直流系统环网故障的处理方法探讨

直流系统环网故障的处理方法探讨

发表时间：2017-07-17T11:48:11.320Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：孜比热木•阿不都克力木王由甲李博俭

[导读] 摘要：变电站直流系统环网会给电力二次设备，甚至是电力系统带来极大危害。首先对直流系统环网故障的危害及原因分析作了介绍

（国网伊犁供电公司新疆伊犁 835000）

摘要：变电站直流系统环网会给电力二次设备，甚至是电力系统带来极大危害。首先对直流系统环网故障的危害及原因分析作了介绍，其次论述了环网故障会影响蓄电池的使用时间寿命、降低接地故障监测灵敏度及引起火灾的危害，并给出查找直流环网故障点的两种方法，最后，结合两种查找方法处理了一起典型的直流环网故障，为变电站直流环网故障处理提供参考。

关键词：直流系统；环网；查找方法；处理过程

0 引言

变电站直流系统作为电力系统的重要组成部分，其为站内继电保护装置、安全自动装置、远动通讯装置及控制信号回路提供工作电源，应具有高度的稳定可靠性。直流回路因布线复杂，常因现场潮湿、灰尘、绝缘老化以及元件损坏等因素引起直流系统接地，如果直流系统出现故障，就可能影响其正常工作，甚至威胁到站内保护装置的安全运行，所以直流系统在变电站中的地位是显而易见的。然而直流系统环网在发生故障时，危害性较大，严重程度较高，对变电站内二次设备的稳定运行构成直接威胁。因此，准确查找和检测直流系统环路，有利于及时排除隐患，避免发生上述事故。本文针对直流系统环网，给出其危害及原因分析，叙述了两种常规查找直流环网故障方法，并将此两种方法相结合，应用于一起直流环网故障的查找处理中，实现达到能够准确定位直流环网故障的目的。

1 直流系统环网故障的危害及原因分析

1.1 直流系统环网故障的危害

与直流接地故障相比，直流系统环网故障引起的危害要严重得多，譬如影响蓄电池的使用时间、易造成保护误动作及可能引起火灾等。

（1）缩短蓄电池的使用时间

对于同一生产厂家、同一批次的蓄电池，由于受到制造工艺的影响，其自放电率和容量都着不同之处，要是不同厂家或者是不同批次的蓄电池，必然存在着很大差异。倘若直流系统的两组蓄电池并列运行，还有相同的浮充电压情况下，必有一组蓄电池处于欠充电，而另一组蓄电池处于过充电。以上的蓄电池状态，均会影响蓄电池的性能，缩短其使用时间。

（2）降低接地故障监测灵敏度

变电站直流系统中会配置用于显示直流接地的告警设备，该设备可以通过检测直流负荷的对地电压变化量，从而得到对地绝缘电阻的数值，假如绝缘电阻的数值小于接地告警设备中的整定值时，就会通过该设备发出接地告警信号，从而通知运行人员和检修人员进行故障处理[1]，见图1。

图1 降低接地故障告警灵敏度原理图

图1中，4个平衡桥电阻R与接地电阻R1的电阻值相同的情况下，若是两套直流系统各自运行，便只会产生1个平衡桥，在发生直流接地的前后，对地电压的变化量是母线电压的1/6倍，从而计算得出接地电阻相同于平衡桥电阻R的阻值；若是两套直流系统处于并列运行，在出现直流系统环网故障时，无论闭合1个还是2个开关S，直流系统都会产生2个平衡桥电阻，在直流系统接地前后，对地电压的变化量是母线电压的1/10倍，继而计算可知接地电阻阻值为各自运行时的5/3倍，此时，接地电阻值大于整定值，系统不能正确告警，只有当接地电阻降低到整定值的3/5倍时才会告警，这样便极大降低了接地装置告警的灵敏度，使得接地故障长期存在直流系统中。

（3）发生火灾

若是两套直流系统发生环网故障时，会造成直流系统处于并列运行，或许会产生非常大的环网电流，倘若该电流经过较细的电缆线芯，长期间的存在会出现电缆发热现象，严重时可能会引发火灾事故，直接对变电站直流系统构成威胁。

