变电站直流系统接地处理方法

樊博

（云南电网公司昆明供电局，云南 昆明 650011）

1 直流系统接地的危害

变电站内的直流操作电源系统，其直流供电网络分布各个一次和二次设备处，发生接地的概率很高且对电力系统危害性较大的故障。直流系统正极接地，就会有造成继电保护误动的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地，引起保护误动；直流系统负极接地，如果回路中再有一点接地，形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路，保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大（即越级扩大事故），同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。因此直流系统对地应有良好的绝缘并对其进行实时的在线监测，当某一点出现接地故障时，立即发出告警信号，提醒运行人员查找并排除故障，从而杜绝直流系统接地可能引起的事故。

2 造成变电站直流系统接地的几种原因

2.1 在带电二次设备上工作时将直流电源误碰设备外壳，施工中导致带电电缆外皮损坏，交直流共用一根电缆。

2.2 雷雨季节，室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降，严重者可能到零，从而形成接地。

2.3 部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插座缺少可靠的绝缘隔离措施，手车来回移动导致其中导线破损，从而使直流回路与开关金属部分相接触，从而导致接地。

2.4 部分直流系统已运行多年，二次设备绝缘老化、破损，极易出现接地现象。

2.5 因施工工艺不严格，造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等，引起接地。

3 直流系统微机绝缘监测的原理

目前，变电站常用的绝缘监测装置检测正负直流母线的对地电压，通过对地电压计算出正负母线对地绝缘电阻。当绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能，对直流系统各馈电支路正负对地的绝缘电阻的检测，是在各馈电支路回路安装电流互感器，采用低频叠加或直流漏电流的原理，计算出馈电支路的正负对地的绝缘电阻值。

低频叠加原理:由低频信号源产生的超低频信号由直流母线对地耦合到直流系统,采用无源交流微电流传感器，感应流过各馈电支路中接地电阻与接地电容的超低频信号电流，其大小直接反映出支路接地电阻的变化。感应电流信号经过放大、相位比较、滤波、A/D转换后，进行数据处理并计算出相应的接地电阻值，判断出直流馈电支路的接地故障。这一技术的电流传感器不受一次测电流和温度变化的影响，缺点是检测精度受分布电容和低频信号衰减的影响较大。

直流漏电流原理：采用磁调制有源直流微电流传感器，馈电支路正负穿过传感器的正常负荷电流大小相等、方向相反，在传感器中的合成直流电磁场为零，其二次输出也为零；当支路回路的正负极存在接地电阻时，就会感应产生漏电流，并且在传感器中合成漏电流磁场，二次输出就直接反映接地漏电流的大小，结合母线绝缘检测不平衡电桥电路的对地电压测量数据，可以计算出支路对地的绝缘电阻值，从而判断出直流馈电支路的接地故障。

4 直流系统接地的处理

当直流系统发生接地时，由直流系统绝缘监测装置发出预告信号。此时，应首先确定是正极接地，还是负极接地；是完全接地，还是绝缘电阻降低。然后再根据运行方式、检修、操作及气候等因素的影响，判断可能接地的地点，确定寻找地点的方法和步骤。

4.1 寻找接地点的一般原则

4.1.1 对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判明属哪一段母线接地，以缩小查找范围。

4.1.2 对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线，采用“瞬间停电法”寻找。当拉开某一回路时，如接地信号消失，并且各极对地电压恢复正常（不能只靠接地信号消失为准），则说明接地点在该回路上。如接地发生在某一专用直流回路时，可按先次要设备后主要设备取下（拉开）该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点。

4.1.3 对于不允许短时停电的重要直流负荷，可采用“转移负荷法”查找接地点。

4.1.4 如接地不在各直流负荷上时，可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换直流母线查找接地点。

4.1.5 在电容补偿装置运行中，查找直流系统接地时，如需判断带有补偿电容的控制回路有无接地时，则必须将具有公共负极的补偿控制回路全部断开，否则会由于电容器上的残余电压造成接地假象而误判断。

无论回路有无接地，断开直流回路电源的时间一般不得超过3S，但集成电路和微机保护的直流电源拉开10S后才允许上电。即使回路有接地，也应先合上，再设法处理。

4.2 借助仪器查找直流接地故障

在运行过程中近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展，传统的“拉回路”“断保险”查找直流接地的方法，已经不能适应电力系统一、二次回路在安全性方面的要求。变电站的扩改建，使得二次回路越来越复杂，系统本身已存在大量事故隐患，通过拉回路查找直流接地可能导致更大的事故。

下面以ZJDT-TOP5Q便携式直流系统接地故障定位装置为例说明借助仪器查找接地故障的操作方法。首先将装置的信号发生器接到靠近蓄电池输出端的正、负母线和地线上。首先是将钳表钳在直流配电屏的屏面上的各个保险（空气开关）的出口线上，如果检测结果为“非接地”说明该扎直流电源的回路均无接地故障。如果该扎线检测结果有“接地”再分别钳各个回路，检测方法同上。其次在直流配电屏的电缆出口处，对每条电缆分别钳住查找，如果在“快速”期间，显示为“非接地”，说明该回路无接地故障；显示为“接地”，说明该回路有接地故障，且故障较为严重，并参考“绝缘模拟指示”的亮灯情况进行判断。检测出接地支路后，对具体接地故障点进行定位检测，以便迅速地检测出具体的接地故障点。

直流系统的单个支路（回路）如果有多个直流电源相连（连接成闭环系统），如果现场条件允许，建议在检测时断开各个连接压片，以提高检测灵敏度，也可利用“绝缘模拟指示”的微小差异，分开实际接地回路和通过环路形成的虚假接地回路。

5 结束语

综上所述，直流系统接地的危害性很高，必须快速寻找到接地点并快速切除直流系统接地故障。

[1]潘东华，吕伟强，刘昱.变电站接地系统研究－降低变电站的接地电阻值[J].2005，01，01.