发电厂、变电站直流系统接地的预防和处理

2016-03-14中广核风力发电有限公司黑龙江分公司

电子世界 2016年3期

中广核风力发电有限公司黑龙江分公司江站

发电厂、变电站直流系统接地的预防和处理

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【摘要】安装在发电厂及变电站中的继电保护及安全自动装置、后台机信号传送、事故照明、不间断电源、控制回路、远动回路和摇信摇控操作等均使用直流电源，直流系统稳定运行是发电厂及变电站安全运行的不可或缺的条件，同时由于二次回路十分复杂，查找直流系统接地一直是困扰运行值班人员及检修人员的难题，因此对直流系统接地的预防和处理有必要引起相当的重视。

【关键词】发电厂；直流系统；接地；危害

发电厂及变电站中的直流系统一般由交流屏、充电机、蓄电池、直流屏等设备组成，直流电源的稳定运行是发电厂及变电站稳定运行的保证，当直流回路或某一设备发生异常，一点或多点接地时，则可能造成保护、自动装置、远动系统等控制和保护回路的误动或拒动，继而引发比较大的电力生产事故。因此，在直流系统中，绝不允许两点或多点同时接地，有必要对直流系统进行实时监测，一旦发现有接地故障，后台机监控系统应立即发出声光报警，并能区分接地故障区域及电压相关参数，提醒运行人员及时检查并排除接地故障，避免发生严重的电力系统故障。

1 发电厂及变电站直流系统常见接地故障类型分析

厂站直流系统分布在各个设备区间，电缆接头部分较多，所以很容易受自然氧化和尘土、潮气的腐蚀，当绝缘薄弱的电缆及设备元件在此环境时，加速老化，或者施工中外力破坏或小动物啃咬而造成直流接地。直流接地的原因在实际运行当中有如下突出表现：

1.1 直流回路材质绝缘不好、绝缘受环境影响大，寿命短，或施工不小心存在某些硬伤，或过热引起的绝缘下降等。

1.2 直流回路及设备污秽常年得不到及时清理，加之受潮，分线端子进水，使直流带电部分对地绝缘加速降低。

1.3 厂站设备区内禁止小动物进入的区域封堵不严，使小动物爬入带电间隔或施工时金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、猫、鸟类等小动物进入直流间隔；某些元件的线头、螺丝、垫圈等零件，沾连在直流回路上也能引起短接接地或短路故障。

1.4 没按图纸要求，工艺不合格，错接线，使弱电回路误串入。

1.5 检修作业不仔细，直流回路端子排接线的芯线超出端子排较多，降低了端子排的的绝缘而发生的间接接地现象。

1.6 二次回路上面杂物较多，接线不规范，在外力的作用下发生位移后接触引发接地故障。

2 直流系统发生接地故障时的告警信息及判别方法

2.1 直流系统发生接地故障时，后台机应立即发出声音和信息报警。

2.2 检查后台机的信息，区分接地范围，直流母线电压变化情况，是正极接地还是负极接地，然后到直流屏上核查信息是否是误发，并及时复归信号。

3 直流系统发生接地故障的危害

发电厂及变电站的二次回路中，由于施工或环境变化，常会出现异常直流接地障碍，严重时影响到整个系统的运行，直流系统故障大都由直流接地引起，其中，危害较大的是两点接地，当直流系统发生某些情况的两点接地故障时，有可能造成接地短路，从而造成继电保护、自动装置、远动系统误动作或拒动，也可能使直流保险熔断，使接入此回路的保护及自动装置、控制回路失去作用，当保护回路中同极两点接地时，还可能将接地点之间的继电器短接，使其拒动。直流正极接地，有使继电保护及自动装置误动的可能，因为一般电磁机构继电器跳、合闸线圈正常情况是与负极接通的，若这些回路再发生一点接地，就可能引起这些设备误动作，必然导致系统事故扩大，或者发生越级事故，必须及时找出接地点进行处理。

4 直流接地处理的一般顺序和方法

其查找原则是根据信号信息做出正确判断，先确定是哪段母线，再确定是哪条回路的顺序来进行。使用内阻大于2000欧的电压表检查，或者根据现场的表计直接得出判断。

4.1 当直流系统绝缘监察装置发了接地信号时，分清接地故障的极性，是完全接地，还是绝缘电阻降低，分析故障发生的原因，根据当时的接线方式，是否有作业操作的影响，尤其注意天气等因素的影响，合理判断出可能的接地范围。

4.2 接地发生时，若二次回路正在作业，或有设备检修试验，应马上通知停止工作，拉开其工作的直流电源，看接地信号是否消除。

4.3 用拉路法缩小查找范围，将直流系统分成独立的几个部分。

注意：不能使保护失去电源，如果一定要切断保护回路的电源，也要做好相应准备，切断时间尽量要短。

4.4 对于瞬间停电不影响保护的直流负荷及不能转移的负荷，用瞬间停电的方法，判断该回路有无接地故障。

4.5 对于坚决不能停电的设备，有条件的情况下可以分别把设备用其它电源代出去，判断该回路有无接地故障，拉合重要直流电源时，事先取得高度同意，必要时退出相应保护再进行，查找完马上恢复直流电源。

4.6 查找直流接地故障，要求两人配合进行，一人动手操作，一人监护，同时监视绝缘表计及接地信号的变化，用拉路方法选择直流接地范围时，拉开电源时间要短，有无接地都要马上再合上再想办法处理，应按照下列顺序进行：

（a）断开事故照明、施工临时电源；

（b）断开信号、备用电源；

（c）断开合闸、充电回路；

（d）断开蓄电池回路；

（e）断开操作回路；

（f）倒换直流母线；

（g）试解列充电设备。

4.7 进行完上述各项检查后仍未查出故障来自哪里，则应考虑同极性不同点接地,当发现接地在某一回路后，有环路的应先解环，能分裂的先解列运行，或转移负荷，再查找到接地范围。当直流接地发生在充电设备、蓄电池本身和直流母线上时，用拉路方法是找不到接地点的，当直流采取环路供电方式时，如不首先断开环路，是不能找到接地点，除上述情况外，还有直流串电、同极两点接地、直流系统绝缘不良。多处出现虚接点，形成很高的接地电压，在表计上出现接地指示。在拉路查找时，往往不能一下全部拉掉拉地点，因而仍然有接地现象的存在。

4.8 直流屏母线排查：查找大多用拉路选择法，缩小查找范围，先选次要负荷进行分母线排查。双母线并列时，应分别拉开开关，同时监视信号和电压，确定引起接地的开关；检查步骤是：先拉操作，再拉保护，合保护（切断时间不得超过3秒），这样保护误动的可能应该没有。

4.9 检查动力直流部分：如果当动力直流输出总开关拉开后，接地信号还有，就能断定不是动力回路接地。值得注意一点是，因为集成电路和微机保护装置响应需要一定的延时，当拉路时，需要等待10s 的延时时间才行。

4.10 处理中拆解的接头应逐一记录下来，以免恢复接头时造成接线错误，避免遗漏接头。断开各分支后，测量是否是与直流屏相连的主电缆接地，如果不是电缆问题，可恢复该电缆与直流屏相连的接头，合上直流屏出口开关，观察直流屏监控单元是否有异常情况，如果没有，即排除这一环节。瞬间断电时间要快，防止保护因断电造成越级跳闸，有些保护直流工作电源是不能停电的，如线路高频保护、线路光纤纵差保护等，直流消失会造成开关误动，得征得调度或领导同意，停完容易误动的保护再进行。