沙溪口水电厂直流系统接地故障排查

摘 要：针对沙溪口水电厂一起典型直流接地故障的分析、查找，提出查找复杂直流接地故障的基本思路，以帮助尽快排除直流接地故障，确保水电厂设备的安全稳定运行。

关键词：直流系统；接地；故障排查

1 引言

发电厂直流系统作为电气一、二次设备的控制、保護、测量、信号电源，其重要性不言而喻。直流一点接地虽属异常，当时不影响设备的正常运行，但必须及时查找接地点，并迅速排查，否则造成两点接地后可能引发保护误动、拒动，开关的误合分闸、直流熔丝熔断、装置工作电源消失、误发信号等各类严重电气事故。

沙溪口主厂房直流系统负载主要为机组及10kV系统操作保护直流电源，采用单母分段接线。Ⅰ段直流系统由#1充电屏、#2馈电屏、#6馈电扩展屏Ⅰ段母线、Ⅰ段蓄电池组组成；Ⅱ段直流系统由#4充电屏、#3馈电屏、#6馈电扩展屏Ⅱ段母线以及Ⅱ段蓄电池组组成。其中#6馈电屏为主厂房直流系统Ⅰ、Ⅱ段扩展屏，两段母线电源分别引自#2、#3馈电屏。#2、#3馈电屏上配置有泰坦绝缘监察装置，当直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至整定值25kΩ时，就会产生有正接地故障或负接地故障，并发告警信号，装置还会给出发生接地的支路号。

2 事件经过

2016年8月20日18：25，沙溪口水电厂发生一起主厂房直流220VⅠ段接地故障，上位机报主厂房直流220VⅠ段接地告警。

事故前，#1、#3、#4机组在运行，#2机组停机处热备用状态，主厂房直流220V系统正常运行。

维护人员接到通知后，即到继保室主厂房220V直流Ⅰ段馈线屏#2屏查看绝缘监察装置显示故障信息为1-007支路负极接地，007支路对应的是“继保室#6屏Ⅰ段母线进线电源空开”。由此判断是#6配电屏上的主厂房直流220VⅠ段母线所挂某个负载负极接地，同时二次人员使用万用表在#2配电屏测量007支路正极对地电压196.8V，负极对地电压为-32.7V，属于负极不完全接地故障。为排除接地点，维护人员决定采用逐一瞬间切合Ⅰ段母线负荷空开并的办法进行，以便快速、准确、及时的查找故障，保证直流系统运行正常。

因为#1、#3、#4机组在运行，#2机组在停机，在征得值长同意下，维护人员先分合#2机组相关电源，当切除#2机组Ⅰ路操作保护电源6QF时（对应负载为至#2机组保护屏操作保护电源，电缆及回路号为1F141C/101'、1F141C/102'），直流负母接地故障消除。于是维护及运行人员来到发电机层#2机组保护屏，运行人员将#2机组保护跳外围相关压板解除后，由一名维护人员在#2机保护屏前逐一断开保护屏上的电源空开，另一名维护人员在保护屏后端子X-4（1F141C/102'）、X-1（1F141C/101'），监视电压变化情况。当切除“发电机出口断路器操作箱电源Ⅰ4QF”时，电压恢复正常，正极对地电压为115.8V，负极对地电压为-113.7V，进一步明确是发电机Ⅰ路操作电源所带的负载负极接地。

发电机Ⅰ路操作电源所带负载包括了开关合闸、Ⅰ路分闸线圈及出口刀闸6321操作电源，为尽快查明接地点，分别由电气一次维护人员和电气二次维护人员对开关操作回路和出口刀闸回路进行检查，并做好相关的安全措施，将6321刀闸断开，进入632开关室632开关本体进行检查。电气一次人员逐一排查后，发现储能电机刷握绝缘极低，0.1MΩ，于是对刷握进行清洁处理后，绝缘正常，恢复到1MΩ。二次人员测量绝缘也已恢复正常（备注：此时6321刀闸在分闸位置）。

但当运行人员操作6321刀闸合闸后，再次出现主厂房直流220VⅠ段接地故障。于是维护人员到6321刀闸操作机构箱进行检查，发现2F417/DO10-1（监控开出6321刀闸分闸令）芯线破损，碰到刀闸操作机构箱外罩接地，至此找到了接地点。于是维护人员将2F417/DO10-1芯线破损部位使用绝缘胶带可靠包扎，并合理布线防止机构箱外罩压到电缆芯线，处理完毕直流220VⅠ段接地故障消除。#2机组恢复正常运行方式。

3 事故原因分析

#2机组出口刀闸6321操作电源101、102取自主厂房直流220VⅠ段，当6321刀闸在合闸位置时，6321刀闸常开接点G-7、G-8导通，2F417/DO10-1芯线破损，碰到刀闸操作机构箱外罩接地，导致直流220VⅠ段负极接地，于是报“主厂房直流220VⅠ段接地”。

2F417/DO10-1芯线破损分析是由于6321刀闸操作机构箱外罩压到2F417/DO10-1电缆线，当6321刀闸操作时，刀闸操作机构箱外罩都会有轻微震动，外罩与2F417/DO10-1电缆线长期摩擦，导致芯线外层绝缘护套破损碰外罩接地。

出口刀闸6321刀闸操作回路图

4 采取措施

将破损芯线使用绝缘胶带可靠包扎，重新整理刀闸操作机构箱内电缆线，并合理布线防止机构箱外罩压到电缆芯线；结合#2机组检修时，核查2F417是否有备用芯线，使用备用芯线替换破损的芯线。同时举一反三，对#2机组所属各刀闸操作机构箱进行排查，对刀闸机构箱内的二次电缆芯线进行整理，防止各刀闸操作机构箱外罩挤压到二次电缆线。

作者简介：郑佳升（1984-），助理工程师，毕业于上海电力大学，从事继电保护专业检修、技改和维护。