1.2 直流系统环网故障的原因分析

（1）变电站内设备在新建、扩建、大修或技改过程中，两套直流系统中同时存在负荷的电源线，势必形成寄生回路[2]。

（2）运行人员在倒负荷操作过程中，先是将同时供电于两段直流母线的空开给上之后，接着断开其中一段母线的空开，这种做法是为了将某些负荷从一段母线转带到另一段母线上，而在实际操作过程中，运行人员常常未直接断开其中一段母线空开，导致站内的两套直流系统处于并列运行。

（3）倘若变电站中现有一套直流系统，那么在增加一套新的直流系统时，这时新建直流系统的负荷与原有直流系统有可能存在一部分电气连接。

2 直流系统环网故障的查找方法

2.1 拉路法

拉路法较为简单清晰，该方法曾广泛应用于直流系统接地故障的查找中，对于直流环网故障，经过简单理论分析可知，也是同样适用的。先是根据不同负荷的重要程度，检修人员需依次在短时间内断开各个负荷的空开。若是隔离某一回路之后，直流环网故障立即消失，那么表明环网故障就存在于该负荷的二次回路之中。继而运用拉路查找法，就可以进一步确定故障在此回路的哪一支路当中，这和直流接

地故障的查找方法一致。拉路法这种方法是比较直接明了的，但当直流回路标识不清晰而误拉空气开关，就会造成二次设备出现失电危险。

2.2 回路查找法

回路查找法是依次隔离每一个直流负荷支路，从而判断该支路是否存在接地故障。要求检修人员对可能产生直流环网的二次标识及回路一一排除，直到找到引发两段直流系统环网的故障点，这就需要检修人员对每个直流负荷空开记录清楚，每断开一个空开，要使用万用表测量故障点是否消除。虽然拉路法是一种较为原始的方法，但是很可靠、很安全，这就要求检修人员能够熟练的二次回路查找技术水平，排除直流故障需耗费较长时间，并具有较大难度[3]。

3 一起直流系统环网故障处理过程

新疆伊犁地区某110kV变电站的直流供电电源系统是由两段母线构成，两段母线直流均出现较大的不平衡对地电压，即正极地电压为+13V，负极对地电压为-229。先是通过拉路法排除接地故障点，当拉开每一路电源空气开关后，接地故障点仍存在，初步判断该直流系统发生环网故障，并且发生绝缘降低现象。

出现上述情况时，运用回路查找法和拉路法进行接地故障的查找。先是使用回路查找法对直流支路的回路走向一一核查，找出引起两段直流环网的二次回路，将其断开，之后使用万用表测量I母对地电压，正极对地电压为+110V，负极对地电压为-110V，II母线对地电压为正极对地电压为0V，负极对地电压为0V；将直流负荷依次切换到II母上，运用同样方法，测量II母对地电压，当正极对地或者负极对地电压出现电压数值时，表明该直流负荷与I母之间存在直流混线。在确认出混线的直流负荷后，使用拉路法进一步排查，进而确定环网故障点， 4 结语

变电站直流系统是保障电力系统二次设备安全运行的重要基础，对其供电可靠性要求很高。直流环网问题在变电站运行中经常出现，严重影响电力系统运行的稳定性和可靠性，而引发直流环网问题的原因多种多样，因此，在实际工作中要重视对此问题，加强日常维护，及时发现问题，并找到解决问题的方法和措施，为今后直流系统环网问题的处理起到一定的参考作用，确保变电站直流系统的正常工作和运转。

参考文献：

[1]徐玉凤，云昌安，尹星光.直流系统环网故障的危害与处理[J].广东电力，2010，23（9）：83-85.

[2]潘祖鸿，朱海松，赵良涛.变电站直流系统环网问题分析与对策探究[J].山东工业技术，2014，（17）：125.

[3]吴英山.变电站直流环网的处理方法探讨[J].贵州电力技术，2014，17（10）：74-76.