分析变电站直流系统接地故障查找孙宝瑾

分析变电站直流系统接地故障查找孙宝瑾

孙宝瑾

（国网太原供电公司山西省太原市030009）

摘要：变电站只有在直流系统为其正常供给直流电源的情况下才能运行，但是直流系统往往会出现接地故障，会对整个变电站的运行造成破坏。这样不仅会导致变电站无法正常发挥其功能和作用，甚至会造成严重的安全事故，这就使得对接地故障的研究和排查具有十分重要的实际意义。在研究具体的故障查找方法之前，首先要对变电站直流系统接地故障的产生和表现有一个大致的了解。

关键词：变电站；直流系统；接地故障

变电站直流系统是十分重要的电源系统,它是一个独立的电源,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源,还为断路器的分、合闸提供操作电源。尽管直流系统十分稳定可靠,但由于直流系统在二次系统中处于重要的地位,直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个系统的安全,控制回路和保护回路的应用,使直流系统的故障成为电力系统更大故障的事故隐患,其中之一就是我们常说的直流系统接地故障。

一、直流系统接地故障概述

正常情况下，变电站的直流系统是在电源的正负母线处于地绝缘状态下运行的，一旦其中一条线路的电阻值降低到一定程度，就会导致直流系统发生接地故障。由于直流系统的设备众多、线路复杂，加之直流系统一直处于长期运行的状态，所以接地故障的发生频率是比较高的。因此，在对变电站和其直流系统进行检查和研究时，应该将重点放在排查直流系统的接地故障上。

二、变电站直流系统接地故障原因

从本质上说，变电站直流系统接地故障就是直流系统的正负两极在对地间的绝缘电阻值下降，在下降到一定限度之后所引发的直流系统故障。从直流系统的构成情况来看，其组成设备十分多，而其接线也十分繁杂。在长期的运作过程中，直流系统会受到多种自然或人为因素的影响，从而很容易诱发接地故障的发生。导致直流系统接地故障的原因主要有以下几点。①直流系统内部设备的损坏或老化，导致其绝缘部分受损，引发接地故障。②自然原因引发的接地故障，如雨天会造成直流系统的绝缘下降，引发接地故障。③人为操作失误所导致的接地故障。④零部件的松弛或掉落等原因导致的接地故障。从上述分析我们可以发现，很多因素都会导致直流系统接地故障，而不同的接地故障类型又会引发不同的安全事故。根据不同的接地极性，我们可以将接地类型划分为正接地和负接地;根据接地的种类可以划分为直接接地和全接地;根据接地情况的不同，可以划分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低等，而多点接地当中的两点接地是安全隐患最大的一种接地故障类型。在不同的接地故障所造成的安全事故中，又会产生不同的影响。因此，相关工作人员应当在发现监测回路的预警时就迅速采取相应的措施进行应对，减小事故的影响力，将损伤减小到最小。

三、直流系统接地故障的查找方法

直流系统是变电站中的一个重要系统，一旦直流系统发生接地故障，很可能会导致整个变电站的功能失灵，如果接地故障不能及时得到查找和解决，那么将会导致电网的瘫痪、大面积的停电甚至是严重的电力安全事故。因此，一旦发生了接地故障，就要尽快在第一时间进行故障的查找和解决。这就意味着对基地故障的定位要足够迅速。但实际情况是，接地故障通常不只是发生在电路结构中的一处，往往是多处并发，而且在发生了接地故障之后，往往情况还处于不断地变化之中，这就又给接地故障的查找和处理工作增加了难度，给技术人员提出了更高的要求。在查找直流系统的接地故障时，相关的工作人员应该从接地故障的实际情况出来，结合故障可能的发生方式，综合考虑故障发生时直流系统的运行情况、客观的环境状况和人为因素进行综合分析，从而快速确定接地故障的地理位置。在实际运用中，常用的接地故障查找方法主要有以下几种。

3.1拉回路法

拉回路法是一种使用时间最长、操作起来比较便捷的查找方法。其工作原理简单地说就是切断变电站直流系统故障回路的直流电源。在应用拉回路法时要注意拉断回路的顺序为：先拉断信号回路，再拉断照明回路，然后是拉断控制回路，最后拉断保护回路。通过这样各级电源逐步切断的方式来查找直流系统的接地故障点。但是随着变电站二次系统越来越复杂，当前直流系统中信号回路、照明回路、控制回路和保护回路之间的区分越来越模糊，这给运用拉回路法查找接地故障工作增加了难度，导致这一方法的实用性大大降低，只有在部分特殊情况下经过申请才能使用。

3.2直流接地选线装置监测法

直流接地选线装置监测法是通过直流接地选线装置来实现对变电站直流系统接地故障的实时监测，来确定发生故障的位置，从而可以实现对接地故障的及时查找。通过这种直接监测的方法，不仅可以大大提升接地故障的检查效率，还能够及时获得对接地故障的监测报告，并且能够迅速获取发生故障的回路的具体编号。然后再结合人工排查，就能够确定接地故障的地理位置了。但是这种方法在实际应用中也存在一些局限性。首先，这种监测方法只能够获取故障回路的编号，并不能直接确定接地故障发生的具体地理位置，其效用性还有待进一步加强；其次，监测点的安装数量非常有限，并不能具体覆盖到各个方位，因此，它对接地故障的发生位置只能提供一个大致的方向，监测范围不够精确和具体；最后，这些监测装置对安装工作要求较高，实施起来难度大，而且再实际运行中也易受到干扰，经常会出现错报、误报等问题。也正是因为直流接地选线装置监测法在实际应用中存在这些局限，所以在实际工作中，通常要将这种方法和其他方法结合起来使用。

3.3便携式直流接地故障定位装置故障定位法

目前，故障定位装置在电力系统中应用的比较广泛。简单地说，就是通过故障定位装置在不切断直流电源的情况下来直接查找接地故障的发生点，这体现出了故障定位装置的突出优势。与前两种故障查找的方法不同的是，首先，利用故障定位装置不需要切断直流回路，可以直接在带电的情况下进行操作，这样一方面大大提升了技术工人的工作效率和安全性，另一方面也减少了在查找接地故障时进行断电而给人们生活带来的不方便。同时，与直流接地选线装置监测法相比，这种方法不仅在实施起来比较简便，而且能够将接地故障确定在一个具体的范围内，大大提升了精确性，便于技术工人开展排查工作。以上三种接地故障的查找方法在日常生活中比较常见，三种方法各具优势和不足之处，分别适用于不同的情况和环境，在实际工作中，通常需要将三种方法结合起来使用，才能尽快查找到接地故障的具体位置，提升工人的工作效率，减少给人们生活带来的不变，将接地故障造成的损失降到最小。

结语

由于自身因素和客观环境的影响，要想完全避免接地故障的发生是不可能的，唯一能做的就是尽力排除接地故障发生的隐患，并在故障发生时及时采取科学的方法查找到并予以解决，从而保障变电站和整个电力系统的安全运行。当然，这需要与之相关的各个方面的有效配合，最终才能将电力安全落到实处。

参考文献

[1]李文辉.变电站直流系统接地故障查找与科学排除方法[J].通讯世界，2015.

[2]于旭东，栾伟妮，原德君等.浅析变电站直流系统接地故障查找[J].数字通信世界，2016.

[3]李家淇.变电站直流系统接地故障查找方法研究[J].科技与创新，2016.