谈谈直流系统接地故障的处理

谈谈直流系统接地故障的处理

一、直流系统的作用

直流系统在发电厂和变电站中为控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠的直流电源。它还可为操作提供可靠的操作电源。直流系统的可靠与否，对发电厂变电站的安全运行起着至关重要的作用，是发电厂和变电站安全运行的保证。

二、直流系统接地的危害

发电厂、变电站直流系统接地是一种易发生且对电力系统危害性较大的故障。直流系统正极接地，就会有造成继电保护误动的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等）均接电源负极，回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地，引起保护误动；直流系统负极接地，如果回路中再有一点接地，形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路，保护拒动，此时系统发生故障，保护的拒动必然导致系统事故扩大（即越级扩大事故），同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。

典型的断路器控制回路简图如图1所示，当直流电源的正极A点发生了一点接地后，如在以下的各点又发生一点接地，构成两点接地时，将发生不同的后果。

图1 直流系统两点接地分析示意图

FU1、FU2—熔断器；SA—断路器操作把手；RD—断路器位置红灯；Y2—跳闸线圈；KA1、KA2—保护用电流继电器的常开触点；KM—中间继电器

如在负极B点又发生接地时，造成直流电源短路，熔断器FU熔断，断路器将失去操作电源。

在正极的C点又接地时，即将电流继电器的常开触点KA1、KA2短接，中间继电器KM起动，其触点闭合，使断路器的跳闸线圈Y2通过电流而发生误跳闸。此时，一次系统并未发生故障，故称为“误动作”。实际上，如第二个接地点发生在正极的D点或E点时，都能使断路器误动作。因此，当正极发生一点接地后，危险性很大。

如负极的B点首先发生接地，而后在正极的C点或E点又发生接地形成两点接地时，如果此时保护动作将引起直流短路，不但断路器拒绝跳闸，而且电源熔断器熔断，同时短路电流有可能烧坏继电器。

为了防止直流系统发生两点接地造成严重后果，当直流系统发生一点接地时，必须及时找出接地点并加以消除。

三、直流系统接地的处理

当直流系统发生接地时，由直流系统绝缘监察装置发出预告信号。此时，应首先确定是正极接地，还是负极接地；是完全接地，还是绝缘电阻降低。然后再根据运行方式、检修、操作及气候等因素的影响，判断可能接地的地点，确定寻找地点的方法和步骤。

寻找接地点的一般原则

（1）对于两段以上并列运行的直流母线，先采用“分网法”，拉开两段母线的分段刀闸，判明属哪一段母线接地，以缩小查找范围。

（2）对直流母线上允许短时停电的直流负荷馈线，采用“瞬间停电法”寻找。当拉开某一回路时，如接地信号消失，并且各极对地电压恢复正常（不能只靠接地信号消失为准），则说明接地点在该回路上。

在某些现场如果无表计可观察，可用内阻大于2000Ω/V的电压表检查。将电压表的一根引线接地，另一根接于不接地的一极（即对地电压高的一极），然后试拉，如拉开后，电压表指示明显降低，即说明该设备回路接地。

如接地发生在某一专用直流回路时，可按先次要设备后主要设备取下（拉开）该回路的各分支路的熔断器或刀闸来找出接地点。

（3）对于不允许短时停电的重要直流负荷，可采用“转移负荷法”查找接地点。

（4）如接地不在各直流负荷上时，可瞬间解列充电设备、蓄电池和倒换直流母线查找接地点。

（二）寻找接地点的具体试拉、合步骤

（1）拉、合临时工作电源，试验室电源，事故照明电源。

（2）拉、合备用设备的直流电源。

（3）拉、合绝缘薄弱的，运行中经常发生接地的回路。

（4）按先室外后室内拉、合断路器的合闸的电源。

（5）拉、合载波室通信电源及远动装置电源。

（6）按先次要设备后主要设备拉、合信号电源，操作电源及中央信号电源。

（7）试解列充电设备。

（8）将有关直流母线并列后，试解列蓄电池。并检查端电池调节器。

（9）倒换直流母线。

（三）寻找接地时应注意的事项

（1）寻找接地时，应由二人进行。试拉、合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要的直流负荷时，事先应取得调度许可，必要时根据规程规定由运行人员退出相应保护的掉闸压板，查找无问题后，按调令恢复保护。

（2）对各分支线采用取下熔断器寻找接地点时，应先取下正极，后取下负极；给上时，先给上负极，后给上正极。

（3）试拉的直流负荷与其它部门或专业有关时，应事先与对方联系。

（4）试拉各设备的直流电源时，应密切监视一次设备的运行情况及有关仪表指示的变化情况。

无论回路有无接地，断开直流回路电源的时间一般不得超过3S，但集成电路和微机保护的直流电源拉开10S后才允许合好。即使回路有接地，也应先合上，再设法处理。

电容补偿装置查找直流系统接注意的事项

在电容补偿装置运行中，查找直流系统接地时，如需判断带有补偿电容的控制回路有无接地时，则必须将具有公共负极的补偿控制回路全部断开，而不能只断开一个回路，否则会由于电容器上的残余电压造成接地假象而误判断。

图2 电容补偿装置直流接地示意图

图2所示为具有两个补偿电容的控制回路。其负极连接在一起。当断开1S（Ⅰ路）时，如Ⅰ路负极接地（K2点），则通过负极连接线将接地点引至负极母线，检查装置仍反映为负极接地现象。

若Ⅰ路正极接地（K1点），此时虽已将接地点断开，但由于C1上的残留电压仍为母线电压，C1的负极的连线和负极母线相连，故负极对地电压为C1两端电压，检查装置反映的仍为正极接地现象，因此将被误判断为接地点未切除。只有将Ⅰ、Ⅱ路开关全部断开，使控制回路负极和母线完全断开时，检查装置才能正确指示。

当已判明接地点在Ⅰ、Ⅱ回路时，可用下述方法进一步寻找接地。

如为负极接地，可断开其中一路补偿电容与负极母线的连线，并将该路控制开关断开，若接地现象消失，则为该路接地；若接地现象末消失，则为另一路接地。