热电厂直流系统的接地故障处理及解决措施

热电厂直流系统的接地故障处理及解决措施
摘要：直流系统是发电厂中重要的供电设施，但由于发电厂各类控制、联锁等
设备多，接线复杂，因此直流系统经常会出现各类接地故障，而这种接地故障会
对发电厂的正常运行带来严重的影响。

因此，本文就热电厂直流系统的接地故障
处理及解决措施展开分析与讨论。

关键词：热电厂；直流系统；接地故障
引言：在发电厂的正常运行中，很多设施都需要直流系统进行供电，例如信
号指示、继电保护系统、自动控制系统、远动通信设备、变电站设备等都需要直
流系统进行供电。

而一旦在直流系统中出现接地故障就会给整个发供电系统的安
全运行造成影响。

一、直流系统的接地故障的概述
电厂的直流电系统主要是由控制系统、直流馈电系统、绝缘检测系统、降压
系统、监控系统、蓄电池、充电模块等部分构成。

其中充电设备一般由数个高频
电源模块构成，所以在整个直流系统正常运行过程中，个别的电源模块出现问题
并不会影响到整个直流系统的正常运行。

在电源模块出现故障时可以及时的进行
更换，使用备用的电源模块替换掉故障的电源模块即可，可以保证整个直流系统
能够持续的安全稳定运行。

当前绝大多数直流系统都采用高频电源模块，这样的
电源模块效率及控制精度高，更加稳定，在维修上也较为便利。

在热电厂的直流系统主要应用于机组设备控制的二次系统当中。

直流系统中
的供电系统直接连接到主控制中心的直流母线上，同时从母线中引出合闸电源、
保护装置电源、事故照明电源等。

同时在直流系统母线的正极和负极都需要维持
不接地的状态。

一般直流系统在供电方式上都会使用蓄电池与整流器同时工作的
方式。

而这样的电源设计方式也会在直流系统的电源出现故障时可以得到有效的
解决，保障直流系统能够在出现故障的情况下继续供电[2]。

二、直流系统的接地故障案例分析
（一）一点接地
1、1#直流系统接地告警
检查监控上显示直流正接地，具体报警内容为在馈线1接地，但通过万用表
检测正负极对地电压分别为117V与110V，在正常范围内，因此怀疑为绝缘检测
装置存在问题，后检查发现为其绝缘检测电流互感器输出电压为7.3V，正常情况
下应该为0V，因此判定此互感器故障造成误报，更换后故障排除；
2、直流系统负极接地告警
查1#直流系统出现接地故障，负接地，电压检测正负极对地电压分别为185V 与30V，通过检查最后确定为3#发电机控制回路出现接地，在对发电机调速回路
检查时发现调速电源失电检测继电器接线错误（刚更换过继电器），此继电器原
应为接至交流回路，现一端接交流，另一端接至直流负极，因线圈有一定的电阻，故系统不显示为直接接地，将其接线改正后故障排除；
3、电脑监控上1#高压厂变油位高报警
检查变压器油位在刻度4的位置，应属正常范围，怀疑为信号线有接地等情
况造成误报，通过检测发现2#直流系统正极对地电压已接近于0，经检查，由于
近期雨水较多，位于1#高压厂变高油枕上的油位计接线处进水，导致电缆线接地，所幸此信号仅作报警之用，才没有造成较大的事故。

（二）两点接地
由于断路器跳闸线圈一般均接于负极电源，在直流系统出现正接地时就可能
导致断路器误跳闸，而负接地可能导致断路器拒跳闸，因此造成的危害往往较大，在直流系统出现一点接地告警时必须及时进行处理，以免造成事故扩大。

三、直流系统的接地故障的处理方式
（一）接地查找
1.拉回路瞬停法
对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路,利用“瞬停法”(一般不应超过3s),
按先信号回路,照明回路,再操作回路,保护回路的拉路顺序操作，一般按照先拉次
要的，再拉主要设备的次序进行检查。

对于较重要的直流负荷,用转移负荷法,查
找该分路所带回路有无接地。

此方法的主要弊端是需要对直流用电设备瞬时停电，存在一定的安全隐患；
2.实时在线检测法
在实时在线检测方法中需要在直流系统中安装在线的检测设备，可以实时的
将电路中的运行情况反映出来。

一旦出现的接地故障，则可以及时的进行报警，
但是对于接地的具体位置的查找有一定的难度，出现误判的机率较高。

因此在检
查接地故障的过程中还存在着局限性。

3.旁路电源法
在实际的运行过程中，由于拉电源瞬停检查法与在线检测法均存在一定的局
限性，如瞬停检测法检测时，会造成保护装置短暂失电，由于现在一般采用微机
保护，会造成保护装置重启，有时会引起误动或保护装置损坏，在线检测法由于
电厂直流控制线路往往较长，电容电流较大，往往不能准确判别出具体的线路，
在一条线路出现接地时，往往会出现几条线路同时接地的报警，因此在实践中我
们总结出利用一台高频开关电源模块，将其输出电压调至控母电压，然后将其并
接于相应馈线开关出线侧，此时再通过断开此直流回路开关，将检测回路与原直
流回路解列，此时再通过检查正、负极接地电压来检测是否是当前支路中存在接
地故障，避免了以往瞬停检查时对系统可能产生的影响，由于高频电源模块直流
输出回路中均内置了输出二极管，避免了反充电等情况的出现，不会对电源系统
产生任何影响，此方案危险性小，操作简单，便于在实践中推广应用。

（二）预防措施
1)加强直流电源的全过程管理,强化设计、安装调试以及运行维护人员的责任心。

从设计施工到变电站的直流改造工作,必须严格执行《电力系统继电保护及安
全自动装置反事故措施要点》和有关设计规程要求。

直流电源容量选择要满足事
故时最大冲击负荷的要求，增加保护功能冗余度。

2)加强巡行维护管理工作。

蓄电池必须按照现场运行规程进行维护,按时充放电,保证蓄电池的电压质量和容量。

及时更换掉不合格的电池,保证蓄电池的正常
运行。

3)直流操作、控制和信号负荷必须相对独立,经专用馈线供电。

严禁操作、信
号电源回路接控制负荷,以免在操作、信号工作时,造成控制回路故障。

4)低压交流回路与直流回路严禁共用电缆,以防交流短路影响到直流系统。

5）配置在线绝缘检测装置，在线检测设备采用了固定的偏差技术，在进行接地故障的检查时，能够将检测结果中的一些干扰与噪音通过偏差技术予以清除，
进而在一定程度上提升了检测设备的抗干扰水平。

这一设备在进行安装时，是将
传感器从直流系统的各个支线的穿过，然后连接到控制器上。

一旦出现接地故障，
控制器就会进行报警。

结论：总而言之，随着我国电网事业的不断发展，已经对直流系统的正常运行提出了更高的标准。

而直流系统是发电厂能够正常运转的关键环节，保证直流系统的安全稳定工作是维护电网系统正常运行的重要保障。

所以，需要对直流系统运行中出现的接地故障进行有效的预防和处理。

参考文献：
[1]陈育才.飞来峡电厂直流系统接地故障处理措施[J].广东水利水
电,2015,05:53-55.
[2]齐剑飞.变电站直流系统接地故障的处理原则和措施探讨[J].企业技术开发,2015,27:95+97.
[3]郝书利.浅析发电厂直流系统接地故障及处理措施[J].科技创新与应
用,2016,03:166.
王耀威.男.电气工程师.从事热电厂电气技术管理工作。