直流接地的分析與處理

直流接地的分析與處理在發(fā)電廠和變電所中，直流系統(tǒng)在正常情況下為控制信號、繼電保護(hù)、自動裝置、斷路器跳合閘操作回路等提供可靠的直流電源，當(dāng)發(fā)生交流電源消失事故情況下為事故照明、交流不停電電源和事故潤滑油泵等提供直流電源。直流系統(tǒng)可靠與否對發(fā)電廠和變電所的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是安全運(yùn)行的保證。由于直流電源在二次系統(tǒng)所處的重要地位，直流系統(tǒng)自身的可靠及安全直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全，盡管直流電源十分穩(wěn)定可靠，但實(shí)際應(yīng)用中，由于電力系統(tǒng)應(yīng)用直流電源的特殊性，特別是控制回路和保護(hù)回路的應(yīng)用，使直流系統(tǒng)的故障成為電力系統(tǒng)更大故障的事故隱患，這就是我們常說的直流系統(tǒng)接地故障危害。標(biāo)簽：直流系統(tǒng)；接地故障；故障危害；故障處理一、 直流系統(tǒng)接地的定義由于直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負(fù)極。交流電源是無極性電源，電力系統(tǒng)交流電源有一個(gè)真正的“地”，這個(gè)地也是電力系統(tǒng)安全的一個(gè)重要概念。為了系統(tǒng)安全，變電站、發(fā)電廠所有設(shè)備的外殼都會牢牢的接在這個(gè)“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流電源的'地”對直流電路來講僅僅是個(gè)中性點(diǎn)的概念，這個(gè)地與交流的“大地”是截然不同的。如果直流電源系統(tǒng)正極或負(fù)極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，這時(shí)我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障。二、 直流系統(tǒng)為什么會接地發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運(yùn)行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設(shè)備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在發(fā)電廠、變電站建設(shè)施工中或擴(kuò)建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。投運(yùn)時(shí)間越長的系統(tǒng)接地故障的概率越大。三、 直流系統(tǒng)接地的危害發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)接地是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害性較大的故障。直流系統(tǒng)正極接地，就會有造成繼電保護(hù)誤動的可能，因?yàn)橐话闾l線圈（如出口中間繼電器線圈和跳閘線圈等）均接電源負(fù)極，回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會形成兩點(diǎn)接地，引起保護(hù)誤動；直流系統(tǒng)負(fù)極接地，如果回路中再有一點(diǎn)接地，形成兩點(diǎn)接地可將跳閘回路或合閘回路短路，保護(hù)拒動，此時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障，保護(hù)的拒動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大（即越級擴(kuò)大事故），同時(shí)還可能燒壞繼電器的觸點(diǎn)和燒保險(xiǎn)。直流接地示意圖分別說明A點(diǎn)與C點(diǎn)；B點(diǎn)與C點(diǎn)；A點(diǎn)與B點(diǎn)或A點(diǎn)與D點(diǎn)同時(shí)發(fā)生接地時(shí)有什么危害。直流系統(tǒng)在變電站中具有重要的位置。