浅谈直流系统接地故障查找与处理

李小英

（中广核洪雅高凤山水力发电有限公司，四川洪雅620360）

浅谈直流系统接地故障查找与处理

李小英

（中广核洪雅高凤山水力发电有限公司，四川洪雅620360）

直流系统作为电厂的一个重要组成部分，直流系统接地是常见的缺陷。本文主要介绍电厂内直流系统接地查找的方法、查找的原则，并以本厂一起直流系统接地故障分析处理为例进行讨论。

直流系统接地；故障分析；故障排查；故障处理

直流系统是水电厂一个重要的组成部分,它涉及到继保、远动和通讯装置的安全稳定运行,受到了国内外的广泛关注。实际电网运行过程中,直流系统引起保护的误动或拒动严重威胁到电网的安全运行，因此需要快速查找直流系统故障并及时消除故障隐患，从而保证电力系统的安全性和可靠性。

1 直流系统接地故障的危害

在直流系统发生一点接地时，要及时对其进行查找，防止两点接地发生，造成严重后果，必须及时找出接地点并加以消除。

当正极接地时，可能造成继电保护误动，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，可能引起保护误动；当负极接地时，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，造成保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大。

典型的断路器控制回路简图如图1所示。

当正极A点发生直流一点接地后，如果在以上的各点又发生一点接地，构成两点接地将产生不同的后果，如果在负极B点又发生接地，则造成电源短路，烧毁熔断器FU1和FU2，断路器失去操作电源；在正极的C点或D点或E点又发生接地，均会使断路器的跳闸线圈TQ带电，使断路器在无故障时误跳闸，称为“误动作”；因此当正极发生一点接地时，危害性很大。

当负极B点先发生直流一点接地，而后在正极的C点或E点又发生接地，形成两点接地，如果此时保护动作使KA1或KA2常开触点闭合，使KM线圈带电，则KM常开触点闭合，这时将造成直流短路，不但断路器拒跳，而且电源熔断器熔断，称为“拒动作”。

图1 断路器控制回路简图

2 直流系统接地故障的原因

（1）主厂房水轮机层、室外110 kV升压站空气潮湿易引起直流回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化，或存在某些损伤缺陷，如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

（2）直流回路及直流设备严重污秽和受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘严重下降。

（3）小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障，如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路；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。

3 直流系统接地故障处理的原则和流程

（1）处理原则。根据运行方式、操作情况、气候影响来判断可能接地的地点，以先信号、照明部分后操作部分，先室外后室内，先负荷后电源为原则，采取拉路寻找、分路处理的方法。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超过3 s，不论回路接地与否均应合上。

（2）处理的一般流程。流程图见图2。

图2 直流系统接地故障处理流程图

4 直流系统接地故障分析处理实例分析

2013年3月作者接到中控室值长缺陷通知：直流系统报“直流系统接地故障信号动作”，作者立即赶到现场。查看直流监控屏上正极对地电压为+57 V，负极对地电压为-176 V。维护部立即展开工作。

根据上面原因分析，结合我站相关图纸资料对接地进行处理。

首先通过直流监控屏显示的绝缘监测装置测得的数据与我们使用高内阻万用表测得的结果来判断为正极接地（绝缘降低），然后再根据直流接地处理的一般原则、处理程序，并结合我站实际情况形成书面《直流接地故障检查处理报告》由相关领导审批后实施：

（1）首先从机组开始查找，当时在枯水期，来水量较少，在平段和谷段一般情况下只有1台机组发电，选择拉开直流馈电屏至备用发电机组的直流电源开关，观察接地故障是否消除，（正常时正对地电压为117 V、负对地电压为-116V、正对地电阻为9999kΩ、负对地电阻为9 999 kΩ），3台机组直流电源开关依次拉开，接地故障未消除。

