变电站直流接地故障分析与对策

杜伟 彭雪华 刘孟 鄢学峰 马文涛 彭敏池

摘要：实际上，变电站的直流系统，主要是由蓄电池、浮充电装置并联，直接提供给直流负荷的一种大规模的电力运行系统。在一般正常的情况下，直流系统内部主要电源的正极、负极的母线，对地面是直接绝缘的，一旦当电源的回路发生一丁点接地状况时，通常情况下，并不会直接影响直流系统的稳定、正常、顺利运行。反之一旦当电路回路发生两点，或者是多点接地的时候，就会直接造成直流系统内诸多电源的正负极出现短路的现象，内部的电源开关与保护会出现误动，或者是拒动的现象。除此之外，在某些特殊的情况下，一点接地也有可能会直接导致保护误动作出现。

关键词：变电站;直流接地故障;分析與对策

引言

直流电源接地分为室内接地和室外接地两种。室内接地是由于设备老化或施工工艺不规范引起的直流电源接地故障;室外接地是由于雷雨等异常天气，使得端子箱或机构箱受潮、积水，降低二次回路正负电源的绝缘性，导致直流电源接地。另外，施工人员、维修人员的误操作，也会导致直流电源接地现象的出现。一般来说，设备老化、异常天气是造成直流电源接地的主要原因，因此，及时找出直流电源接地故障点，或依据直流电源异常变化进行故障点预判，是目前电力系统亟待解决的问题。基于上述原因，本文提出一种基于遗传算法的接地故障搜索模型，可以帮助维修人员、监测人员进行故障搜索。

1变电站直流系统接地故障原因

变电站直流系统由于长期运行中的各种因素而面临着绝缘破坏等问题。直流系统接地故障有几个原因，具体分析见下文。1）直流系统设备损坏。在长期运行过程中，如果直流系统中的二次回路和设备绝缘材料不符合相关使用标准且老化，或者在运行过程中存在压力缺陷、绕组、磨损等，设备绝缘水平将降低。会导致元件发热并导致烧伤。（2）环境因素的影响。由于系统设备长期处于户外，受到风暴等恶劣环境的影响，经常受到湿度和灰尘的侵蚀，导致隔离装置老化，降低了设备的隔离性能。3）操作错误或维护不足。包括二次回路和设备的连接和装配不当，以及操作人员在标准和工艺控制中的错误导致电路接地，导致直流系统的交流电源连接不当，导致接地故障。4）小动物进入直流系统的端子盒，接触箱内电缆，小金属零件落到电路上，双配置直流系统信号串联可能导致直流系统接地故障。

2直流接地故障查找方法

当前，变电站直流系统接地故障确定的实际应用方法有牵引回路法、接地漏电流检测法、直流在线绝缘监测装置接地定位法和接地定位法下文讨论了这四种方法的利弊。

2.1拉环

直流故障查找方法中，电路牵引法是最常用的方法。如果接地故障，断开其中一个直流电源，如果接地故障消失，则连接位置位于此电路中。相反，故障点不在此电路中，并且不间断电源立即恢复。遵循此方法，直到找到故障点。使用此方法必须得到监控和规划中心的同意，并确保直流电源的断电时间不要过长。如不大于3s，还应遵循信号电路、控制电路和最后保护电路的原则。实际上，这种方法只能在机箱或电路上找到故障点，而不能在故障点上找到故障点。此外，在较为复杂的直流系统中，极有可能出现非常规回路。目前，变电站设备不断更新，自动化水平提高，电力需求增加，供电可靠性提高。如果直接切断直流电源，可能会影响设备的稳定运行。同时，经过多次扩展和技术改造，站内二次回路极为复杂，极有可能导致寄生回路的产生，从而大大增加了寻找故障点的难度。

2.2使用在线检测查找故障点

在线检测方法是利用直流电源检测装置内的低频电压信号发生器，实时监测系统与地球的直流隔离情况，判断地球因地球极性而出现故障的直流电源。如果低频电流信号通过电流互感器传输到检测设备，则电压操作符根据检测设备的检测数据计算后确定接地故障点。使用在线检测方法查找故障点时，操作员无需依次断开直流电源，受现场工作环境的影响小于上述故障检测方法，提高了故障检测效率。但是直流电源检测装置受到在线检测装置技术和直流系统布线的影响，可能会受到误报或误报等条件的影响，从而降低了故障检测点的精度。

3接地故障处理措施

变电站直流系统接地故障时，应按照上述故障检测原则和方法尽快找出故障点，为保证直流系统的安全稳定运行，应采取以下有效措施。

1）确定故障点后，操作人员应严格遵守有关电气设备的操作和维护规则，尽快拆卸直流系统的端子和开关，尽快消除故障点。维修过程中，操作人员应仔细填写机电保护二次回路安全措施卡，详细记录整个拆卸过程，避免电缆修复过程中遗留问题和连接错误，这可能导致直流系统接地故障并影响系统请注意，操作过程中必须有两个以上的运算符。（2）变电站直流系统接地报警严重时，通常有几个接地点，此时应使用检测装置区分不同程度的故障电路，并按接地故障的严重程度和严重程度进行处理。（3）对于一部分不能够停电的直流负荷设备，一定要提前利用备用的直流电源对其运行过程进行供电，这样一来，便能够进一步的保证在拉路的过程中，这个回路直流电源能够持续不间断的供电。（4）如若说直流母线中，所有的负荷在切除之后，相应的直流接地故障依然存在没有消失，那么就说明了此次接地故障，是发生在直流电源这部分的，也就是：直流屏、蓄电池组、连结电缆等等。为了能够从一定程度上尽可能的避免在实际查找故障的过程中，对负荷造成长时间的停电现象，导致更大、更严重的安全事故发生。通常情况下，需要先使用一整套由足够容量的备用主流电源，比如说：备用的充电装置，来给负荷进行供电，随后将有接地故障的直流电源与外电路直接脱离，以此来更加方便查找直流接地的具体故障。（5）变电运维人员在日常巡视过程中，应加强对二次接线盒、开关端子箱的防潮防渗检查，定期开展清扫工作，保证温控器的正常使用。（6）在变电站大修、技改项目工作现场，及时更换绝缘程度降低的二次电缆、二次线及绝缘低劣端子板等二次设备，并及时清扫工作现场，确保现场无金属器件遗留。7）在展开查找接地故障的工作之前，需要尽可能的充分了解内部的具体情况，比如说：直流系统的运行有没有什么异常的问题，回路是否还在继续正常、顺利的工作，外界的天气状况等等。在具体展开查找直流接地故障的时候，可以按照先信号灯、后照明的具体操作，先室外、后室内为主要的原则。当切断这些具体的、专用的直流回路的时候，切断的时间要控制在3秒之内，无论是回路接地是否能够全面的接合上。如果说直流出现失电的现象，就会从一定程度上引起保护，以及自动装置出现误动的状况，所以从这个角度来说，在切断之前，一定要采取一些必要的安全措施。如果在查找直流接地故障的过程中，发现某一个专用的直流回路，发生接地的现象，那么就需要第一时间找出直流回路的接地点，将其尽快的消除。

结束语

变电站直流系统环境复杂多样，使得直流系统接地故障点的定位在一定程度上更加困难。为尽快准确定位直流系统接地故障点，操作人员应对直流系统接地故障原因进行综合分析，结合接地故障处理原理，合理利用接地故障点查找方法在确定接地故障点后，及时采取一切有效措施，消除和防止接地故障的危险，保证接地故障的稳定运行。

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