变电站直流接地故障异常排查案例分析

卢杰永

摘要：直流系统的安全运行能够确保变电站的电力设备正常运行，一旦直流系统发生了接地故障，将会对变电站的电力设备正常运行造成一定的威胁。本文将会以案例简单说明如何排查、分析变电站的直流接地故障。

关键词：变电站 直流系统 接地故障

一、变电站直流接地故障案例

在我国某变电站曾经出现过直流屏曾经发生“直流接地”报警信号，“轻故障”的指示灯亮了，当时的值班人员马上按下“消音”按钮，但是“轻故障”的指示灯并没有马上暗下去，但是由于当时该变电站的直流屏电源监视装置并不能显示出故障的大体位置在哪里，所以该变电站马上组织故障抢修工作，展开故障异常排查工作，并及时解决这一故障。本文将会以此案例对变电站直流接地故障的排查工作进行简单的分析。

二、直流系统出现接地故障的主要原因

直流系统是变电站中独立的一个操作电源，为变电站内的电气设备、保护装置、信号装置等设备提供电源。一般的直流系统是由蓄电池、充电装置、直流负荷，以及直流回路等四部分组成，其工作电压是110VDC或者220DVC。直流系统的不同部分具有不同的功能，这四部分组合成一个整体，为变电站的电气设备供电过程中，确保能够保护和控制回路中的元器件。

一般地，根据直流接地点的位置可以分为室内直流接地和室外直流接地，按照直流接地的极性又可以分为正接地和负接地，按照直流接地的程度又可以分为直接接地（又称金属接地或者全接地）和间接接地（又称为非金属接地或者半接地），按照接地的情况可以分为绝缘接地、环路接地、单点接地，以及多点接地，以接地的时间长短为为依据，又可以分为瞬间接地和永久接地，因此，直流系统出现接地故障的主要原因可根据接地故障的种类而有所不同：

（一）天气原因

某些户外二次接线盒的密封工作不到位，或者长时间没有检修，导致在下雨的时候，雨水滴落到接线盒中，令接线桩头和外壳导通起来，引起接地故障。而假如瓦斯继电器的的防护工作不到位，雨水渗入到接线盒中，当雨水逐渐增加，直至淹没接线柱的时候，将会发生在直流接地故障，甚至会引起跳闸的情况。而在初春的梅雨天气，空气中的湿度过高，将会导致户外电缆芯的破损处，或者黑胶布包扎的地方，绝缘能力大大降低，导致接地故障的发生。

（二）人为原因

人为原因主要有过度的挤压和磨损、接线松动，以及错误接线等原因。过度的挤压和磨损容易令二次线绝缘皮破损，造成直流接地故障。而接线松动，继而脱落，线头就会搭在铁件上，引起接地故障。而错误接线属于人为专业技术不过关，导致电缆芯接触铁件，引发接地故障。

三、变电站出现直流接地故障的危害性

当直流系统出现接地故障的时候，对地电压的正、负极就会出现变化，令接地极的对地电压降低，非接地极的对地电压升高，在出现和恢复接地故障的瞬间，继电器跳闸的回路极有可能会出现误动跳闸的情况。这主要是因为长电缆在远距离的起动过程中，中间继电器回路容易因为较大的分布电容，而造成中间继电器误动跳闸。当出现两点接地的情况的时候，直流系统极有可能会形成接地短路，出现继电保护、直流保险丝熔断、自动装置拒动或者误动，从而令变电站中的控制回路、自动装置等电气设备失去电源，很有可能会引起严重的后果。当直流系统的保护开关拒动的时候，甚至会出现越级跳闸的情况，令当地出现大面积停电的情况。

四、变电站直流接地故障异常排查方法

一般地，当变电站的直流系统出现故障的时候，其排查原则是“先次要、后主要、先室外、后室内”，检查无误后再用拉路试探法进行详细的检查。但是随着科技的发展，现在已经有很多种方法可以简单地排查变电站直流接地故障异常：

（一）根据出现故障时的运行情况、操作情况以及天气情况等进行判断

这种方法是最简单，但同时又是最需要工作人员的工作经验的方法。在上述的案例中，当时的排查方法是考虑到全变电站的工作符合高达8000KW，如果采取相关的设备进行排查和检测，处理时间较长，造成的风险也比较大。通过仔细的检查之后，确定室外直流系统运行设备没有出现异常情况后，就初步把故障异常的出现地点锁定在室内。而当时正处于运行状态的就只有三面高压柜放置电源新工作，于是，当时的工作人员就对这三面高压柜进行重点的检查。二十分钟后，打开高压开关柜柜内的低压电缆走向槽发现，一条直流事故音响信号小母线电缆的绝缘层出现损坏，并与高压柜的柜体相碰，把这条电缆移开，故障现象就消失了。当时在场的工作人员把这根故障的电缆进行单独的处理，然后让直流系统的运行工作恢复正常。整个过程耗时四十五分钟，足以可见，工作人员的工作经验是否丰富将会直接影响接地故障异常排查和处理的速度和效率。

（二）利用绝缘监测装置判断

在变电站中，一般的直流母线会分为两段，并各自装有绝缘监测装置。当直流系统正常运作的时候，监测装置将会显示母线的工作电压，并同时监测直流系统的正、负母线的绝缘情况。这种监测装置的优点在于能够实时进行监测工作，并能够随时对直流系统是否出现接地故障进行监控，显示接地回路的编号，但是对于出现故障的位置并不能够准确定位，加上技术上的限制，很难把故障范围缩小到一个较小的范围，而且采用绝缘监测装置来排查接地故障的话，需要在变电站中进行施工安装，对于变电站的改造工作是十分不便的。总的来说，这种装置并没有过于广泛使用，误报情况较多，而且精度也不高。

（三）便携式直流接地故障装置故障定位法

这是近几年在电力系统市场中应用较为广泛的故障排查方法。采用这种故障排查方法的时候，并不需要断开直流回路电源，可以在带电的情况下查找接地故障，同时，还不需要再使用“拉回路”的方法，在一定程度上提高了排查直流系统接地故障的安全性，而且还可以准确排查故常的出现地方。但是市面上出现的大部分这类型产品的检测精度都不高，容易受到外界的干扰而出现误报的情况。

五、结言

在变电站中，除了接地故障，直流系统还可能會出现过负荷工作、整流器故障、监控装置故障等问题。不论是那一种类型的故障，只有在实际的工作过程中不断发展问题，并采取合适的措施去完善问题，才能够不断提高解决问题的能力。

参考文献：

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