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，而另一头会作人员误认为是备用芯或者不带电的芯，而使其在铁杆上，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”。

3.2.2 拉回路法

通过拉合法进一步检查发现，对 3322、3320 断路器的两组控制电源以及 31326 红广梁线线路远传保护装置一 CSC-125 和远传保护装置二 RCS-925 装置电源共计 6 个空开依次拉合，发现若将这 6 个直流电源空开拉开其中任一一个，直流接地故障消失，电压恢复正常；或者将 3320、3322 开关不全断开，这时即使合上以上 6 个空开，直流接地故障也会消失，电压恢复正常。

3.2.3 检查回路

通过对回路进行检查，发现 3320 开关保护屏 3PD 端子排处 TWJ 节点外部接线错误，同时在线路保护二屏 RCS-925 远传装置 9D端子排处，从 3320 取来的 TWJ 节点线接到RCS-925A 装置的负电端子上，造成回路接线错误。

4 故障原因分析

由于远传保护装置一 CSC-125A 和远传保护装置二 RCS-925 所取 3320 开关 TWJ 节点的外部接线错误，并且设计图纸将 3320TWJ节点直接接入 RCS-925A 装置的负电上，在用两段直流母线对 CSC-125A 和 RCS-925 分别供电的情况下，现场实际二次回路已造成一、二段直流母线混接情况。但是因为 3320 开关位置在之前手跳操作后并未进行复位操作（开关在手跳后需要在汇控柜重新复位才能上传位置），导致 3320 开关位置没有上传，操作箱在未上传位置时默认为合位。所以，3320 的TWJ2 两个节点都没有闭合，回路没有导通，并不会有直流接地报警信号。在母差保护屏接入 3322 开关相关失灵线后，现场人员随后在 3320 开关汇控柜处对开关进行复位操作，与此同时直流接地故障出现。因为 3320 开关位置正确上传，TWJ2 两个节点都闭合，回路接通，导致二段直流母线负电通过 TWJ2 直接与一段母线正电相接，造成正电假接地出现，接地巡检仪报接地故障。

5 故障处理措施

更改 3320 开关保护屏处 TWJ2 的外部接线，同时对 RCS-925 引入 3320 的线进行更改端子，回路正确，直流接地故障消失，并对3320、3322 开关再次进行传动试验，试验正确。

6 结语

变电站直流系统出现了接地问题后，不会导致短路电流，那么还可以继续运行。但是病不允许其直流系统在一点接地的情况下仍然长时间运行，工作人员必须加强在线的监测与试验，确保能够迅速地查找出并且排除接地的故障，从而彻底杜绝了因为直流系统的接地而产生的电力系统故障。

参考文献：

[1]尹星光，何铭宁，徐玉凤.等.直流接地巡检装置误、漏选线问题分析[J].继电器，2008（10）.

[2]王柯，韩高飞，杨志义.直流系统接地故障的形成与处理[J].中国电力教育，2010（35）.