浅析变电站直流回路故障查找

【摘 要】概述了直流系统的重要性，提出了直流回路故障查找的步骤、方法，对直流回路接地故障及查找做了详细的描述。

【关键词】直流回路；查找；电压法；接地

前言

直流系统是变电站一个重要的组成部分,给开关控制、继电保护、自动装置和信号设备提供操作电源。继电保护设备的安全稳定运行是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本也是最重要的技术手段。直流系统要有足够的可靠性，没有直流系统的可靠运行,保护设备的正常运行就成了问题。即使在变电站发生事故，母线全部是失压时，直流系统仍需保证在一定时间内有足够的电压和足够的容量。直流回路是二次回路的组成部分。二次回路本身是很复杂的，回路中发生故障往往会影响一次设备乃至电力系统的安全运行。有了正确的分析判断思路，掌握了正确的查找方法，才能准确无误地查出故障并排除。

1、查找直流回路故障的准备

1.1带齐工具、图纸资料。二次回路上工作的工具都需做好绝缘措施，所使用的工具应合格并且绝缘良好，尽量使必须外露的金属部分尽量减少，防止发生接地、短路故障及人身触电事故。整理理好符合现场实际的设计图纸、出厂图纸、说明书等资料。

1.2做好现场安全措施。执行继电保护、自动装置、仪表等二次回路和直流回路上工作的安全技术措施和组织措施，填用第一种或第二种工作票。现场工作前，核对现场的安全措施是否满足工作要求。在全部或部分带点的盘上进行工作，应将检修设备于运行设备以明显的标志隔开。做好防止运行中设备跳闸的措施。拆开或断开二次回路的接线或端子，都应有记录。

2、查找直流回路故障的步骤

查找直流回路故障时，先根据故障现象分析故障原因，尽量维持原状，进行外部检查，再确定检查处理的顺序和方法。查找故障时，采用缩小范围的方法进行检查，先检查故障可能性比较大、容易出问题的薄弱点。

3、查找二次回路故障的方法

3.1测电压法

使用万用表的电压挡，测回路中各元件的电压降。查回路采用表计量程应稍大于电源电压的万用表，不通无需断开电源。测电压法的原理是：测量时整个回路带电，以电源正级或负极为基准点，测量各点对基准点之间的电压。在回路处于接通的状态下，测量电压应等于零。若不等于零（有一定值）或为电源电压，说明该触点接触不良或未接通。电流线圈的阻抗很小，两端电压应接近于零，电压线圈的阻抗很大，两端应有一定电压。若回路中仅有一个电压线圈时，电压线圈两端的电压应接近电源电压。如果线圈两端电压正常而继电器不动作，说明线圈断线。

如图3-1，在正常分位时，绿灯亮，在合闸回路测量各点对正负电源的正常电压为U13=U17=U19=U12=110V，U23=U27=U29=0V。若断路器辅助触点QF1由于螺栓松动未到位，则绿灯不亮，点7由于绿灯回路导通带正电，在合闸回路测量各点对正负电源的电压为U13=U17=0V，U19=U12=110V，U23=U27=110V，U29=0V。因此，通过电压的变化可以判断QF1非正常断开。

3.2测导通法

测导通法是使用万用表的欧姆挡测量电阻的方法。测导通法"的原理是：在电源断开，整个回路不带电时，用万用表测量某两点之间的电阻值变化来判断故障点。接触良好的触点，其两端电阻值应为零；严重接触不良时，有一定的电阻值；未接通的触点，其两端的电阻将无穷大。使对于回路的电流线圈，其电阻值应近于零。使用万用表的电阻挡测量电阻的方法查找二次回路不通故障，必须断开被测回路的电源，否则会烧坏仪表。用测导通法查找二次回路故障，还应看被测回路、元件上有无旁路影响，否则测量结果不准确，容易误判断。

