浅析变电站直流系统接地故障的处理及预防措施

浅析变电站直流系统接地故障的处理及预防措施

方向华

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摘要：随着社会经济的不断发展，其用电需求逐渐增加，电厂设备常年处于超负荷的工作状态，而直流系统作为电厂内部的重要供电系统，其系统的稳定与否直接影响着供电的质量。本文通过对发电厂直流系统接地故障进行分析，并提出合理的解决措施，希望对保证电厂直流系统的稳定性和安全性有所帮助。

关键词：变电站；直流接地；故障分析；处理对策

引言

现阶段我国许多电厂在生产过程中，都将直流系统作为供电的主要系统，许多电厂设备的运行都依靠直流电系统为其提供电源。例如，信号灯、继电保护和自动化装置等。并且直流电系统的供电较为稳定，但一旦直流系统出现问题，则会对发电厂的运行状态造成严重的不利影响。因此，电厂检修人员要积极的检修直流电系统，确保其运行的稳定，以此来推动电厂的持续发展。

1变电站直流系统接地故障类型分析

1.1正接地

直流系统的主要功能是为电力系统的各项子系统提供电能，作为电能提供体的“电源”，其所对应的正母线与负母线皆具有极强的绝缘性。若是直流系统的正母线在工作中因某些原因与大地发生接触，正母线对应的绝缘电阻数值会发生变化，当这个数值低于正常固定阈值范围时，便会发生正接地故障，导致相关电力系统设备出现误动问题。假设正母線的两端都发生接地现象，这时的直流系统会出现电流短路故障，产生的直接性不良后果表现后方继电器励磁明显、接地故障影响范围扩大等，假设AB两点是直流系统的正母线两端，当这两点同时接地时，继电出口自动保护器会因为励磁问题产生断路器误动现象，引发直流系统接地故障。

1.2负接地

假若直流系统的负母线在为电力系统提供电能的过程中出现异常，如果负母线与大地发生触碰，其所对应的绝缘电阻值也会发生变化，当该电阻值低于某个固定规定值时，直流系统便会出现接地故障，这种接地故障被称为负接地故障，引发的不良影响是相关电力系统设备出现拒动问题。具体表现：假设AB两点是直流系统的负母线两端时，如果负母线两端接地，保护出口继电器会因短路而无法自动启动，使得相关电力设备拒动，故障严重时还会出现越级跳闸、保险丝烧断、继电器损坏等问题。

2直流系统接地故障和处理措施

2.1常见的故障及其检测方法

常见的接地点故障和接地点故障检测方法有以下几种：

第一种：电阻单点接地。电阻单点接地故障产生的主要原因是电流在传输过程中由于受到地面或是金属的影响，电阻值会降低，一旦电阻值低于直流电系统规定的电阻值后，直流电系统自身就会发出警报，并利用自身的检测装置检测故障发生的源头，以此来明确故障的大致位置。虽然这个故障起初不会对直流系统的正常工作产生影响，但如果不对其采取有效的措施处理，将会造成严重的后果。

电厂检修人员使用拉回路法检查直流电接地故障，首先应将需要检查的位置进行断电，然后再对回路进行详细的检查。由于这个检查方法较为简单，因此被广泛应用于直流系统接地故障检查上。检修人员在检查的过程中需要按照顺序对故障点进行检测，其检测顺序大致为：照明、信号和保护回路，逐一进行排查，使故障范围进一步明确，从而准确找到故障点。此外，检修人员在检测故障发生原因时，如果采用的是拉回路法首先要切断回路电源以及照明电源，按照上述查找原则以此切断电源进行故障排查。如果有其他工作人员正在检查故障，则应立即关闭电源，待其检查完毕后重新开启。最后，工作人员还可以采用分层法缩小故障的检测范围，检修人员在检测的过程中要保持直流系统保护电源始终处于工作状态，确保直流系统工作的稳定性。

