变电站直流系统接地故障的处理原则和措施探讨

齐剑飞

摘 要：变电站直流系统是整个变电站信号设备以及二次保护设备等的电源供给系统，是独立于电网以外的电源，对于保证变电站正常运行以及故障时及时切换站内故障线路，保证电网安全可靠运行具有至关重要的作用。直流系统接地故障是系统常见的故障，文章从系统接地故障危害出发，提出了相应的查找原则以及措施，并例举接地故障查找的过程。

关键词：直流系统；接地；故障；查找；实例分析

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0095-01

变电站直流系统主要包括信号、合闸、保护、控制以及直流接地监视等子系统，主要起到供给变电站内信号设备、保护设备、控制设备等设备电源的作用，对于变电站安全可靠运行意义重大。加强对变电站直流系统接地故障查找方法的研究，对于提高安全运行能力具有重要作用。

1 变电站直流系统接地概述

变电站直流系统内包括众多电力设备，其接线程度较为复杂，尤其是在直流系统分布较广而且运行环境难以保证的情况下，系统接线、设备等都易出现接地故障，造成运行障碍。直流系统接地故障的主要原因可以总结如下：①设备受损造成的接地故障，主要包括设备机械损坏、绝缘降低甚至消失、老化；②雷击雨雪天气造成系统绝缘能力下降严重，引起直流系统接地；③直流系统运行或检修不当也会导致系统接地故障发生的概率增大；④外部偶发因素造成的接地，主要包括金属、动物落到系统裸露的元件上。

直流系统接地故障型式根据分类标准不同，型式可分为多样。依据接地极性划分，可以分为正接地与负接地两种；依据接地种类划分为全接地和直接接地；依据接地点数量的不同，可分为多点接地、绝缘接地、环路接地以及单点接地。在上述接地类型中，两点接地危害较大，会造成整个系统信号通路故障，误动率增加甚至出现保护装置拒动等严重情况，对于电站的安全运行造成极大危害，严重破坏直流系统。当接地故障突发时，工作人员要能够快速对故障信号进行判断，确保变电站安全稳定运行。

2 直流系统接地故障处理原则及措施

2.1 处理原则

在变电站直流系统接地故障的处理过程中，须严格遵循以下几个方面的原则。

①参与查找与处理故障的工作人员须采取安全保护措施。处理接地故障过程中，二次回路部分严禁工作人员靠近及工作，在对故障进行查找的过程中，须两人以上共同进行故障的查找与处理，并且保证在故障处理过程中不会引发二次故障导致两点接地故障的出现，防止系统故障恶化；参与查找与处理故障的工作人员须采取全面的安全保护措施，同时对于设备也应启动安保措施，防止在处理过程中误动作导致工作人员伤亡。

②对故障位置及类型判断的注意事项。在对故障位置及类型进行判断时，首先应当检查直流接地监测设备是否正常运行，故障信号是否可靠，检查顺序由直流系统绝缘监察装置查询到故障支路检查；其次，在确保故障信号可靠后，进行人工故障排查；在定位故障点时，需按照从室外设备到室内的顺序，回路检查方面，应当遵循先信号后控制的顺序，即首先检查对运行影响较小的信号回路，进而检查控制回路；在采用拉回路方法进行处理时，应当注意首先对次要回路进行拉负荷，然后对主要回路进行拉负荷操作。

③顺停法拔插直流熔断器或者空气开关应经调度同意。且避免在高峰负荷时进行。

2.2 处理措施

2.2.1 绝缘监察装置判断接地故障

利用直流系统绝缘监视装置对变电站直流接地故障进行判断是最直观的方法。一般而言，在变电站的两段直流母线上，都会安装绝缘监察装置，在系统正常运行时，该绝缘监察装置在控制端显示的数字代表的是母线电压，并能对系统的正负极母线的绝缘现状进行分析。当直流系统接地故障发生后，故障电流进入绝缘监察装置后发出警报信号，该低频警报信号进入直流系统中以后，被设置的支路传感器所采集接收后，通过计算机进行分析和处理，并得出该信号是否属于接地故障信号，进而系统进行动作，经过分析确定故障低点，并提出消除相应故障的措施。

2.2.2 拉路法判断接地故障

拉路法判断接地故障的原理是利用对各个系统内馈线按照顺序分别进行短时间的切断，来判断接地故障所在的馈线回路，若某一回路切除后故障信号消失，则说明该馈线回路存在故障，然后对该馈线回路的次级回路依然按照同样的方法进行顺序短时分别切断，来判断故障发生的具体位置，便于工作人员排除故障。

当采用拉路法对故障位置进行判断无果后，怀疑以下问题：①各馈线主回路及次级回路无故障，故障可能发生在电池组、充电设备甚至是两条直流母线上，需进一步排查；②拉路法操作不当，在采用拉路法进行判断时，未断开系统的环路供电，导致故障无法检出；③直流系统接地时，存在接触不良的情况；④未能对系统内所有馈线及其回路进行拉路法判断，或者系统内存在寄生回路的情况，导致无法检出。

3 实例分析

3.1 故障描述

某地220 kV变电站进行改扩建110 kV，采用750断路器进行间隔，其余各110 kV间隔采用Ⅱ母线闸刀进行间隔，而后进行二次接线。在运行过程中，值班人员监测到直流系统接地报警信号，利用拉路法对各个回路进行顺序短时分别切除后，查找到故障点位于公用测控柜测控电源模块发生接地，在进行空气开关拉开操作后，接地报警信号消失，而直流屏此时754测控电源指示灯依然常亮。

3.2 现场分析

该改扩建工程利用750断路器作为间隔进行二次接线，7542闸刀进行位置信号传感器布设接线，测控装置为754和750，二者共用同一测控柜。

3.3 故障查找过程分析

①发生故障后，二次接线工作人员停工，由自动化工作人员进行故障查找工作。经检测发现，测控柜测控装置Ⅱ遥信回路存在接地情况，利用万用表对其进行监测，发现公共端对地电压+30 V，远低于正常的+110 V值，存在接地情况；

②拉路法进行故障位置确定，通过对各外汇路接线通过接地测量检查，确定故障原因是由于750测控装置电源信号消失导致了直流接地故障；而在查看设计图纸后发现，该消失的信号所对应的端子排同时与公用测控装置外回路连接又与屏内环线进行连接，还与754装置的遥信回路连接，造成此次直流接地故障的诱因是遥信回路的接地。而造成电源指示灯常亮的原因则是通过直流系统将电流反送至空气开关下端所造成的。

3.4 故障排除与分析

将750与754两测控装置间连接的信号环线进行拆除，再次送电后，接地故障消失，电源指示灯恢复正常工作。

该故障的出现主要是由于线路在设计过程中没有考虑到信号环线的问题，而相关审查单位也并未发现该问题，施工组织人员在施工时也没有发现相应的问题，进而导致了故障的出现。

4 结 语

本文对变电站直流系统接地故障的危害进行了简要分析，分别介绍了不同的接地故障形式以及易引发接地故障的原因。提出了直流系统接地故障处理时必须遵循的原则以及可供采用的接地故障查找及处理措施，最后，本文对一起直流系统接地故障的实例进行了分析，希望能够为变电站直流系统接地故障的查找与处理提供借鉴作用。

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