综上所述，在查找二次回路故障时，应优先采用测电压法，测量局部元件是否导通时再使用测导通法。

4、直流回路接地的查找

4.1直流接地对运行设备的影响

在直流接地故障中，危害较大的故障是两点接地，可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，可能构成电源直接短路，造成电源控制熔断器熔断，继电保护及自动装置失去电源，也可能由于两点间的元件不同造成继电保护、信号、自动装置、断路器的误动作或拒绝动作。若两接地点间为继电器的常开接点，则接地时相当于继电器接点接通，造成保护误动；若两接地点之间为电压或电流继电器的线圈，则相当于将线圈两端短接，造成保护拒动。直流接地故障大部分是由发生一点接地短路后发展成两点接地短路的，平时发生的直流接地故障一般多数是一点接地短路，因此发出"直流母线接地"信号时，应及时查找并消除。

4.2直流回路接地的原因

直流系统分布范围广，使用场所多、外露部分多，电缆多且较长，很容易使某些绝缘薄弱的元件绝缘水平降低，甚至绝缘破坏，造成直流接地。主要原因有：受尘土、潮气的侵蚀，或年久失修、严重老化，造成二次回路、二次设备使用的绝缘材料绝缘性能降低，如室外端子箱、机构箱、接线盒等可能因密封不良；运行中由于外力或故障影响，如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过电流引起的烧伤、靠近发热元件（如灯泡、加热器）引起的烧伤等，造成绝缘损坏，如在继电保护动作过程中，带电元件与铁壳相碰，在电磁接触器动作中，触头断弧过程形成弧光与接地体连接，断路器传动杆动作中将二次线磨伤，造成直流接地等；由于带电体与接地体、直流带电体与交流带电体之间的电气距离过小，当直流回路出现过电压时，将间隙击穿，形成直流接地；小动物爬入或小金属零件掉落在元件上，造成直流接地故障，如老鼠、蛇等小动物爬入带电回路，某些元件上有被剪断的线头、未使用的螺丝、垫圈等零件掉落在带电回路上等。

4.3直流接地故障的查找方法

直流系统发生两点接地故障时，对电气设备和电力系统的安全运行有很大威胁。查找之前，应先判明接地故障的极性。直流系统对地绝缘良好时，正、负极对地电压都为一半直流电压值。若测量正极对地电压为电源电压，负极对地电压为零，则说明为负极全接地；反之若测量负极对地电压为电源电压，正极对地电压为零，则说明为正极全接地。若为不完全接地故障，则绝缘水平降低的一极对地电压较低（不为零），而另一极对地电压较高。

直流接地故障查找方法是：采用缩小范围法，拉路查找。在进行拉路查找前，应充分考虑由于直流失压可能引起的继电保护、自动装置误动作，在瞬时切断操作电源前，解除可能误动的保护。对于一组电池分段运行的直流母线, 应试拉分段开关, 判断出是哪一段母线接地。拉路时，先照明等次要回路，后操作电源等重要回路；先室外设备，后室内设备；先信号回路，后控制回路。切断各直流回路时，断开直流电源的时间一般不应超过3秒。切断回路后，不管回路是否接地，均应立即恢复。查找直流接地故障，应按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗漏或接错，所拆线头应做好记录和标记。

结束语

电力系统的电网规模、容量越来越大，风电、光电等分布式电源的广泛接入，电网的智能化水平日益提高，新型供电技术和设备不断涌现，都为电网安全稳定运行带来新的挑战。随着现代电力电子、网络通信技术、计算机技术系统的广泛应用，变电站微机保护率和变电站综合自动化率越来越高，传统意义上的二次回路已经有了很大的变化，二次设备朝着模块化、网络化、智能化和保护、测控、通信一体化发展。但万变不离其宗，电网的安全稳定运行不仅取决于设备水平，更取决于从业人员对基本技能的掌握、设备的了解。提高设备水平，提高从业人员的基本素质及对事故的分析、判断和处理能力，电网才会更加坚强。

参考文献

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[2] 苏玉林等.怎样看电气二次回路图编.I中国电力出版社.2009

[3] 戴宪滨/张希泰/陈康龙.二次回路识图及故障查找与处理/最新电气工程实用技术丛书.中国水利水电.2011

[4] 王国光.变电站二次回路及运行维护.中国电力出版社.2011.