（2）直流馈电屏目前仅有一个开关即“至公用电度表屏”电源开关未拉开查找，由于该电源开关至公用电度表屏后通过端子直接到中控室各保护屏、公用监控屏和电量采集屏等，考虑到电量采集屏涉及X X X电站上网计量不允许断电，不能采取拉开此总开关来查找接地，决定采用拉开下一级开关办法来查找接地点。按照《报告》顺序依次拉开35 kVXX线保护屏302开关操作电源、3号厂变保护屏303开关操作电源、1号主变保护屏1号主变中压侧301开关、高压侧101开关操作电源、2号主变保护屏2号主变高压侧102开关操作电源、110 kV X X线路保护屏110 kV X X线151开关操作电源（调度管辖的范围经调度许可执行），并考虑在低负荷、平谷段时拉开101、102、151开关进行查找。在将上述开关依次拉开查找后，接地故障仍然未消除

（3）直流系统馈电柜至外围直流线路查完，未找到接地点，下一步就是查找直流系统屏柜内部，我站直流系统配备两个充电屏，一新一旧，切换新旧充电屏供电，并拉开至直流蓄电池保险正极保险，检查是否为蓄电池组存在接地现象，依次断开各充电模块交流输入、直流输出开关，接地故障仍然未消除。

按照编制的《报告》查找无果，肯定还有哪个地方遗漏了。现场根据图纸与实际仔细对照，在公用电度表屏发现端子排上明显多出两根直流电源引出线2×4 mm2（手写线号管看不清、无电缆标牌），一根红色接正电源端子、一根黑色接负电源端子；经电话询问相关人员才知道是后来加的，该电源线引至红相表屏用作10 kV X X线953开关远方电动操作电源。10 kVXX线953开关是我站生活区及电站大小泵站供电电源开关，通过与生活区及大小泵站沟通协调后，拉开10 kV X X线953开关后，拆开公用电度表屏上的那根正电源端子线，直流系统接地故障报警随即消除（从直流监控屏上查得正对地电压为117V、负对地电压为-116V、正对地电阻为9999kΩ、负对地电阻为9 999 kΩ），就是这根线或下面一级线存在问题，接下来就是确定是那一段和那一根线发生了接地，将红相表屏的10 kV X X线953开关控制电源开关的直流保险拉开后，将公用电度表屏拆开的线接上，直流系统没报“接地信号动作”，以此确定故障线路在红相表屏至室外的953开关控制回路上。在已拉开10 kV X X线953开关直流控制电源正负极保险情况下利用万用表电阻档查找接地故障线路，终于发现一根白色的控制线绝缘电阻明显比其他导线绝缘电阻低很多，做好标记后将其拆开，合上10 kVXX线953开关直流控制电源正负极保险，直流系统未报“接地信号动作”，这样就确定是这根导线绝缘下降造成直流系统接地，将一绝缘良好的备用芯线更换上，接地故障缺陷处理完毕。

现场查看10 kV X X线953开关处端子箱是后来更换的新端子箱，端子箱下面开有一个很大的长方形孔，是当时施工安装端子箱时便于端子排不拆线整体穿过，换上后，孔一直未封堵，由于长期处于室外，空气潮湿引起导线绝缘下降导致直流系统间接接地。

在这次缺陷处理中，暴露出我站以前的设备异动和技改项目验收管理工作存在一定的问题。今后应认真落实《设备异动管理制度》，做好设备异动审批手续，在设备异动结束后，应根据设备异动情况，完善设备标识和编号、并及时更新设备台帐和竣工图的修改工作；加强设备技改管理工作，做到规范化、标准化，严把验收关。

[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]徐海明.变电站直流电源设备使用与维护[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]陈国庆，谢刚，吴丹青.水电厂运行技术问答[M].北京：中国电力出版社，2005.

TM773

B

1672-5387（2017）02-0042-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.02.016

2015-07-24

李小英（1976-），女，工程师，从事水电厂电气维护、检修工作。