火电厂电气运行中接地故障分析及处理方法

火电厂电气运行中接地故障分析及处理
方法
摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，配电网是配电中心
的核心，在电力技术不断发展的大环境下亟需注意电器运行中的故障问题，而接
地故障是电气运行中最常见的故障。

接地故障产生的原因有两种，一是相电压与
线电压之间的电压不平衡，由于有故障的一侧电压突然降低，致使另一侧电压突
然升高而发生故障，这种现象往往是由于高电阻接地而导致的;二是线电压随着
原本未发生故障的线路一起升高，这种现象往往是由于完全接地所导致的，完全
接地使故障线路的电压骤然减为零。

在进行故障检查时，如果故障点难以查出，
则需要改变供电方式或转移负荷，判断此时有无断路器、是否承载着空载电路，
将母线的运行方式转化成与线路并行的状态，再进行故障点的筛查，进而找出隐
蔽的故障点。

关键词：火力发电厂；电力系统；接地故障；处理
引言
电气设备接地是保障火电厂系统稳定运行，保证人身和设备安全的重要技术
措施。

介绍了火电厂电气设备接地分类及各类接地用途，对一些常见的接地故障
进行了分析并在此基础上提出了常见接地故障的排查方法。

1电厂电气运行中的常见故障
1．1发电机严重发热
发热现象是发电机运行中普遍存在的现象，且此现象较难消除。

在发电机实
际运行作业中，有多种原因可能使发电机出现发热现象，其最主要原因为发电机
运行时，因自身内部各运转部件间的相互磨损造成的，加之自身铁耗现象与铜耗
现象，造成电流连续增大，损耗也会增大，该损耗会经多道工序最终转化为热能，
并逐步挥发于四周。

此外，造成发电机温升过大的原因，还有可能受机械升温因素、轴承缺油因素以及发电机散热不佳等因素影响。

1.2开关使用发生变形
火力发电厂电力系统接地中，由于全封闭开关的柜体在系统运行中开关频率
较高，导致其出现严重的变形情况，使得开关柜体产生接地电流，导致接地故障。

部分开关把手的设置不规范，固定部位与开关部位之间并未进行绝缘保护，开关
变形促使电流与金属导体相互接触，导致电力系统接地故障。

1.3电流互感器两点接地对保护的影响
(1)电流互感器两点接地可能造成保护拒动。

当两点接地发生在电流互感器
二次线圈两侧时，两接地点经大地形成回路，可能会造成二次侧电流分流，尤其
当两接地点距离较近时，将直接短路保护装置采样回路，因此对于过流保护而言，由于采集不到故障电流，故将发生保护拒动。

(2)电流互感器二次回路两点接地
可能造成误动。

以变压器差动保护为例，理想状态下，运行中变压器高、低压侧
电流互感器二次电流基本相等，差动继电器不动作。

当二次差动回路两点接地时，若接地点间存在电势差，尤其是接地点有故障接地电流时，两接地点电势差会在
差动回路中产生较大的不平衡电流，造成差动保护误动。

2火电厂电气运行中接地故障分析及处理方法
2.1电气设备接地故障处理
在设计电气设备接地时，应对电气设备所用接地材料的属性进行深入了解，
以防因材料受到腐蚀，造成设备接地不良。

此外，在日常检修电气设备接地情况时，检修作业应详细、全面、彻底，不能只靠眼观察，可借助敲打，实地探测等
方式来深入了解材料接地情况，一旦发现接地材料存在严重腐蚀现象或熔断现象，应及时处理该故障，同时应重视做好电气设备的定期检查、维护工作，最大限度
的处理好各种潜在故障，以确保电气设备的连续可靠运行。

