浅析发电厂直流接地故障及处理方法

浅析发电厂直流接地故障及处理方法

王储

河北大唐国际王滩发电有限责任公司 063611

【摘要】

发电厂直流系统为全厂提供控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明电源，是电力系统稳定运行的重要前提，这就需要专业人员具备判断直流系统接地位置的能力，并掌握消除直流系统接地的方法。本文从介绍直流系统开始，详细叙述了直流系统接地的危害，并且结合发电厂具体运行工况，分析直流接地产生的原因，结合自身经验介绍直流系统接地时处理方法以及以后工作中预防直流接地的措施。

【关键词】：发电厂；直流接地；处理方法。

一、直流系统接地故障的危害

直流系统接地分为一点接地和两点接地两种情况，一点接地发生时，由于没有构成完整的接地电流回路，因此不会引发严重后果。但是如果长期一点接地运行，此时再引发另一点接地后，就会产生危害较大的两点接地，它不仅可能会造成继电保护装置及自动装置误动或拒动，还可能使保护装置失去电源，也可能造成设备短路，严重时烧损设备，产生不可逆的危害。下面将以直流系统正极接地和负极接地为例，讲解一下直流系统接地的危害。

1. 直流系统正极接地

正极两点接地会导致可能发生误动现象，如下图所示，S处于断开状态，正极两点接地，当R1和R2足够小时，继电器K电流达到动作值，会导致S误动作。

正极接地还可能会引发电气火灾。如果系统中存在短路等故障，短路电流会在正极和负极之间产生大量火花，这会导致电线或设备起火。

2. 直流系统负极接地

负极两点接地会导致可能发生拒动现象，如下图所示，S处于闭合状态，负极两点接地，当R1和R2足够小时，继电器K被短路，会导致S拒动状态。

负极接地会增加触电的危险。如果设备的电源线路出现短路等故障，由于负极接地，电流会通过接地回路流回电源，因此接地系统内的设备可能会被电击。

二、发电厂发生直流接地的原因

在发电厂中，直流接地的原因有如下几点：

1. 环境因素。环境因素通常是造成直流接地最常见的情况。例如在雨水天气，室外端子箱容易进水，影响二次回路对地绝缘，引起接地。例如电动机事故按钮不装防雨罩或密封不严，雨水渗入就会发生直流接地，严重时引发设备误跳闸。
2. 人员操作。人员操作不当也是产生直流接地的原因之一，当在二次回路上拆接线时，可能会误将裸露的直流电源线头与接地部分接触，导致瞬时接地的情况发生 。较严重的情况例如在电缆沟施工时暴力损伤直流回路电缆外皮造成接地；再如检修人员没有及时擦除电缆根部返潮的水汽等。  
3. 意外情况。在室外的设备间容易发生小动物误入带电间隔引发多相短路甚至直流直接接地的情况；或小金属零件意外掉落在带电的二次回路上导致直流接地。 

三、处理直流接地的基本原则和方法

当直流接地发生后，保持沉着冷静，先检查直流绝缘监察装置报警情况，查看实际正负两极接地电阻值，判断是正极接地还是负极接地，有了基本判断以后，通知运行人员，会同操作处理。在处理时，应首先考虑几点因素：全厂运行方式、设备启停情况、天气条件和是否有其他故障引发，综合分析接地情况。

当判断不出接地点时要采取拉路寻找的方法，根据负荷的重要性，依次短时（停电时间应小于3秒）拉开直流负荷各回路，不论回路接地与否均应合上，当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内。一般先信号回路、照明回路，再操作回路、保护回路等等。按照先室外后室内、先合闸后控制、由总电源到分路电源，逐步缩小范围的原则。如果回路故障消失3秒内不能及时反映，可同时配合用万用表监测直流对地电压。最简单并有效地方法是一人拉路，一人用万用表量正或负对地电压，发现电压正常，就知道是哪一路，范围就大大缩小了。

四、处理直流接地的注意事项

1. 专业人员应熟悉现场直流电缆回路敷设路径，对于室外端子箱暴露处和电缆拐弯处应重点查找，雨水进入室外端子箱会引发直流接地，或者在雨水过后的晴天，有雨水汇集的地方因雨水挥发也会引起绝缘电阻下降，电缆拐弯处或者外皮老化处容易与接地外壳接触引发接地。
2. 直流接地后未恢复之前，禁止在二次回路上工作；
3. 查找直流接地时应不少于两人进行，其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变化；
4. 为使判断准确，应综合观察直流绝缘监察装置显示以及光字牌，并且注意信号指示；
5. 安全起见，在对保护装置断电之前，停用保护，采取相应措施避免误动或跨级跳闸；
6. 试拉负荷前，应通知有关值班人员，瞬停方式试拉后，不论设备是否接地，均应立即送电；
7. 在查找直流接地过程中严禁造成人为短路或另一点接地，导致误跳闸；
8. 拉热控电源或其他非本专业控制操作电源之前要取得热工和相关专业的同意；
9. 直流母线发生接地时应立即询问相关专业有无启、停设备，如正好有设备启停，则可通过设备切换，判断是否为启停设备接地；
10. 使用仪表检查时，选取不低于2000欧/伏的仪表。

五、预防直流接地故障的措施

作为发电厂电气专业人员，我们应在日常维护中做好预防直流接地的工作。

1、为了防止发生两点接地或接地故障扩大，应采用有足够灵敏度的绝缘监察装置，并且进行定期校验，对灵敏度不满足要求的装置及时进行更换，保障直流监察系统的平稳可靠运行。

2、设备系统交直流回路不能共用一根电缆。反措中也强调这点，若共用一根电缆，相当于把直流回路这个绝缘系统和交流回路这个接地系统串接在一起，两者间容易发生短路，发生相互干扰，降低直流回路的绝缘电阻，造成直流系统接地。

3、日常应定期进行防雨、防潮、防小动物的检查，对于容易积水的位置进行定期排水工作，尤其是电缆沟内或室外端子箱等等，对于容易受潮的部位进行定期擦拭和通风处理，对于室外容易小动物进入的开关室要定期排查小动物，发现异常情况及时处理。

4、平时做好直流系统对地绝缘的定期巡检工作，记录绝缘较差的直流回路，重点监测，如绝缘下降及时进行更换；对于拐弯处易磨损的电缆外皮应重点保护，避免磨破造成突发接地。

六、结论

在发电厂中，直流供电系统是独立、可靠的电源系统，在生产运行中起着非常重要的作用。而接地故障是直流系统最常见、也是最危险的故障之一，我们应高度重视，维护直流系统的稳定运行。在日常运行维护工作中，运维人员需要及时发现直流系统接地故障原因，并结合实际情况，采取有效措施，力求更快速、有效地消除接地故障，保证供电系统的平稳可靠运行。除此之外，运维人员还应该做好设备的日常保养和维护工作，使设备保持在最佳运行状态，做好预防直流接地的措施，杜绝安全隐患，确保发电厂的安全稳定运行。

参考文献：

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