第一篇：精解變電站直流系統(tǒng)接地的危害及查找方法[范文模版]

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變電站在輸變電工程里、電力系統(tǒng)中舉足輕重，其的安全運行有著至關(guān)重要的作用。直流系統(tǒng)接地對我們設備安全穩(wěn)定運行有著很大的危害，由于目前直流系統(tǒng)按照地方單位各自習慣管理使其專業(yè)劃分不明確，造成每個單位一次專業(yè)或者二次專業(yè)管理直流系統(tǒng)不一致的想象，但作為繼電保護專業(yè)的人員都應該具備其查找方法和及時排除故障能力。

直流接地的危害

直流系統(tǒng)一點長時間接地是不允許的，直流正極接地有造成保護誤動的可能,因為一般跳閘線圈(如出口中間繼電器線圈和跳合閘線圈等)均接負極電源，若這些回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會引起保護誤動作。直流負極接地與正極接地同一道理，如回路中再有一點接地就可能造成保護拒絕動作(越級擴大事故)。因為兩點接地將跳閘或合閘回路短路，這時還可能燒壞繼電器觸點。

變電站直流系統(tǒng)以蓄電池儲存能量，以充電機補充能量，向全站保護、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)源源不斷的輸送電能，確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。

絕緣特點：直流系統(tǒng)是絕緣系統(tǒng)，正常時，正、負極對地絕緣電阻相等，正、負極對地電壓平衡。

發(fā)生一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，在接地發(fā)生和恢復的瞬間，經(jīng)遠距離、長電纜起動中間繼電器跳閘的回路可能因其較大的分布電容造成中間繼電器誤動跳閘，除此之外，對全站保護、監(jiān)控、通訊裝置的運行并沒有影響。

但是，存在一點接地的直流系統(tǒng)，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關(guān)誤動、拒動，所以直流一點接地時，設備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。

直流接地形式

按接地點所處位置的不同，可將直流接地分為室內(nèi)和室外兩種形式，按引起接地的原因，又可分為以下幾種形式：

由下雨天引起的接地

在大雨天氣，雨水飄入未密封嚴實的戶外二次接線盒，使接線樁頭和外殼導通起來，引起接地。例如瓦斯繼電器不裝防雨罩，雨水滲入接線盒，當積水淹沒接線柱時，就會發(fā)生直流接地和誤跳閘。在持續(xù)的小雨天氣（如梅雨天），潮濕的空氣會使戶外電纜芯破損處或者黑膠布包扎處，絕緣大大降低，從而引發(fā)直流接地。

由小動物破壞引起的接地

當二次接線盒（箱）密封不好時，蜜蜂會鉆進盒里筑巢，巢穴將接線端子和外殼連接起來時，www.tmdps.cn

就引發(fā)直流接地。電纜外皮被老鼠咬破時，也容易引起直流接地。

由擠壓磨損引起的接地

當二次線與轉(zhuǎn)動部件（如經(jīng)常開關(guān)的開關(guān)柜柜門）靠在一起時，二次線絕緣皮容易受到轉(zhuǎn)動部件的磨損，當其磨破時，便造成直流接地。

接線松動脫落引起接地

接在斷路器機構(gòu)箱端子排的二次線（如10kV開關(guān)機構(gòu)箱內(nèi)的二次線），若螺絲未緊固，則在斷路器多次跳合時接線頭容易從端子中滑出，搭在鐵件上引起接地。

插件內(nèi)元件損壞引起接地

為抗干擾，插件電路設計中通常在正負極和地之間并聯(lián)抗干擾電容，該電容擊穿時引起直流接地。

誤接線引起接地

在二次接線中，電纜芯的一頭接在端子上運行，另一頭被誤認為是備用芯或者不帶電而讓其裸露在鐵件上，引起接地。在拆除電纜芯時，誤認為電纜芯從端子排上解下來就不帶電，從而不做任何絕緣包扎，當解下的電纜芯對側(cè)還在運行時，本側(cè)電纜芯一旦接觸鐵件就引發(fā)接地。

