直流系统接地故障及其处理

直流系统接地故障及其处理

王旭山

国网山西省电力公司晋中供电公司 山西 晋中 030600

摘要：变电站的直流系统很容易受到各方面的影响发生直流接地故障。一般情况下，直流系统发生一点接地时，不会引起任何危害，但必须及时消除，否则可能演变成两点接地，造成信号、保护和控制回路发生误动或拒动，熔断器熔断，直流系统短路等严重后果。因此，发生直流系统接地故障时，怎样快速、准确的找到接地位置，及时消除，使直流系统恢复正常运行，是我们技术人员需要分析和掌握的问题。

关键词：直流系统；接地故障；查找方法；防范措施

1 变电站直流系统接地故障的概念

众所周知，随和时代的发展，人类在通过认识自然、改造自然，不断的使得人类社会的发展更为繁荣，其中电力使用就是其中之一。而电力的使用需要大量的能源消耗，还会在一定程度上造成电力分布不均的问题，进而影响社会的发展。变电站的出现就是通过线圈等继电器功能使得低电压变为高电压、高电压变为低电压，在这种升压以及降压的转变中，使得电力的分配更为合理、科学，从而满足社会对电力的需求。通过了解变电站的概念可知，变电站在工作过程中极易出现高压以及低压危险，进而影响变电站的使用，所以为了保证变电站能安全、稳定、持续的工作，提高其使用寿命，就必须采取有效的措施降低变电站的危险，其中直流系统就是为了供给继电器保护、控制等多功能集一身的一种维持变电站日常工作功能的保护系统。所谓的变电站直流系统主要是有直流屏、包含合闸电池以及控制电池等的电池组、合闸直流系统、控制直流系统、保护直流系统、信号直流系统以及直流接地监视系统组成的，虽然不同的地区的直流系统的保护措施不同，但是基本上所有的变电站中的直流系统都必须采取接地的方式来保证变电站直流系统的安全以及变电站内的正常工作，而直流系统极易出现接地故障，所以必须对变电站直流系统的接地故障有一定的了解。直流电源具有正负之分，因此直流系统的电源也具有正负之分，而直流系统需要接地处理以保证直流系统在变电站所发挥的作用，但在直流接地故障中同样具有正负之分，这是由于直流系统的电源正极以及负极对地绝缘阻抗数值较低，下降到了标准数值以下所造成的，同时由于直流系统的线路错综复杂，并且所担负的功能极多，这使得直流系统的负荷过重，进而导致绝缘度下降，从而引发了直流系统的接地故障，进而影响了变电站的使用。

2 直流接地的危害
直流系统发生一点接地，不会对系统构成危害，但如果发展成两点接地，就可能造成严重的后果。直流系统发生两点接地故障时，便可能构成接地短路，造成继电保护、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。
       （1）直流正极接地，有可能使保护及自动装置误动作。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈与负极电源接通，若这些回路再发生一点接地，就可能引起误动作。
       （2）直流负极接地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为跳合闸线圈、保护继电器在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。同时，直流回路短路电流会使电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断会失去保护及操作电源。

3 变电站直流系统接地故障的查找方法

　　3.1定位法

　　定位法是接地故障查找的一项有效方法，通常选择便携式直流接地故障定位设备进行故障定位，此定位设备目前已被广泛而深入地运用于直流系统故障查找中，其优势和便捷因素体现在：在不切断直流回路的情况下，能够直接定位查找故障，维持系统的正常供电，从而确保了接地故障查找工作效率。

　　3.2拉回路法

　　拉回路法进行接地故障查找，具体的查找方法为：断开各个线路中的空气开关、熔断器等实施断电查找，以此来隔离接地点，使其处于空气开关管辖的直流回路系统，然后，解开电缆芯，进一步限定接地点位置，最后将相关的元件、器件等拔除，确保故障点限制于插件内部或外部，直至接地点被定于特定回路，通过摇表遥测，从而发现故障点。拉回路法需要断开查找回路中的直流电源，电源断开有一定的时间限制，通常要在3S以内，而且要遵循科学的规律逐一断开，具体的次序为：第一步：断开信号回路，第二步：断开照明回路，第三步：断开操作回路；第四步：断开保护回路。然而，由于变电站二次回路系统具有一定的复杂性，同时，随着系统优化、改造工作的深入，其中难免存在错综复杂的闭环回路，这必然为故障检测带来困难。

