变电站直流接地故障分析与对策

操瑞青

摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的提高。直流系统相当于变电站整个二次系统的心脏，为二次系统的正常运行提供动力。它不仅仅是一个独立的电源系统，还给其他部分提供电源。通常直流系统在运行过程中是非常稳定安全的，但是由于精密设备、复杂回路以及外界因素的影响，直流系统在运行过程中可能会产生一些故障，最具代表性的就是接地故障。如果不能有效彻底地解决直流接地故障，极有可能造成严重的后果，因此必须对变电站直流接地故障进行深入的分析。

关键词：变电站;直流接地;故障分析;对策

引言

由于直流蓄电池能储存电能的特性，目前变电站内几乎全部采用直流作为站内二次设备电源以及断路器操作电源，以应对近区短路以及全站停电带来的交流失电。作为变电站安全运行的重要保证，直流电源采用了不接地运行方式，正负极均对地绝缘，任一极对地绝缘降低即发生单极接地时，不会立即引起空气开关跳闸而造成电源消失，从而提高了直流电源的运行可靠性。虽然直流单极接地不会立即造成危害，但如果再有另一点发生接地，则很有可能造成变电站开关误跳闸或保护拒动，引起电网事故，所以直流系统接地仍是一种故障，当发生直流接地时，需立即查找并排除。本文依据笔者多年现场检修经验，对直流接地故障分类分析，挖掘其背后原因，提出减少直流接地的措施，以帮助提高变电站直流系统运行可靠性。

1故障原因分析

变电站户外场地的二次接线盒、开关机构箱及端子箱内均有直流回路，箱内密封不严容易受潮气影响，导致某些元件绝缘降低。设备在运行过程中很难保证时时刻刻都处于最佳状态，外部因素或设备的自然老化均会影响设备的运行工况，所以，导致直流接地故障的原因是多方面的。下面笔者对造成直流接地故障的原因进行分析。

1.1由下雨天气引起的接地

暴雨天气，若户外设备的二次接线盒密封不严，雨水渗入盒内容易使接线头和外壳导通，继而引起接地。在持续的小雨天气，户外端子箱或机构箱密封不严或驱潮装置失效，潮气无法驱散，容易导致箱内元件绝缘降低，从而引发直流接地。

1.2由小动物破坏引起的接地

二次接线盒密封不良，鸟雀会钻进盒里筑巢，筑巢材料湿润时会导致接线端子和外壳导通，引发直流接地。电缆绝缘层被老鼠咬破或端子排上有小动物依附时，也会引起直流接地。

1.3接线松动脱落引起接地

断路器机构箱、开关柜在开关分合时受震动较大，若螺丝未紧固，接线头容易在断路器多次跳合时从端子中滑出，搭在金属元件上引起接地。

2直流系统接地故障的查找及排除方法

2.1拉回路法

拉回路法是通过逐个断开回路直流电源的方法来查找接地故障点，考虑到不同直流回路的作用及重要性，逐个断开直流回路电源的操作，一般先从信号回路、照明回路，再到操作回路、保护回路等。由于变电设备不断升级换代，自动化程度越来越高，对直流系统的依赖性也越来越大，直接断开回路直流电源对设备的安全稳定运行会产生一定影响。同时，由于很多厂站在经历不断的改扩建工程后，二次系统越来越复杂，甚至有的厂站直流系统不同功能的二次回路间已没有严格的区分，而且还形成一些非正常的闭环回路，增大了拉回路查找接地故障的难度。鉴于直流系统在整个电力系统中的重要作用，以及社会发展对电力供应可靠性要求的提高和新技术、新仪器的应用，传统拉回路查找接地故障的方法已不作为查找直流接地故障的首选方法。

2.2直流接地选线装置监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。它可以实时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号，初步判断出故障范围，为接地故障的查找和处理节省了一定的时间，但它只能选出故障存在的直流回路，无法将故障点缩小到很小的范围。同时，此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰性差，误报较多的问题。