直流接地查找

查找方法

直流回路數(shù)量多、分布廣，接地點不好查，相對有效的方法是拉路試探法。即分別對每路空氣開關(guān)或熔斷器拉閘停電，若停電后直流接地現(xiàn)象消失，說明接地點位于本空氣開關(guān)控制的下級回路中；若現(xiàn)象繼續(xù)存在，說明下級回路沒有接地。

通過拉路尋找，可將接地點限定在某個空開控制的直流回路中，再通過解開電纜芯，將接地點限定在室內(nèi)或室外部分；再通過拔出插件，可將接地點限定在插件內(nèi)和插件外。經(jīng)過層層分解、一段段排除，最終可將接地點定位于一段簡單回路中，再用搖表對回路中的每根接線搖測絕緣，把接地點進一步限定在幾根導線或幾顆端子上，通過仔細觀察，反復觸摸，接地點終會“原形畢露”的。

查找步驟

直流系統(tǒng)中的空氣開關(guān)或熔斷器是分層分級配置的，一般由總路空開、分路空開串聯(lián)而成，兩級空氣開關(guān)將直流回路分成了三段。兩級空氣開關(guān)分別是直流屏總路空氣開關(guān)和各設備分路空氣開關(guān)，三段回路分別是直流母線及其引出線回路、總路空開饋出的電纜和橋接母線回

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路、分路空開饋出的保護、控制、監(jiān)視、儲能回路。其中，第三段回路數(shù)量最多、接線最復雜、接地幾率最高，幾乎所有的直流接地都出現(xiàn)在這一段。

查找要求

要想盡快找到接地點所屬空開，接地的確切位置和確切原因，就必須對三段回路的構(gòu)成、作用和現(xiàn)場具體位置十分熟悉，所以查找直流接地的第一步就是熟悉現(xiàn)場直流系統(tǒng)接線。只有熟悉了接線，心中有了數(shù)，才能在拉路尋找時不漏拉、不錯拉、不重復拉。

定位到分路空氣開關(guān)

找出總路空開下級串接的所有空氣開關(guān)（或熔斷器），順序：按照先信號后控制、先室外后室內(nèi)的原則排出拉路順序。

對于信號回路，如測控裝置電源空開、遙信電源空開、通訊電源空開，其不影響故障跳閘，只涉及監(jiān)控、指揮信號，可最先拉。如果接地點就在這些空開控制的回路，就免除了對重要回路（控制回路、保護回路）的短時停電。

對于保護控制回路空開，直接影響到系統(tǒng)安全，拉路時間越短越好，需控制在3秒以內(nèi)，拉路順序可按其對應一次設備實時潮流大小來排序，先拉負荷輕的空開，再拉負荷重的空開。如果拉開某路空氣開關(guān)后，接地極母線對地電壓立刻升高到110V左右，則接地點就位于該空開控制的下級回路之中。

找出接地的確切位置和確切原因

定位到分路空開后，應向調(diào)度申請，斷開該路空開，這樣其余直流回路就恢復到正常狀態(tài)，再拆除監(jiān)視直流母線對地電壓的萬用表或電壓表，投入絕緣檢測儀。由于空開已斷開，下級回路不帶電，用萬用表監(jiān)視回路對地電壓的方法發(fā)揮不了作用，所以對下級回路接地點使用搖表來查找。

①按室內(nèi)室外分段查找

現(xiàn)場統(tǒng)計資料顯示，運行中變電站出現(xiàn)的直流接地點絕大部份在室外，所以分段查找時，重點還是查室外部分。可以先將本回路涉及的二次設備接線盒一一打開，仔細檢查，看盒子內(nèi)有無積水、有無潮氣、有無電纜頭破損進水、有無芯線絕緣皮裂口、有無動物巢穴、有無接線脫落、有無備用芯搭鐵等等，或許就會發(fā)現(xiàn)接地點。