2.2拒绝跳闸故障排除处理
针对故障进行处理，还要先进行负荷转换，使母线退出运行后进行验电。

合
格后，可以将电机开关柜打开，然后将开关本体面板拆卸下来。

经确认，分闸线
圈已经损毁，需要进行更换。

拨动线圈活动铁芯发现，出现了卡涩问题，同时传
动连接片无法正常下落。

针对这一情况，采用绝缘手套和螺丝刀对拉杆进行轻轻
拨动，使弹簧动作，能够使传动连接片自由下落。

由于主分闸能够完成拉簧动作，因此能够成功分闸。

为防止故障再次发生，要求在常规周检工作中加入检查拉杆、开关定位销固定情况的项目，确保类似故障隐患能够得到及时排除，设备能够正
常分闸，继而使电气设备运行安全得到保证。

2.3消除火电厂电气运行中的不平衡电压
电力系统的不对称故障包括配电网中的AC不对称故障和DC单极接地故障，
配电网中的DC电压都是不平衡的，即正极和负极的绝对值均不等于地面绝对值。

换流变压器的接地方法与击穿后不平衡电压的消除密切相关，本部分对不平衡电
压的形成和消除过程进行了理论分析，为单极接地的分析提供了良好的基础和渠道。

如果换流变压器采用指定的连接方法，则由于消除了不对称误差之后，直流
等效电路中没有回路，因此受控直流电源的电压保持不变，不平衡电压也不会改变，在这种情况下需要消除火电厂电气运行过程中的不平衡电压，保证火电厂电
气运行的稳定性。

根据火电厂的实际运行状态设置正极对地电位和负极对地电位，根据配电网的实际运行状态进行不平衡电压转换，设置VSC对地函数，并将函数
的初始参数设置为0，此时换流器交流侧存在出口电位。

为了提高不平衡电压的
消除效果，处理过程中可以进行受控交直流电源划分，根据交流源的基波有效值
设计等值电路，划分等效电感，在实际处理过程中换流变压器可能会产生不对称
故障，需要消除等值电路中的回路，保证电源电压的稳定性，全面消除误差因子。

在不平衡电压的消除过程中，应用最多的是换流变压器。

已知在火电厂电路发生
故障时，其零序电流分量会发生重要改变，因此为消除零序电流的重要影响，需
要设置调制阻断电路。

在保证电力系统实际传递路径的基础上将故障消除，对此
时发生的单极接地故障进行瞬态处理，选取正确的ＲL负载，降低不平衡电压的
处理难度。

一旦发生正极接地故障，需要立刻将火电厂内部配电网进行等值化处理，结合故障线路内部的电感数值进行正极接地平衡。

根据电容的二阶参数可以
计算故障点的实际位置，若故障点与换流站距离较近，则此时的二阶参数数值较
高，故障电路回流接地电阻下降，振幅降低，放电电流也会随之降低，反之故障点与换流站距离较远时，二阶参数值较小，故障电路回流接地电阻上升，振幅增加，放电电流也随之增加。

2.4重合闸技术的科学应用
随着科学技术的不断进步，重合闸技术主要应用于高压电线运作上。

结合电力系统接的实际情况进行综合分析，重合闸技术在电力系统接地中也具有一定实用性，通过重合闸技术与选线技术的协调配合，便于电力系统运行中应用电闸在短时间内熄灭电弧反应，降低电力系统接地故障发生几率。

即便是遇到瞬间性电力系统接地故障问题，重合闸技术也具有良好应用价值，通过持续断电来改善供电稳定性，满足火力发电厂电力系统的安全运行需求。

结语
针对火电厂电气设备接地故障检修方法进行研究，通过收集线路杆塔参数，以数据为基础构建双端系统输电模型，能够更快速地找出接地故障的原因。

本文设计具有较强的严谨性，能够直面问题，以新颖的角度作为出发点切入，从全新的角度审视故障问题，与以往研究不同的是，利用MOA限制极大的过电压，能够对电压产生有效的限制作用，从而减小接地故障对电气设备的损坏程度，在检修方法设计上具有一定的创新性。

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