直流系统接地故障分析及处理研究

直流系统接地故障分析及处理研究

发表时间：2019-05-31T13:38:39.610Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：王汝钢

[导读] 本文将对直流系统检修、维护危险点分析控制措施进行必要地探讨。

国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山 063000

摘要：作为电力系统正常运行的重要组成部分，直流系统实际作用的充分发挥，有利于优化相关电力设备使用过程中的服务功能，提高系统的运行效率。在此形势影响下，结合现阶段直流系统的实际发展现状，可知该系统在具体的应用中容易受到相关存在因素的影响，需要采取有效的检修方法，消除系统运行中可能存在的安全隐患。与此同时，在直流系统检修的过程中，明确其中的维护危险点，采取必要的预防措施降低各类事故发生的概率，有利于实现电力企业安全生产的发展目标，为系统运行稳定性的增强提供可靠地保障。因此，技术人员在检修作业开展的过程中，应充分地考虑直流系统的功能特性，找出相关的维护危险点，促使系统能够长期处于稳定、高效的工作状态。基于此，本文将对直流系统检修、维护危险点分析控制措施进行必要地探讨。

关键词：直流系统维护危险点控制措施安全隐患发展目标

制定可靠的检修作业计划，明确直流系统的维护危险点，有利于完善直流系统的服务功能，减少系统运行中相关设备的故障发生率。与此同时，采取可靠的维护危险点控制措施，有利于增强系统运行中的实际维护效果，逐渐地提高系统的检修效率，促使直流系统的正常使用能够满足电力生产活动的多样化需求。除此之外，直流系统检修、维护危险点相关控制措施的有效使用，有利于实现电力企业安全生产的长期发展目标，全面提升现代化电力企业发展过程中的安全管理水平。

1直流系统接地

1.1 直流系统接地的概念[1]

由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，变电站、发电厂所有设备的外壳都会通过一个连接设备牢牢的接在这个“地”，而且希望连接设备的阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时称该直流系统有正极接地故障或负极接地故障。

1.2 直流接地的分类

接地分类:由于直流系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下几种：按接地极性分为正接地和负接地；按接地种类可分为直接接地，亦称金属接地或全接地和间接接地，亦称非金属接地或半接地；按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低或称片接地。

2直流系统接地的原因及危害

2.1 直流系统接地的原因

发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等影响，会发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的问题，会给变电站安全运行埋下隐患，直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统接地故障的概率越大。

2.2 直流系统接地的危害

2.2.1 正接地导致断路器误跳闸

变电站直流系统图如图1所示，由于断路器跳闸线圈均接负极电源，故当发生正接地时可能导致断路的跳闸，如当A点与B点或A点与D 点，同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸。

2.2.2 负接地导致断路器的拒跳闸

当B点与C点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，跳闸线圈短路，跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障的情况下就要越级跳闸。

从以上分析看出，直流系统如果仅仅是一点接地，对二次回路不会造成事故，如果有两点接地，就可能发生断路器误动或拒动。就动作的实际情况看，当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。

3 直流系统接地故障的查找及排除方法

查找直流接地故障步骤。首先要找到接地的位置，这就是我们常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。查直流接地的方法有：

3.1 拉回路法[2]

拉回路法是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路已没有一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。所以，“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生，一些电力部门已经明令禁止“拉回路”查找直流接地。

3.2 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。该装置的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编

号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。如果能有一种在监测点上不受限制，检测精度较高，选线准确的直流接地选线装置，应是一种较好的选择。

3.3 便携式直流接地故障定位装置故障定位法

该装置是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装置的特点是无需断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障。完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装置可将接地故障定位到具体的点，便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。

4 直流接地故障查找的实用技巧

4.1 查找及时。因直流接地故障常常随环境、气候的变化而变化，十分不稳定，造成难以查找的事故隐患，只要出现故障应立即查找。

4.2 定期巡检直流系统的对地绝缘。不一定故障出现时再去查找排除。利用精度较高的查找装置定期对各个直流回路进行检查，记下绝缘较差的直流回路，待气候渐湿时，再重点监测。

4.3 按序查找，先查找信号回路、事故照明回路，再查找操作回路、控制回路、保护回路。先重点检测绝缘情况较差的回路。

4.4 对环路供电的直流系统应先断开环路开关，如果客观上已断不开的环路，应对检测到的接地故障回路的接地精度仔细分类，找出接地更严重的回路，继续查找。

4.5 选用高精度的查找装置，对接地告警比较严重的，大部分情况都并非一点接地，应用精度较高的检测装置区分不同故障程度的回路，从接地故障严重的回路的入手。

5 结语

结合直流系统的特点，落实相关的检修工作，制定出有关系统维护危险点的分析控制措施，有利于保证系统的安全运行，促使系统工作中存在的安全隐患能够得到及时地清除。实现这样的发展目标，需要技术人员加强对直流系统常见危险点的有效分析，促使相干的分析控制措施使用中能够达到预期的效果，一定程度上避免了大面积电力系统运行事故现象的出现。因此，技术人员应结合行业技术规范的具体要求，采取必要的维护危险点分析控制措施，加强对直流系统中存在问题的及时处理，促使系统能够处于安全、稳定的工作状态。

参考文献

[1]郝跃东.直流输电系统可靠性评价方法及应用研究[D].华东理工大学，2013（10）.

[2]孙成涛.变电运行工作的流程分析与标准化体系研究[D].华北电力大学（北京），2010（05）.