要保證一個(gè)變電站長期安全運(yùn)行，其因素是多方面的，其中直流系統(tǒng)的絕緣問題是不容忽視的。通常，要求直流系統(tǒng)的各種小母線、端子回路、二次電纜對地的絕緣電阻值，用500V搖表測量其值不得小于0.5MQ。直流回路絕緣的好壞必須經(jīng)常地進(jìn)行監(jiān)視。否則，會給運(yùn)行帶來許多不安全因素?，F(xiàn)以圖3為例說明直流接地的危害。當(dāng)圖中A點(diǎn)與C點(diǎn)同時(shí)有接地出現(xiàn)時(shí)，等于+WC、-WC通過大地形成短路回路，可能會使熔斷器FU1和FU2熔斷而失去保護(hù)電源；當(dāng)B點(diǎn)與C點(diǎn)同時(shí)有接地出現(xiàn)時(shí)，等于將跳閘線圈短路，即使保護(hù)正常動作，YT跳閘線圈短路，即使保護(hù)正常動作，YT跳閘線圈也不會起動，斷路器就不會跳閘，因此在有故障的情況下就要越級跳閘；當(dāng)A點(diǎn)與B點(diǎn)或A點(diǎn)與D點(diǎn)，同時(shí)接地時(shí)，就會使保護(hù)誤動作而造成斷路器跳閘。因?yàn)榘l(fā)生直流接地將產(chǎn)生許多害處，所以對直流系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)一套監(jiān)視其絕緣狀況的裝置，讓它及時(shí)地將直流系統(tǒng)的故障提示給值班人員，以便迅速檢查處理。四、直流系統(tǒng)接地的處理當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí)，由直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出預(yù)告信號。此時(shí)，應(yīng)首先確定是正極接地，還是負(fù)極接地；是完全接地，還是絕緣電阻降低。然后再根據(jù)運(yùn)行方式、檢修、操作及氣候等因素的影響，判斷可能接地的地點(diǎn)，確定尋找地點(diǎn)的方法和步驟。（一）尋找接地點(diǎn)的一般原則對于兩段以上并列運(yùn)行的直流母線，先采用“分網(wǎng)法”，拉開兩段母線的分段刀閘，判明屬哪一段母線接地，以縮小查找范圍。對直流母線上允許短時(shí)停電的直流負(fù)荷饋線，采用“瞬間停電法”尋找。當(dāng)拉開某一回路時(shí)，如接地信號消失，并且各極對地電壓恢復(fù)正常（不能只靠接地信號消失為準(zhǔn)），則說明接地點(diǎn)在該回路上。在某些現(xiàn)場如果無表計(jì)可觀察，可用內(nèi)阻大于2000Q/V的電壓表檢查。將電壓表的一根引線接地，另一根接于不接地的一極（即對地電壓高的一極），然后試?yán)?，如拉開后，電壓表指示明顯降低，即說明該設(shè)備回路接地。如接地發(fā)生在某一專用直流回路時(shí)，可按先次要設(shè)備后主要設(shè)備取下（拉開）該回路的各分支路的熔斷器或刀閘來找出接地點(diǎn)。對于不允許短時(shí)停電的重要直流負(fù)荷，可采用“轉(zhuǎn)移負(fù)荷法”查找接地點(diǎn)。如接地不在各直流負(fù)荷上時(shí)，可瞬間解列充電設(shè)備、蓄電池和倒換直流母線查找接地點(diǎn)。（二）尋找接地點(diǎn)的具體試?yán)?、合步驟拉、合臨時(shí)工作電源，試驗(yàn)室電源，事故照明電源。拉、合備用設(shè)備的直流電源。拉、合絕緣薄弱的，運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生接地的回路。按先室外后室內(nèi)拉、合斷路器的合閘的電源。拉、合載波室通信電源及遠(yuǎn)動裝置電源。按先次要設(shè)備后主要設(shè)備拉、合信號電源，操作電源及中央信號電源。試解列充電設(shè)備。將有關(guān)直流母線并列后，試解列蓄電池。并檢查端電池調(diào)節(jié)器。倒換直流母線。（三） 尋找接地時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)尋找接地時(shí)，應(yīng)由二人進(jìn)行。試?yán)?、合繼電保護(hù)、操作電源、自動裝置及信號電源等重要的直流負(fù)荷時(shí)，事先應(yīng)取得調(diào)度許可，必要時(shí)根據(jù)規(guī)程規(guī)定由運(yùn)行人員退出相應(yīng)保護(hù)的掉閘壓板，查找無問題后，按調(diào)令恢復(fù)保護(hù)。