2.3故障排查法

处理接地故障前首先要做好排查，具体从以下几个方面着手：第一，对故障现场的概况进行分析。在正式排查之前，重点分析设备所处的运行环境，阴雨、雾霾等天气状况是需要重点考虑的环境因素，因为这些干扰也可能对设备及线路造成影响，导致其因为潮湿或腐蚀而出现故障。第二，对绝缘检测设备的报警信号多加关注，结合监控装置的报警信号对现场进行剖析，其中重点考虑设备的工作环境，如果确定故障是因为阴雨条件导致的，那么就需从绝缘角度来分析故障成因。第三，查找瞬间停电情况下的接地点。当上述两个方法都不合适的时候，可以采用瞬间停电法来寻找故障，首先是将与电网没有关系的设备停电，其次将继电保护装置退出，最后断开所有的电源。

3变电站直流系统接地故障的优化措施

3.1掌握故障的特征

在监测设备所传送过来的诸多信号中，控制系统应当能从中识别出故障的特征，若电力系统在运行的过程中，监测设备提供了准确的数据，就说明该监测设备具有较强的灵敏度。在整个电力系统中，若有故障出现，那么，引起故障发生的因素可能会有很多种，通常情况下，多数导致故障的原因都体现在一个故障点上。因此，想要找出发生故障的原因，就应当了解故障的特征。若掌握不了故障的特征，就无法正确的判断电力系统中产生故障的原因。从而，造成错误的判断。也就是说，在提高直流接地故障问题改善时，应该先对其常出现的问题原因进行明确，进而给出具有针对性的预防措施，避免直流接地故障的产生。

3.2诊断故障

在整个电力系统中，可能导致故障的因素种类非常多，下面就从几个点来对故障的种类以及故障诊断的方法进行说明。①当电力系统中有一处出现故障时，那么，导致这个故障出现的原因可能有很多种，这时，就要应用监测设备中的多传感器来进行判断，针对一处故障，从多个角度进行分析，并从多个方面对故障进行处理，使对电力系统的故障诊断具有全面性。②采用特征空间矢量法来对监测设备所反馈回来的数据进行分析，再逐渐的对故障处进行修复，这种方法针对的故障都具有不确定性。除了以上两种方法之外，也可结合神经网络等故障诊断方式对电力系统中的故障进行诊断。

3.3信息技术与故障诊断技术相融合

故障诊断分析技术主要分析了电力系统中出现的故障。首先，故障诊断系统应当判断电力系统中所出现故障的特征，其次，再请相关人员进行故障的鉴别，最后，故障诊断系统应与计算机系统相连接，计算出电力系统中出现故障的参数。并采用局域網对故障处做出进一步的诊断。这样，能够促进监测设备更好的监测电力系统的信息，并将信息及时传递给控制系统，使电力系统中出现的故障能被及时的发现，及时的维修。

结语

直流系统对整个电力系统设备的安全稳定运行起着至关重要的作用，直流接地故障特别是一点接地故障发生以后，一般不会马上引发继电保护装置的不正确动作，因此容易被工作人员忽视，以为不会发展成两点故障或引起继电保护等装置的误动作，从而放松了警惕，导致故障影响范围扩大，造成严重后果。在变电站日常维护中，掌握直流系统接地故障的查找方法可以帮助运维人员迅速处理故障，避免造成更严重的后果，为变电站的安全运行提供了重要保障。

参考文献

[1]电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程：DL/T724—2000[S].

[2]李传红，李传东.变电站直流系统接地故障的查找[J].电世界，2017，58（11）：32-33.

[3]冯硕.地区电网变电站直流系统接地故障检测系统设计与实现[D].北京：华北电力大学，2014.

[4]颜瑞东.变电站直流系统接地故障分析及处理策略[J].山东工业技术，2016（11）：204-205.