第二种：多点经高阻接地。该故障多發生于直流系统多点经高阻接地，由于直流系统大部分电阻接地，其电阻会慢慢降低，一旦电阻数值低于既定数值，则会引发多点接地故障。这个故障也是单点故障的进一步发展，故障发生后直流系统同样会发出警报，但是却无法自我进行检测，只能由检测人员进行人工检测，检测人员需要对各条接地电阻的数值进行对比，找到接地之路，然后对其进行修理。

检测人员可以使用万用表对直流系统接地线路的电压进行检测，在检测过程中，工作人员应该尝试将一部分线路去除，如果万用表数值发生改变，就代表接地线路被清除。但是想要有效的使用该方法检修人员必须要具备丰富的经验和专业技能，并且这个检测方法的耗时较长，尤其是对于一些内部构造较为复杂的设备很难适用。

第三种：多分支接地故障。多分支接地故障产生的原因是直流系统中的多个电源同时接地，因此其电阻值将会发生变化，从而引发直流系统的故障。这种故障采用传统的接地方法很难进行解决，因为其支路接地点较多，电压不会发生太大的变化，此时检测人员需要直接确定故障线路，将其从直流系统拆解出来进一步明确故障发生位置。

检修人员需要借助监测设备才能使用这个方法，检修人员可以将监测设备放置在直流系统附近，使监测设备对系统中对地绝缘情况进行实时监测。这种监测方法具有很高的实用性，并且监测设备还能对故障位置进行定位。但是这种方法也存在着一些不足和弊端，监测设备很难对接地点进行准确的定位，因此实时监测法不是一个确定故障地点的有效方法。

第四种：非线性电阻接地故障。非线性电阻接地故障出现的原因是由于直流系统中半导体材料接地引起的，半导体材料因为接地，因此其电阻值会受到电压的影响而发生相应的改变，这种故障虽然是非线性接地故障，但是其同单点接地故障发生的原因和产生的结果大致相同。

移动定位装置是现代技术发展的衍生设备，检修人员可以通过该设备对直流系统接地位置进行定位，该查找法相较于上述几种方法具有非常大的优势，不仅能准确的查找接地故障点，还能在直流系统正常运行的前提进行检查。此外检测人员还可以通过绝缘监测设备上的无接触激磁调制直流微电流智能传感器，根据接地线路产生的电流对其电阻进行检测，以此来判断接地故障点。

3预防和控制接地故障的措施

凡事都要以预防为主，直流系统同样不例外，电厂工作人员在进行预防工作的过程中，首先应对系统接地设备的绝缘能力进行调整，使直流系统各线路的电流保持在互不干扰的状态，同时检修人员需要定期开展清理，保持直流系统中各屏幕的整洁。其次，电厂要组织专业人员定期对直流系统的绝缘状态进行检测，保证检修人员能够全面了解系统的运行情况，并根据系统的实际运行情况，采用合理的方法对接地点故障进行检测并采取有效的预防措施，防止直流系统因受到其他客观因素的影响而出现故障。此外，电厂还应加强对照明装置的养护和维修，因为照明装置是直流系统的重要设备，检修人员还应做到对直流系统绝缘能力的实时监测，确保其绝缘数值符合规定的要求。最后，电厂应对直流系统上的屏幕采取保护措施，防止其受到损坏，通过这些措施的使用可以有效降低接地故障发生的几率。

结束语

在发电工厂、变配电站的开关控制电源方面经常应用直流电源系统.直流电源系统在日常运行状态是不接地的，当出现单点接地故障时，允许保持当前运行状态的，但应组织专业的技术运维人员及时排查故障并妥善处置接地点，避免造成更大的危害甚至事故。变电站直流系统在电力系统安全运行中发挥着重要的作用，进行故障的排查必须要做好工作记录，在记录中将查找方法故障成因等进行详实的分析，最终根据原因找出解决措施。

参考文献

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