直流系統(tǒng)接地的排除與防范

變電站常用的直流系統(tǒng)有220V和110V兩種。當(dāng)絕緣正常時，直流系統(tǒng)正負極對地電壓平衡;而當(dāng)發(fā)生一點接地時，由于直流系統(tǒng)本身是不接地系統(tǒng)，正負極電壓正常，二次設(shè)備運行仍然可以運行，但因為電容電流的存在，即使是一點接地，也可能造成開關(guān)誤動。當(dāng)發(fā)生第二點接地時，開關(guān)誤動或者是直流回路短路的幾率更大。在日常的工作中應(yīng)做好防止發(fā)生直流接地故障的措施，發(fā)生直流接地故障時應(yīng)盡快排查，消除故障。

一、直流監(jiān)測儀的工作原理

傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)接地監(jiān)測是利用不平衡橋原理來檢測接地故障，如圖1所示。正常時，正負極對地電壓平衡，繼電器不會動作;假設(shè)負極接地，通過大地連通，使繼電器動作，發(fā)去接地信號。

目前大多數(shù)絕緣監(jiān)測儀分成常規(guī)監(jiān)測和支路監(jiān)測兩個階段工作。常規(guī)監(jiān)測是實時監(jiān)測直流母線對地電壓，當(dāng)絕緣下降到相應(yīng)定值時發(fā)信報警，同時啟動支路監(jiān)測，向外發(fā)去低頻信號，若為支路接地，其支路上的互感器應(yīng)感應(yīng)到低頻信號，將此信號送回監(jiān)測儀計算出接地阻抗，再分離出阻性和容性電流，即可計算出該支路的接地電阻和接地電容值。

二、直流接地故障的排查方法

1. 工作前準(zhǔn)備

首先準(zhǔn)備好以下儀器，能確保安全和提高排查的速度。萬用表(內(nèi)阻不少于2kΩ/V)、絕緣搖表(1kV)、變電站直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖、鉗表、直流接地故障查找儀。

直流接地故障查找儀的工作原理是在直流母線上與大地間加入高頻交流電壓，使高頻電流經(jīng)接地點。

鉗表用來測量各分支回路，如檢測到有高頻信號，即該回路是接地回路，沿回路跟蹤即可找出故障點。

變電站直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖繪出了直流各個分支的走向、環(huán)網(wǎng)刀閘的具體位置和環(huán)網(wǎng)狀態(tài)等，為繼保人員、運行人員提供直觀的、清晰的直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)情況，對于提高事故搶修效率，快速排除故障，以及運行人員的正確快速的事故處理十分重要。

2.排查方法

(1)排除思維

查找過程始終采用排除思維，首先確定故障的大范圍，然后逐步縮小范圍進行排查。

可以根據(jù)現(xiàn)場的天氣情況、變電站內(nèi)是否有其他班組工作、變電站監(jiān)控信息、運行人員反映信息等情況進行排查。如果是雨雪天氣，就可考慮故障是否存在于戶外設(shè)備，包括戶外端子箱、接線盒、戶外的儀表。監(jiān)控系統(tǒng)的信息也可以作為判斷信息。比如接地故障發(fā)生的時間正好與某開關(guān)合閘(或分閘)的時間相差很近，則該開關(guān)控制回路應(yīng)重點檢查。目前采用最多的是拉路法和使用直流接地查找儀排查的方法，兩者也是排除思維。使用直流接地故障查找儀，比較簡單方便，但是直流接地故障查找儀有時會因為接地電容過大造成誤判，另外其輸出信號過強也使直流波紋系數(shù)超標(biāo)，影響保護和自動裝置的運行，在一些特殊情況下可能會造成開關(guān)誤動。我們在使用直流接地故障查找儀應(yīng)檢查儀器是否會影響運行中的保護，才能使用。否則建議還是使用拉路法。因為拉路法是最基本、最經(jīng)濟的方法，其安全性也是可控的。有些接地故障采用拉路法，效率會更高。因此下面將對拉路法的使用和注意事項做詳細介紹。

(2)拉路法介紹.

拉路法的原則是先拉非重要負荷，比如事故照明、信號電源、通訊電源等，再拉重要的負荷，如保護控制電源、切換電源、遙控電源、自動裝置電源等。切換蓄電池組來排除是電源屏接地還是外部回路接地也屬于拉路法。

將拉路法分為逐一拉路法和全部拉路法。

傳統(tǒng)的逐一拉路法是逐個將饋線開關(guān)退出(退出時間不得超過3秒)，判斷后立即恢復(fù)饋線開關(guān)，但也不能太快，太快了會造成對回路元件的沖擊，造成元件損壞。該法優(yōu)點是對重要設(shè)備停電時間少，縮短了設(shè)備失去保護的時間;缺點是不能排除某些接地故障，如故障回路存在寄生回路、不同間隔發(fā)生多點接地、環(huán)路供電回路發(fā)生接地等情況。

全部拉路法是將饋線開關(guān)逐個拉開，暫時不恢復(fù)，直到切除故障點使系統(tǒng)正常后，才逐個恢復(fù)饋線開關(guān)，這樣可以排除因為寄生、多點接地、環(huán)路供電方式造成判斷困難的問題，同時也能區(qū)分是電源屏接地還是其外部回路接地的故障。實際操作時，先將非重要負荷的饋線開關(guān)逐個退出，如果故障還未排除，不再恢復(fù)，再切重要負荷的饋線開關(guān)，直到系統(tǒng)電壓恢復(fù)正常。恢復(fù)時，先恢復(fù)重要負荷饋線開關(guān)，在恢復(fù)過程繼續(xù)檢測系統(tǒng)電壓，如果系統(tǒng)又接地，說明剛恢復(fù)的饋線間隔也存在接地點。這方法既可以排除寄生問題、多點接地故障以及環(huán)路供電方式的回路故障，也清楚判斷是電源屏接地還是外部回路接地。缺點是設(shè)備失去保護的時間比逐一拉路法的時間長。

(3)確定間隔后的排查方法

確定某個饋線間隔存在接地點，采用拉路法，可以分別切開其分路開關(guān)來排除。以220kV線路開關(guān)間隔為例，在正常情況下，1M、2M直流母線都供給線路保護屏，這兩路直流電壓是相互獨立的，不應(yīng)有寄生，我們需拉開有接地故障的直流母線上的分路空開(信號電源、操作電源、保護裝置電源)來排除。根據(jù)負荷的重要性來選擇，所以可優(yōu)先拉掉信號電源，如果接地故障還存在，接地點可能在保護及控制回路上。對控制回路進行排查，就要評估二次回路檢修的影響，必要時申請將一次設(shè)備轉(zhuǎn)冷備用或檢修。根據(jù)間隔的情況布置安全措施后，可以用帶電拆除接線的方法進行排除，也可以通過斷開控制電源后、使用絕緣搖表測量回路絕緣的方法進行排除。一般建議采用后者，因為帶電拆線排除法具有一定風(fēng)險，容易造成兩點接地，也存在人身傷害風(fēng)險，需格外小心，一般不要采用。