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浅析变电站直流系统接地故障

浅析变电站直流系统接地故障 【摘 要】目前我国的变电站数量十分多,这为人们生产生活带来诸多便利 的同时,也埋下了诸多的安全隐患。其中,变电站中最为常见的故障是由直流系 统接地造成的。 本文对变电站直流系统接地故障产生的原因、危害及处理进行了 分析和探讨。 【关键词】变电站 直流 系统 接地故障 在电力系统运行中, 变电站直流系统是一种尤为关键与重要的电源系统,其 是一个非常独立的电源,运行过程中并不受到系统运行方式改变而产生的影响, 为电力系统运行的控制回路、信号监测、继电保护、自动设备以及故障照明等作 业提供安全、 可靠以及稳定的不间断运行电源,同时它还将为直流系统中断路器 的分、合闸提供了安全、可靠的操作电源。 1 变电站直流系统接地故障产生的原因及危害 1.1 接地故障产生的原因 (1)由下雨天气引起的接地 若户外的二次接线盒没有密封严实, 在下雨的天气里, 极易导致雨水的渗入, 这样会使接线桩头和外壳导通起来,引起接地故障。 (2)由小动物破坏引起的接地 在引起直流接地故障的原因中, 由于密封不好导致的二次接线盒被小动物破 坏,也是很重要的原因。例如,蜜蜂在盒内筑巢引起直接接地,由于老鼠咬裂的 电缆外皮也易发生直流接地故障。因此,严防小动物破坏也是防止直流接地的重 要措施。 (3)由挤压磨损引起的接地 挤压磨损主要发生于二次线与转动部件之间,二次线与转动部件连接,随着 时间的增加,会使二次线的绝缘皮受到磨损破坏,引起直流接地。 (4)误接线引起接地由于误接线引起的接地,属于人为的接线失误。例如, 在二次接线中, 电缆芯的一头会接在端子上进行运行,而另一头会被操作人员误 认为是备用芯或者不带电的芯,而使其裸露在铁杆上,从而引起接地。 1.2 危害 在变电站直流接地故障中, 两点接地是危害较大的。其中正接地会导致断路 器的误跳闸, 而负接地则会导致断路器的拒跳闸,这两种接地都会导致严重的后 果。直流系统两点接地会成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外,还有可能 造成直流保险熔断, 这样便使得保护及自动装置和控制回路失去电源,进而导致 越级跳闸,使事故扩大。 2 变电站直流系统接地故障的查找方法与处理技巧 2.1 查找的方法 2.1.1 拉回路法 拉回路法的原理很简单, 就是直接断掉故障回路的直流电源,该方法也是作 为直流接地故障最简单的方法被沿用至今。拉断回路的正常顺序一般为:信号回 路→照明回路→操作回路→保护回路。但是随着变电站二次系统复杂程度的加 大,导致现在信号、控制、保护回路的区分已经没有那么严格了,除此之外,一 些不正常的闭环回路也逐渐形成。这样拉回路法便不再适应这种复杂的系统程 序,会大大增加查找故障点的难度。 2.1.2 直流接地 选线装置监测法直流接地选线装置可以实现在线的实时监测, 即通过该装置 能够对直流系统各个部分的对地绝缘情况进行监视, 这样对监测到的接地故障可 以做到及时报告, 并清晰显示该回路的编号。但直流接地选线装置监测法也存在 技术上的缺点, 该方法能够对直流回路接地的具体接地回路进行监测,但是却无 法定位到具体的接地点,这也是需要在以后的研究中完善的。 2.1.3 便携式直流接地故障 定位装置故障定位法便携式直流接地故障定位装置故障定位法是通过故障 定位装置查找直接接地故障点。 该方法具有前两种方法无法比拟的优点,即能够 在不需断开直流回路的情况下带电查找故障点, 这大大提高了故障点查找的效率 和安全性。另外,该方法还可以对接地故障点进行准确定位,弥补了上一种方法 的劣势。 以上三种接地故障的查找方法各有优缺点,在实际的变电站直流接地故 障查找中,需要将集中查找方法结合使用,以实现接地故障的快速准确查找。例 如, 在接地故障发出报警提示后,可以首先通过在线绝缘监测装置来判断故障可 能发生的回路, 然后然后利用拉回路法断开回路对故障进行检验,若断开回路故 障消失,那么就需要工作人员再利用便携式故障检测仪对故障点进行定位查找。 三种方法结合能够大大加快查找的速度,同时提高查找的准确性。 2.2 处理的技巧 2.2.1 及时查找直流接地的故障 应做到及时查找,因为故障的发生随着环境、气候是不断变化的,具有不稳 定性,若出现事故不及时查找,那么就容易造成一些难以查找的事故,给变电站 的正常运行带来干扰。 2.2.2 定期巡检 直流系统的对地绝缘定期巡检直流系统接地是利用精度较高的查找装置定 期对各个易发生故障的直流回路进行检查, 这样就避免了在故障出现时再去查找 的紧迫。在定期查找中,要认真做好记录,比如要记下绝缘较差的直流回路,等 到气候发生变化时,再进行重点监测。 3 案例分析 3.1 某变电站故障经过 2013 年 12 月 12 日 10 点 43 分, 某 330kV 变电站后台上传报文“1 号 充电屏直流故障动作,2 号充电屏直流故障动作”,10 点 46 分,经运维人员巡 视检查,发现 330kV 保护一小室直流分屏一报 “直流母线一段 11 支路接地, 直流母线二段 4 支路接地”,同时直流分屏一、二均显示“正极对地电压为 0V, 负极对地电压为 228V”,330kV 保护二小室直流分屏一、二均显示“正极对地电 压为 78V,负极对地电压为 164V”。 3.2 故障的查找过程 3.2.1 断开接入失灵线 由于直流接地故障是在母差保护屏处接入 3322 开关相关母差失灵线后出 现的,检修人员随即对接入的失灵线断开,对该线重新校线并进行 500V 对地 绝缘试验,试验结果显示正常,并无电缆绝缘损坏情况出现。与此同时,观察直 流接地巡检仪,直流接地报警并无消除,装置仍然报 “正极对地电压为 0V,负 极对地电压为 228V”。

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