发电厂直流系统接地故障分析处理

何科翔 佟国斌

【摘 要】为了保证发电厂的安全稳定运行，直流供电系统要求较高的可靠性和稳定性，由于直流系统容易发生接地故障，导致保护控制装置发生误操作，进而对系统安全运行产生危害，因此本文对直流系统接地故障产生原因进行详细分析，同时阐述了直流接地故障的处理方法，为发电厂直流系统接地故障处理提供参考。

【关键词】发电厂；直流系统；接地故障；直流正极接地；直流负极接地

直流系统在发电厂的供电系统中占有重要的地位，它负责为发电厂中控制回路、信号回路、继电保护、自动装置、信号装置、事故照明、直流油泵、交流不间断电源等设备提供可靠的直流电源，同时还负责断路器的操作供电，因此直流供电系统要求较高的可靠性和稳定性，以保证发电厂的安全稳定运行。

在实际应用过程中，直流系统常见的问题为接地故障，由于发电厂直流系统存在分布范围广、电缆多、线路长的特点，因此容易受灰尘、湿气的腐蚀导致元件绝缘性能降低，进而导致直流系统接地故障，同时发电厂直流电源直接负责对控制回路和保护回路进行供电，当直流系统中发生接地故障时，可能会引起直流熔断器熔断或造成继电保护和断路器误动作，对系统安全运行产生危害，引起电力系统的更大故障，因此有必要对直流系统接地故障产生原因进行详细分析，使得维护过程中能够及时发现直流接地点，正确的将接地点隔离，保证发电厂的稳定运行及高效发电。

当直流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降低到某一整定值或低于某一规定值时，称为直流接地，由于发电厂直流系统分布范围相对较广，同时直流供电电缆有较多外露部分，长度较长，长时间运行过程中容易因尘土、潮气的腐蚀等原因导致系统元件绝缘性能降低，以及电缆及接头老化，设备本身问题等原因，不可避免的发生直流系统接地故障。分析直流接地故障产生的原因，主要存在以下几方面：

1气候因素导致直流系统接地故障。直流设备受天气的影响，如雨天或雾天，导致二次回路及设备严重污秽和受潮、接线盒进水等，使室外直流系统对地绝缘性能下降，造成直流接地故障。

2直流系统运行过程中受到的不利因素影响。如直流系统自身问题，如二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化；存在损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

3操作人员疏忽造成直流系统接地故障。如在带电二次回路上将直流电源直接接触设备外壳，导致瞬间接地故障；施工过程中造成控制电缆损伤，造成接地；另外检修质量差导致接地隐患，如室外设备未加防雨罩、二次回路漏接线头等，在特定的外部条件如潮湿或操作设备时就容易引起直流接地。

4小动物进入或小金属零件掉落在元件上造成直流系统接地故障。如老鼠、蜈蚣等小动物进入带电回路；某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件，掉落在带电回路上。

发电厂直流系统接地故障容易对设备和电力系统的安全运行产生威胁。接地故障按接地极性可以分为直流正极接地和直流负极接地两种情况，由于直流系统网络连接比较复杂，在实际运行中经常通过绝缘监察装置确定接地极性，正极对地电压大于70V时，说明负极接地；负极对地电压大于70V时，说明正极接地，下面对两种接地情况进行详细分析：

1对于直流正极接地故障情况下，当系统正常运行时跳合闸线圈、继电器线圈是与负极电源相接通的，当接地故障发生时，容易导致保护及自动装置产生误动，甚至造成误合闸，误报信号等情况的发生。

2对于直流负极接地故障情况下，断路器的跳、合闸线圈以及保护继电器回路发生两点接地时，线圈被接地点短接因而不能动作，导致保护及自动装置拒绝动作，同时由于直流回路短路电流较大，可能烧坏继电器接点，同时造成电源保险熔断，保护及操作电源会因为保险熔断而无法得到保证。

由于直流系统发生接地故障时构成了接地短路，导致继电保护、信号、自动装置误动或拒动，还可能复杂情况下造成某些继电器短接，不能动作跳闸，同时还可能导致自动装置、控制回路因为直流保险熔断而失去电源，因此直流接地故障容易产生较为严重后果，影响电厂的安全稳定运行。当直流系统接地故障发生时，无论是正极接地还是负极接地，只要发生接地故障即对地构成了新的接地回路，为了系统安全运行需要迅速排除，否则一旦出现二点或多点接地就会发生故障，乃至发生事故。为了有效排除接地故障，需要快速确定接地点，可以采用如下方法查找直流接地故障：

1分清接地故障的极性，分析故障发生的原因。

2立即停止站内二次回路或者设备检修试验，断开系统工作电源，测试接地故障是否消除。

3用分网法缩小查找范围，首先对直流系统进行分割，分开环路和并列回路，然后分别断开馈线，同时要注意保证保护电源的正常供应。

4对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬时停电”的方法检查该支路中所带回路有无接地故障。

5对于重要的直流负荷，用转移负荷法检查该支路中所带回路有无接地故障。

6查找直流系统接地故障时需要两人及以上配合进行，一人负责操作，一人负责检测仪表指示及信号变化。

7对于两点及多点接地，需同时断开两路或几路直流回路，接地才能消失，需要注意断开每一路接地点时，注意观察直流电压恢复升高的情况，从而将接地点消除。

8当切除某一回路电源时接地消失，应确定接地支路，并在该支路分段再试拉，缩小并确定接地范围。

9当结合支路法无效时，应采取切换整流设备和蓄电池组，切换直流母线的方法查找，查整流设备，蓄电池组及直流母线是否接地。

发电厂直流系统发生接地系统故障时，应当用先进的检测设备和平时运行中积累的经验对问题进行具体分析，适当应用直流系统接地排查的一些方法和技巧，迅速查明接地的原因并及时排查故障，确保电站的安全稳定运行。

参考文献：

[1]李鹤峰. 直流系统接地的原因及处理[J]. 黑龙江电力. 2009（04）

[2]丁文敏. 直流系统接地危害及查找方法[J]. 河北电力技术. 2005（05）

[3]周兴友. 直流接地故障查找方法探讨[J]. 科技信息. 2009（35）

[4]李鹤峰. 直流系统接地的原因及处理[J]. 中国新技术新产品. 2009（11）

[5]王敏. 直流系统接地故障的查找[J]. 供用电. 2002（02）

[6]张良益. 水电站直流系统故障处理探讨[J]. 水电厂自动化. 2008（04）

[7]贺意飞. 大源渡水电站直流系统改造[J]. 电力安全技术. 2010（12）

[8]何硕佳. 变电站查找直流接地浅谈[J]. 科技资讯. 2011（09）

作者简介：

何科翔（1981年11月），男，内蒙古包头市，本科，电厂运行，主要从事电厂集控运行 岗位：机组长。