　　3.3在线监测法

　　所谓的在线监测法主要是依托于直流接地故障选线设备，发挥其在线监测功能，对直流系统的接地状态进行实时监测，此系统能够及时、准确地提供直流系统的相关故障信息，例如：接地状况、故障情况等，然而，实际监测过程中也存在一定的缺点，具体体现在:不能准确、高效地定位故障点，而且监测点的设置数量、安装位置等都会影响检测效果，接地点故障查找范围过大，为故障的解除与处理带来困难，从某种意义上来看，在线监测法具有一定的局限性。同时，在线检测设备的安装相对复杂，检测精度受到影响，同时，容易受到外界因素的干扰，出现信息误报现象。

　　3.4低频探测法

选择钳形电流探头实施故障监测，来自于监测设备的接地警示信息被接收后，可以把低频交流信号加在直流故障母线和大地之间，低频电流则将途径信号发生设备、直流系统、接地点等进行传输，再启动钳形电源探头来逐个点进行故障检测，同时，探寻低频电流的流动方向和轨迹，此时位于接地点之前与之后的低频电流会有所差异，通过分析二者间的差距来对应准确定位接地位置。低频探测法的优势体现在无需断电查找，然而，实际故障能否查找精准容易受到系统分布电容的干扰。

4 直流系统接地故障预防与应对策略
4.1注意事故高发区
       工作人员需要进一步了解并且掌握自己工作的情况，对于工作中或者变电站中问题高发的集中区域应该尤为关注，平时关注这些区域，并且就故障发生原因进行分析，得出原因尽可能解决，避免事故发生。
4.2加强排查监督
       进行电力相关工作的时候要学会防患于未然，做好相应预防工作可以减少不必要的损失。在变电站直流系统运行过程中必须要加强相应监督与管理，并且进行不定期的检查，从而能够及时发现其中存在的安全隐患，并且及时处理，避免了很多不必要的麻烦，也方便了后期的工作，避免了事故的发生。
       4.3加强专业知识、专业技能的学习与培养
       随着相关知识与技术的进步，必须要加强相关知识和技能的学习，才能更好的适应直流系统中的新设备以及新问题。因此相关工作人员应该借助一切机会发展自己，充实自己，能够掌握新颖的知识和技能，并且很好的应用于直流系统问题的优化以及问题的解决，这样也能够减少直流系统中的问题。
       4.4控制设备质量
       由于某些设备以及线路等不符合质量问题直接导致接地故障产生，因此就必须注意控制设备的质量，避免相关问题的发生。例如在采购设备的时候，虽然要考虑经济性的原则，同时也要注意设备质量要达标。
       4.5事故处理
       事故发生是不可避免的，但是当事故发生时相关人员必须及时赶往现场进行处理，避免问题的发生以及事故的进一步恶化，尽可能降低损失。

5 结语
直流系统运行的可靠性与稳定性直接关系着整个变电站的运行安全，了解直流系统接地故障常见原因，掌握故障的查找和处理方法，采取合理有效的故障预防措施，对于直流电站的正常运行至关重要。现阶段而言，直流系统接地故障的处理主要依赖于实践和经验，这显然不利于故障的快速、准确处理。因而我国变电站直流系统接地故障的处理技术与方法，需要与时俱进，不断改进和创新，这样才能够真正保证变电站运行的可靠性、安全性及稳定性，进而促进我国电网建设与经济建设事业的和谐发展。

参考文献：
[1] 张泽良.变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理[J].科技经济导刊,2019,27(06):34+33.
[2] 曾书君.直流系统接地危害分析与接地点查找方法探讨[J].电力安全技术,2019,21(02):21-24.