，分网排除，可以缩小对充电设备、直流母线上和蓄电池本身的故障发生点的查找范围。只要找到故障发生地点，然后根据实际情况，对其采取应对措施进行解决。

5 直流系统接地故障的预防工作

对于历史上发生的变电站事故进行分析，结合多年的工作经验总结，对于可能发生接地故障的隐患进行简要地总结，对于预防工作也有可借鉴的经验。

（1）制定完善的检测计划并且严格地按照计划进行安全监测工作。可以对历史上发生的事故进行分析总结，找出发生故障率高的地方，有针对性对其提高检查工作的频率。

（2）依照信号回路，定时对整个系统进行完全检查，虽然频繁的整体检查会造成不必要的浪费，但整体检查必不可少。对于发生故障可能性高的地方可考虑进行重点检查。

（3）实时掌控关于直流系统的最新技术动态，对于直流系统检查方案如果效果好、可行性高可以考虑采纳，对于直流系统的新技术如果符合技术规范且满足经济、效能等其他因素，可以考虑纳入采购计划中。

（4）严格控制采购环节，对于不符要求的设备不管其经济性再高也不予以采用，只有设备不发生事故，其经济性才是最高的。对于设备的更新换代也应依据实际运行状况来进行调节。

（5）最基本也是最有效的预防工作，在发现安全隐患时，及时予以解决，将事故发生的概率降到最低，切勿置之不理从而引发严重事故。

6 结语

直流系统发生故障频率的高低将直接影响变电站电力系统稳定性的好坏。作为电力工作人员，掌握关于变电站直流接地问题的解决方法，能够做到在故障发生时快速地找到问题所在并解决，对自身以及变电站都是富有意义的。

参考文献

[1] 龚宁.变电站直流系统接地故障的分析与防范[J].能源与节能，2012，（10）：16+91.