一种新型分布式直流接地故障定位系统

2016-09-21张炜琦国网河北省电力公司检修分公司国网河北省电力公司培训中心

科学中国人 2016年24期

许　磊，邹　园，张炜琦国网河北省电力公司检修分公司；国网河北省电力公司培训中心

一种新型分布式直流接地故障定位系统

许磊1，邹园2，张炜琦1
1国网河北省电力公司检修分公司；2国网河北省电力公司培训中心

直流系统在通行系统、变电站以及发电厂中起着重要作用。直流系统的安全可靠直接关系着整个电力系统的稳定运行。常规检测接地方法有一定的限制性，其不能对故障点进行精确定位，现场作业人员在查找直流接地时感到困难重重而无从下手。本文介绍了一种新型的直流接地故障诊断定位系统，其通过差流检测的方法，与直流的漏电传感器相结合，能够实现直流馈出支路绝缘故障的极性和阻值检测，从而实现接地点的查找工作。最后引入一些实例，介绍了该故障定位装置在电力系统的应用情况。

分布式；直流系统；接地故障

一、引言

直流系统是发电厂、变电站及通信基站中的一个重要组成部分，是一个复杂的多分支网络，它为通信系统和电力系统中控制装置、继电保护装置、信号装置及事故照明设备等重要负载提供电源。直流系统的安全可靠直接关系着整个电力系统的稳定运行。

传统查寻直流接地故障点是用“拉路寻找分段处理”的方法，即遵循先信号后操作部分、先室外后室内部分，对直流系统进行拉路寻找、分段处理，逐步确定哪条支路有接地故障，最终通过人工解析找出故障点方法。在短时拉回路电源时，可能因直流失电而引起一系列反应，比如继电保护装置或自动装置由于抗干扰性能或故障判据的问题造成误动跳闸，所以说采用拉合直流支路法检测故障点所引发的危害是非常严重的。

二、装置原理

本文介绍了一种新型的故障探测装置，该新型直流接地定位装置可以有效解决上述问题，它是一种智能化的高精度直流接地检测指示装置，检测灵敏度可达0.2mA，适用于变电站、发电厂等直流二次回路。与其它集散式的监控系统不同，该直流接地定位装置不用配置复杂的通讯单元和处理系统，它能够直接装设在二次回路负载的直流电源进线端处，从而可以实时在线监测该负载回路直流绝缘情况，并经内置的单片机进行阈值设定实现故障的声光告警；该装置虽然简单但是具备高精度和智能化的特点。通过合理分布安装本装置，就能够实现直流接地故障位置的精确定位，从而实现故障点位的迅速排查，以避免拉路寻找带来的故障危害，对于提高电网安全、稳定、高效运行具有重要意义。

装置原理：本装置采用了差流检测原理，对任一支路而言，从电源正极流出的电流I+，流经本支路全部负载后，返回电源负极的电流I-，当该支路没有接地故障时，I+=I-，穿过传感器的电流相等，传感器无信号输出。当发生接地电阻为Rd时，接地电流为Ir的接地故障时，I+=I-+Ir，流经传感器的电流不相等，传感器输出一个反应该差值的信号（即为漏电流信号）。

该装置分别为接于n个负载上的相互独立的直流接地指示器。直流接地指示器通过在线检测该直流负载回路的漏电流（不平衡电流）大小，来实现对该负载是否有直流接地的情况进行判定。

正常运行情况下，若没有直流接地发生，通过直流接地指示器的漏电流为零或小于设定报警阈值，直流接地指示器将不会报警。当通过直流接地指示器供电的负载设备或者电路发生绝缘降低或直流接地的情况，则穿过该装置的漏电流将大大超过报警阈值，此时接地指示器将以灯光闪烁和蜂鸣的方式进行警报。运行人员即可以根据直流指示器指定的位置很快发现故障点，避免对其他正常回路的停电查找。

直流接地指示器，与电流互感器类似，该直流接地指示器只需套接于二次回路直流负载入口电源线路上即可实现对该回路直流接地的实时在线监视。

图1所示为直流接地指示器接线示例。图中为一段直流系统母线，它的两条支路L1和L2接有各种各负载，这些负载可以是开关柜、保护屏以及其他控制和通讯系统的任意直流用电设备。各个指示器之间彼此独立运行，可以根据负载的数量进行相应的配置。