变电站直流母线接地常见故障分析及查找方法

黄成飞 周丽娟 国网山东利津县供电公司 山东东营 257400

【文章摘要】

在变电站运行过程中，直流接地系统主要是确保站内设备的正常供电，在正常情况下，正极和负极的对地电压是平衡的。但是，一旦发生故障，则会产生严重的危害。文章对变电站直流母线接地常见的故障进行分析，并探讨了查找故障的方法。

【关键词】

变电站；直流系统；母线接地

在变电站直流母线接地中，很容易出现故障。如果对这些故障得不到及时处理，将会直接影响到变电站及整个电网系统的安全运行。因此，加强对变电站母线接地常见故障、原因及查找方法进行探讨具有十分重要的意义。

1 直流母线接地的危害

对户外电气设备来说，工作环境恶劣，因雾、雪、雨、水、汽、灰、油及高温等诸多因素的影响，极易造成直流接地。直流系统长时间接地很容易发生保护装置误动，并对直流设备造成严重的威胁。如果出现一点接地，容易使正、负极对地电压出现较大变化，使接地部分的电压降低而非接地极的电压就会升高，这样的直流系统，就会严重影响继电保护的动作可靠性。一般都是负极接地，如果出现正极接地，很容易出现继电保护误动。如果绝缘不良或回路接地，就会出现两点接地，从而出现保护误动。如果发生两点接地，可以出现合闸短路、保护拒动和跳闸回路等问题。一旦出现保护拒动，就会使事故升级扩大严重者将造成电网大面积停电事件，甚至出现保护装置及直流系统其它元件、高频开关电源烧毁损耗等现象。故此，必须尽可能地避免两点接地情况的发生。

2 常见故障情况分析

在变电站直流母线接地中，最为常见的故障主要有以下几种方式：

一是一点接地。发生此故障的原因较多，但最主要的是因为户外端子箱防潮不够，严重受潮，或是由于电缆绝缘性能老化或绝缘层破裂而出现一点接地的故障，这样就可能导致开关误跳。二是多点接地。在变电站直流系统中，出现两点以上的同时接地，就是多点接地。当遇到这种故障时，可以将其中一点接地断开，处理好接地点之后，再对其它接地点进行处理。一般需要根据一次设备所带负荷的重要性来确定先将哪条分路的电源断开。三是假接地。一般而言，如果有直流接地信号，就是回路中存在电缆的绝缘降低问题。但是，从实际来看，并非真正完全如此。如两组直流正极与负极直接相连或通过负载将正负两极相连，也会出现直流接地信号。四是交流回路串入直流回路引起接地。如果交流混入到直流系统中，也会出现直流接地现象。如果交流电源与直流系统正极相连，可能出现保护装置误动作的问题。

3 处理方法及流程

一是查找方法。在变电站中，通过利用直流绝缘监测设备，可以将直流系统中出现接地故障的问题诊断出来，但是却无法100% 准确地将出现故障的接地支路确定出来，也就无法将接地点找出来，主要通过人工查找的方式来排除故障。在实践中，通常需要通过经验法、拉路法、负荷转移法等方法进行故障查找。此外，可以应用拉路法将负荷回路上存在的故障查找出来。如果双回路供电出现回路故障，应先将其中的一个回路断开。如果环网供电出现回路问题，应先将环网故障点解开再进行处理。二是查找流程。在故障查找过程中，每种方法既有优点又有缺点，故此，在实际操作中，需要灵活应用各种方法， 这样才能达到最好的效果。要从标准化角度入手，规范操作行为，减少人为风险，便于快速找到故障点。其主要流程如下：

故障查找流程图

4 查找原则

一是如果直流母线是两段并列运行，应该用“分网法”，将母线两段分段刀闸拉开，从而快速判断出是哪一段母线发生接地，以此大大缩小发生故障节点的查找范围。二是有的直流负荷馈出线允许短时停电，可以通过“瞬间停电法”来判断出故障接线点。如将某回路拉开，而绝缘装置的报警信号没有了，并且各极的对地电压又恢复到正常状态，由此可见接地点就在此回路上。要按照先次后主、从室外到室内的原则，做好直流负荷电源开关的拉合。如果没有表计，则可以使用2000V，S2 级别以上的电压表进行检查，用一根引线接地，而另外一根则不接地，然后采取试拉。如果拉开后电压表中的数据降低，就说明这个设备回路上存在接地问题。如果没有在负荷一端发现接地点，则要对直流电源进行检查。

5 注意事项

一是在进行接地故障点寻找时，最少由两个成员以上实施，严防出现人身触电安全事故。在进行试拉、操作电源、等重要直流负荷时，必须做好与相关单位的事先联系并得到许可。根据情况需要，还应从保护出口压板退出来，在确定没有问题的情况下，再将保护恢复过来。二是在电源断开时，应先将正极取下来，然后将负极取下来。在恢复过程中，必须先合上负极，再将正极合上。在对设备直流电源进行试拉时，应对设备运行情况及仪表指针变化情况进行密切监视，在没有使设备停运时，要先将控制电源合上，然后再进行处理。在获得调度同意的前提下，在直流电源瞬间停电时，要将停电时间控制在3 秒钟之内，快速动作，严防出现失去保护电源时间过长的问题。三是综合判断。为了保证判断的有效性，应该从综合角度出发，将表计、信号等信息进行综合处理，严防出现人为短路而出现误跳闸。在查找及故障排除时，必须严格图纸要求进行，严防出现将端子线头拆错，在进行接线时，避免出现接错问题，在拆迁线头进行标注。在仪表检查时，要确保表计内阻在2000 欧/ 伏之上。四是根据查找故障的一般情况来看，在电缆沟内可以发现直流系统母线的接地点，故此在进行故障线路检查时要从室外查起比较好，以便提高查找效率。在分析直流接地危害性的基础上，通过比较各种直流接地查找方法，使查找直流接地的工作流程规范化，简化了查找回路的复杂性，可缩短直流接地故障的查找时间。由此可见，直流系统的用电负荷极为重要，对供电的可靠性要求很高。为保障设备及系统的安全运行，对直流系统的可靠性必须充分重视，保障变电站安全运行。

6 结语

综上所述，加强对变电站直流母线接地常见故障分析及查找方法的研究具有十分重要的作用。在实际操作中，应该牢固树立安全第一的意识，正确看待当前存在主要发现的问题，掌握查找方法应用的要点，遵循相关原则，不断提高故障确定、排除等方法，从而确保整个变电站始终处于安全、平稳地运行状态。

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