2.對各分支線采用取下熔斷器尋找接地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先取下正極，后取下負(fù)極；給上時(shí)，先給上負(fù)極，后給上正極。試?yán)闹绷髫?fù)荷與其它部門或?qū)I(yè)有關(guān)時(shí)，應(yīng)事先與對方聯(lián)系。試?yán)髟O(shè)備的直流電源時(shí)，應(yīng)密切監(jiān)視一次設(shè)備的運(yùn)行情況及有關(guān)儀表指示的變化情況。無論回路有無接地，斷開直流回路電源的時(shí)間一般不得超過3S，但集成電路和微機(jī)保護(hù)的直流電源拉開10S后才允許合好。即使回路有接地，也應(yīng)先合上，再設(shè)法處理。（四） 利用儀器查找直流接地故障的開展在運(yùn)行過程中直流接地故障絕大部分是間接接地和非金屬接地，接地故障隨氣候和環(huán)境變化而變化，動態(tài)型故障難以查找。直流電源接入的控制回路、保護(hù)回路、信號回路以及其它回路縱橫交錯(cuò)，十分復(fù)雜，所以查找直流系統(tǒng)接地一直是困擾運(yùn)行人員及檢修人員的一大難題。近幾年由于微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用和綜合自動化的發(fā)展，過去那種“拉回路”“斷保險(xiǎn)”查找直流接地的方法，已經(jīng)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)一、二次回路在安全性方面的要求。發(fā)電廠和變電站的擴(kuò)建，使得二次回路越來越復(fù)雜，系統(tǒng)本身已存在大量事故隱患，通過拉回路查找直流接地可能導(dǎo)致更大的事故。直流系統(tǒng)饋電網(wǎng)絡(luò)有許多支路，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷容易發(fā)生故障的薄弱支路，將鉗表鉗在該支路的始端，即饋線出處（饋線出口保險(xiǎn)處）。如果測得顯示結(jié)果為“非接地”狀況，可繼續(xù)查找其它饋線支路，直到檢測出饋線支路的顯示結(jié)果為“接地”狀況，再經(jīng)檢測確信后，即可判斷出故障支路。對多條回路接地，從“絕緣模擬顯示”接地較嚴(yán)重的回路查起。假設(shè)檢測出第N饋線支路有故障后，欲進(jìn)一步尋找饋線支路以下的各個(gè)分支路時(shí)，可繼續(xù)按照上述步驟，用鉗表對各個(gè)分支路進(jìn)行檢測。對走向較遠(yuǎn)的回路，為提高檢測精度，可把信號發(fā)生器接在離故障區(qū)域更近的支路直流保險(xiǎn)出口處，有直流小母線的地方，可將信號發(fā)生器接在直流小母線上，接法同總母線相同。檢測出接地支路后，對具體接地故障點(diǎn)進(jìn)行定位檢測。在檢測時(shí)，采取二分法進(jìn)行故障區(qū)域的檢測定位。在每次檢測后，故障區(qū)域均按二分取點(diǎn)方式進(jìn)行下一檢測定位，以便迅速地檢測出具體的接地故障點(diǎn)；假設(shè)在A處檢測時(shí)有接地狀況，在B處檢測時(shí)沒有接地狀況，就可以判斷接地故障點(diǎn)在A-B之間。同時(shí)可根據(jù)饋線電纜走向和設(shè)備連接情況，對故障支路的各個(gè)饋線入口進(jìn)行分別檢測，找出故障支路。如果故障發(fā)生在N饋線支路上的小分支，可采用同樣方法檢測。假設(shè)系統(tǒng)有多個(gè)接地故障，或者正、負(fù)直流母線均有接地故障，可先檢測接地故障較嚴(yán)重的（正或負(fù)）接地故障。在支路檢測中，裝置會自動探測出接地故障較嚴(yán)重的支路，然后檢測出接地故障點(diǎn)，排除后再進(jìn)行其他支路的檢測，并將接地故障點(diǎn)逐一檢測排除。直流系統(tǒng)的單個(gè)支路（回路）如果有多個(gè)直流雷源相連（連接成閉環(huán)系統(tǒng)），如果現(xiàn)場條件允許，建議在檢測時(shí)斷開各個(gè)連接壓片，以提高檢測靈敏度，也可利用“絕緣模擬指示”的微小差異，分開實(shí)際接地回路和通過環(huán)路形成的虛假接地回路。檢測時(shí)，應(yīng)將信號發(fā)生器正確接入直流母線，或接入其它支路（正、負(fù)、地均應(yīng)接），使信號發(fā)生