变电站直流系统接地故障的论述

杨建中　赵洪春

1、直流系统接地故障原因

直流系统在变电站中分布范围较广，遍及各开关端子箱，电缆多且长，一些外露部分容易受尘土、潮气的侵蚀，容易造成绝缘降低甚至绝缘破坏，造成直流系统接地故障。造成直流接地的主要原因可以概括为以下几点：①二次回路、设备绝缘材料不合格，绝缘性能低，二次回路检修维护不当，绝缘老化，或存在某些损伤缺陷等，都可能造成直流接地；②二次回路接线错误或设备元件组装不合理。如带电体和接地体，直流带电体与交流带电体之间距离过小，当直流回路出现过电压时，将间隙击穿，形成直流接地，另外还可能存在一些潜伏性的接地，一旦通电就会出现直流接地故障；③二次回路及设备严重污秽受潮、接线盒进水等原因使直流对地绝缘下降。由于电缆沟密封性较差，造成雨水浸泡，造成电缆绝缘性能下降，另外端子箱内电缆孔洞封堵不严，使端子箱严重受潮，也会造成接地故障；④小动物爬入或小金属零件掉落在二次回路上造成直流接地故障。

2、直流系统接地故障的危害

2.1正极接地。直流正极接地有使继电保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸继电器线圈正常接于负极电源。若这些回路中再有一点发生接地，就可能引起误动作。由图1所示，直流接地发生在A、B两点，将使1K1、2K1触点被短接，KC励磁，KC常开触点闭合，通过断路器常开辅助触点引起误跳闸。同理，A、D两点或F、D两点接地，都能造成开关误跳闸。两点接地还可以导致误跳闸，误发信号。

2.2直流负极接地。负极接地时造成继电保护或断路器拒绝动作。因为回路中若再有一点发生接地时，就可能使跳闸回路或合闸回路短路，造成继电保护或断路器不能动作。同时直流回路短路，会使电源保险熔断，使继电保护或断路器失去电源，并可能烧毁继电器。上图中，B、E两点接地，KC线圈被短接，线路故障，保护动作时，KC不动作，断路器不跳闸，且保险会熔断；D、E两点接地时，跳闸线圈TQ被短接，保护动作断路器拒绝跳闸，同时电源保险熔断。

2.3直流系统正、负极分别接地。该种情况接地会造成直流短路，使电源保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。图1所示，接地故障发生在A、E或F、E两点时，即形成短路，电源保险熔断；B、E两点和D、E两点接地，当保护动作或操作时，不但断路器拒跳，而且使电源保险熔断，同时还會烧毁继电器。综上所述，直流系统发生接地故障，可能造成继电保护或断路器误动或拒动。影响设备的安全稳定运行，因此系统直流接地时，要及时查找，尽快处理，切勿造成直流系统接地。

3、直流系统接地故障处理措施

直流系统两点接地，对设备和系统的安全稳定运行有很大影响，但是一般的两点接地都由一点接地发展而成的。当发生一点接地时，系统会发出“直流系统接地”信号，要尽快查找并处理。在查找前，要首选判断的接地极性和绝缘状况，是金属性接地还是非金属性接地，到直流盘（直流系统接地巡检仪）前检查接地情况，记录报警信息，根据信息提示，判断接地点的具体位置和绝缘状况，并及时汇报值长或调度。查找直流接地故障的一般顺序和方法：（1）根据直流接地的极性，分析接地原因。判断接地与气候变化是否有关，长时期的阴雨天使直流系统绝缘受潮，端子箱、机构箱、接线盒密封不良而进水；二次回路上有无作业或操作，如站内二次回路上有人工作，或设备有检修试验工作，应立即停止工作，拉开直流试验电源，查看接地信号是否消失。（2）用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几部分，但要注意不能使保护失去电源。（3）用瞬停法，查找所带各回路有无接地。（4）对于重要的直流负荷，不能间断供电的，可以用转移负荷法，查明故障所在回路。（5）进一步查出故障点，用瞬拔直流保险和信号保险的方法，查出故障点所在回路，从而进一步查出故障点。查找直流接地应由两人进行，一人操作，一人监护，具体步骤如下：（1）对瞬停带有重合闸、备用电源的直流回路，应取得调度或值班长允许，并考虑切断直流后发生事故的相应措施。（2）对瞬停带有距离保护的线路直流时，应得到调度同意，将保护退出运行后方可进行。（3）对于微机保护（带有高频保护），应先与调度联系，退出两侧高频保护后，再将该微机保护整屏退出，进行查找。（4）在断开某一回路直流电源时，不论接地与否，都应立即合上。且正、负极保险都要拔掉，防止存在寄生回路。（5）要特别注意，查找过程中，切勿造成直流另一点接地。

4、应用举例

以通辽科尔沁变电站为例，其直流系统正常运行采用1号充电机带1号蓄电池组给Ⅰ段母线供电，2号充电机带2号蓄电池组给Ⅱ段母线供电。1号充电机退出系统运行时，先将Q4空关置于合位后，再将DK1刀闸旋转至Ⅰ组电池充电试验位置，DK3旋转至母线联络位置，最后再将Q4空开置于分位。此时系统状态为2号充电机带2号蓄电池组给两段母线供电。1号充电机可以单独带1号蓄电池充电。当发生直流接地故障时，查找直流接地应根据运行方式、操作情况判断可能的接地点。利用绝缘监察装置查出是哪一极、哪一支路接地后，采用拉路寻找，分段处理。，记录报警信息，根据信息提示，判断接地点的具体位置和绝缘状况。当确定直流接地故障发生在哪一段母线后，可用“瞬停法”和“转移负荷法”查找故障母线中各支路。运行值班人员查找直流接地故障时的注意事项：①瞬拔操作、信号保险时，应经调度同意。断开直流的间隔时间不得超过3秒钟，不论接地与否，均应立即投；②为了防止误判断，观察接地故障是否消失时，应从信号、光字、表计指示综合判断；③防止人为造成另一点接地；④防止保护误动作；⑤查找直流接地应二人进行，一人操作，一人监护，防止人身感电；⑥运行人员不得改动直流系统接线。

（作者单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司）

作者简介

杨建中（1977），性别：男，籍贯：内蒙古自治区通辽市开鲁县，工作单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，学历：本科，职称：工程师.

赵洪春（1978），性别：男，籍贯：内蒙古自治区通辽市开鲁县，工作单位：国网内蒙古东部电力有限公司通辽供电公司，学历：本科，职称：工程师.