发电厂直流系统接地故障分析与处理

摘 要 发电厂中都设有直流电源，在发电厂正常运行时，主要对断路器的控制回路、信号回路、自动装置等设备供电，在一次回路发生故障时，以保证它们能可靠动作。因此直流系统自身的安全稳定性及可靠性直接影响到发电厂系统的安全运行，目前设计的直流系统都设置两套直流电源，均采用单母线、两线制、不接地系统，非常可靠稳定。但由于系统复杂、误操作、检修、绝缘老化、天气环境等原因还是会发生接地故障，特别是直流电源在控制回路和保护回路的应用以及作为发电厂事故照明、交流不间断电源的保安电源、事故直流油泵的电源，因此直流系统一旦发生接地故障将成为电力系统更大故障的事故隐患。

关键词 直流系统；接地故障；处理

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0114-02

直流系统在发电厂中作为控制、信号、保护及事故照明保安等电源，其是否运行正常直接关系到人身和设备的安全。虽然直流系统出现单点接地，虽然未构成短路回路，不会产生短路电流，仍可继续运行，但是必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则一旦当发生另一点接地时，就有可能引起信号、保护及自动装置、断路器的误动或拒动，引发电力系统严重故障乃至事故。所以，直流系统在发生单点接地情况下不允许运行太久，必须加强在线监测，迅速组织人员排查并消除接地故障，避免由于直流系统接地故障而引起的事故扩大化。

1 直流系统接地概念与危害

1）直流系统接地的概念。直流电源是一种带正极和负极的电源，当出现正极对地或负极对地间的绝缘电阻值降低至整定值，或者低于规定值，即说明直流系统有接地故障。

2）直流系统接地的危害。由于二次控制回路中跳闸线圈、中间继电器等一般都接在负极电源，当二次回路发生两点接地时，可能造成断路器误动或拒动。正极接地可能导致断路器误跳闸，如图1，当只有A点接地时，并不会产生任何影响，可一旦B点也发生接地时，将导致线圈KM带电，KM可能动作造成断路器的误跳闸；负极接地可能导致断路器的拒跳闸，如图1，假如一开始E点接地，此时再将B点接地，相当于将线圈KM短接，若此时发生故障时，KM不动作，导致断路器拒跳，进而引起越级跳闸造成事故扩大化。

因此，从以上分析可以看出，直流系统如果仅是单点接地，对二次回路不会造成影响，但是一旦有两点接地，就可能发生断路器误动或拒动。所以当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统有接地时，可以断定已经造成断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即组织查找并排除。

2 直流系统发生接地的原因

直流系统在电力系统中应用范围广、电缆长、负荷多、导线比较多，很容易受潮气、灰尘的腐蚀，使某部分绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流系统接地。一般来说直流接地的原因有如下几个。

1）由于老鼠、蜈蚣等小动物爬入或二次回路有检修工作时某些元件有线头、未使用的螺丝、金属垫圈等零件掉落在带电回路上造成直流接地故障。

2）二次回路及设备工作环境比较恶劣，受潮污损腐蚀、接地盒进水或者电缆由于覆盖煤粉，煤粉发生自燃烧损绝缘，使直流系统对地绝缘严重下降导致接地故障。

3）直流系统电缆绝缘材料不合格、绝缘严重老化或由于被老鼠咬伤、磨伤、砸伤、过流引起的烧伤等。

3 直流系统接地故障的处理

当发电厂发生直流系统接地故障时，应首先确定接地极性，可通过直流系统的绝缘监测装置来确定，并立即将现场情况汇报值长、部门及有关领导，及时联系热工、继电保护等相关人员并组织人员进行接地点查找。

4 直流系统接地查找方法

1）当直流系统发生接地时，应停止该直流系统二次回路上的所有检修工作。

2）询问其他专业有无辅机启停或停送电操作，若有则首先查找该回路是否接地。

3）在查找接地点过程中，使用合适的工器具，避免再次造成直流系统的另一点接地，引起保护误动或拒动。

4）先将直流系统中的环路和并列回路分开，然后采用“瞬时停电”的方法查找接地故障，应遵照先选择次要符合，后选择主要符合的原则。在停止某回路运行时，不管是否有接地，判断后立即恢复原状。采用瞬时停电方法查找接地故障时，应由二人及以上配合进行，不得单独进行，必须其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变化，切断时间为1-2秒，一般不超过3秒，以防停电期间发生故障时，开关无法自动跳闸，造成事故。利用该方法时，应按照下列顺序进行：①先断不重要负荷，如输煤、除尘系统等，然后再断重要负荷；②先拉控制电源，后拉操作、保护装置电源；③取装绝缘监察回路、闪光回路、电压表回路的直流保险。

5）当切除某一回路电源时接地故障消失时，即确定接地支路，并在该支路分段再试拉，缩小并确定接地范围。

6）经上述处理，仍未查出接地点时，有可能是直流母线接地或整流装置故障，应汇报安生部并采取必要的安全措施和技术措施，联系有关人员进行处理；查出接地点后，应设法消除或联系检修处理；当消除接地故障时，应及时恢复直流系统正常运行方式。

5 建议

1）对配电室内的跑冒滴漏现象应及时消除。

2）定期检查配电室防小动物板是否完整、放置是否合适，并做好防鼠措施。

3）加强运行人员和检修人员的技能培训，提高业务水平与安全意识。

4）严格执行三票三制，对无票操作坚决杜绝，在直流系统有比较重要的操作时，应有电气专工在场。

5）当阴雨天气时，应对室外可能被雨淋湿的不重要支路进行隔离停电，对重要负荷进行防雨措施。

6）加强设备巡检，不走过场，一旦发生异常应及时联系检修处理，把缺陷隐患消除在萌芽之中。

7）平时对直流系统中对地绝缘较低的支路进行记录，一旦发生接地故障时可优先从这些支路进行查找。

8）定期对配电室内的温湿度仪进行检查，当发现室内湿度较高或温度过低，有结露可能时，应及时联系处理，对室内进行干燥通风。

6 结束语

由于直流系统在发电厂中占有重要地位，关系到人身设备安全，乃至影响到电网的安全运行。因此在日常工作中应对其加强重视，加强日常维护与巡回检查，一旦发现异常应通知检修及时消除缺陷隐患。同时，我们应做好关于直流系统接地故障的事故预想，做好防直流接地的安全措施，尽量减少接地的发生，保证发电厂的安全稳定运行。

参考文献

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[2]熊信银.发电厂电气部分[M].中国电力出版社，2009.

[3]王昕.直流系统接地危害及对策[J].中国科技纵横，2011（19）.