本回路中，已沒有空氣開關(guān)可拉，接地點的進一步分區(qū)和判斷只有靠解開電纜芯線，此時需要注意的是，解線前應將端子排號、端子兩側(cè)接線編號詳細記錄在安全措施票上，防止恢復接線時出錯。依次解開控制室到場地直流電纜芯線，每解開一根電纜，就用搖表在端子排測量接地極對地絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點在本電纜和電纜對側(cè)回路之中。若解開所有電纜后絕緣仍沒有變化，說明接地點位于保護屏內(nèi)部。

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②室內(nèi)接地點查找

接地點位于保護屏內(nèi)時，依次拔出裝置插件，測量端子排接地極對地絕緣電阻，若絕緣恢復，說明接地點就在對應插件中。若絕緣沒有變化，說明接地點位于保護屏端子排、端子排引出屏間直流電纜和屏內(nèi)布線中，用搖表對屏內(nèi)直流回路的每顆接線端子搖測絕緣，找出接地的那幾顆端子，對端子金屬部分、連接線部分仔細觀察，反復觸摸，找出接地點。

總結(jié)

直流系統(tǒng)接地對我們設備安全穩(wěn)定運行有著很大的危害，由于目前直流系統(tǒng)按照地方單位各自習慣管理使其專業(yè)劃分不明確，造成每個單位一次專業(yè)或者二次專業(yè)管理直流系統(tǒng)不一致的想象，但作為繼電保護專業(yè)的人員都應該具備其查找方法和及時排除故障能力。

第二篇：淺談變電站直流系統(tǒng)接地問題

淺談變電站直流系統(tǒng)接地問題

摘要：直流系統(tǒng)是變電站的一個重要組成部分，直流系統(tǒng)接地是常見的缺陷。主要介紹了變電站直流接地的危害，并對直流系統(tǒng)接地的原因進行分析及查找方法，從而找到相應的防范措施來保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)；接地；絕緣；斷路器

0 引言

變電站直流系統(tǒng)以蓄電池儲存能量，以充電機補充能量，向全站保護、監(jiān)控、通訊系統(tǒng)提供不間斷電源，確保其安全、穩(wěn)定、可靠運行。正常情況下正、負極對地均為絕緣的，發(fā)生一點接地時，正、負極對地電壓發(fā)生變化，接地極對地電壓降低，非接地極電壓升高，供電可靠性大大降低，因為在接地點未消除時再發(fā)生第二點接地，極易引起直流短路和開關(guān)誤動、拒動，所以直流一點接地時，設備雖可以繼續(xù)運行，但接地點必須盡快查到，立即消除或隔離。直流接地故障產(chǎn)生的主要原因

1.1 基建及施工遺留的故障隱患

在發(fā)電公司建設施工或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，會遺留下電力系統(tǒng)故障的隱患，直流系統(tǒng)更是故障隱患的薄弱環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)在投產(chǎn)初期不易控制和檢查，投運時間越長，系統(tǒng)接地故障的概率就越大。

1.2 外力損傷

直流回路在運行過程中不可避免地要受到檢查維護人員在工作過程中因擠壓、移動、及不當沖洗等外力造成的損傷。

1.3 質(zhì)量原因

因市場供應直流電纜設備質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量不良的直流電纜成為一種直流接地的故障隱患。

1.4 自然原因

發(fā)電廠直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環(huán)境、氣候的變化、電纜和接頭的老化及設備本身的問題等而發(fā)生直流接地故障，特別是處于沿海地區(qū)的電廠，因海拔較低且處于高鹽、高濕環(huán)境，更不可避免地會發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障。直流系統(tǒng)兩點接地的危害分析 現(xiàn)以圖1為例說明直流接地的危害。當圖1中A點與C點同時有接地出現(xiàn)時，等于+KM、-KM通過大地形成短路回路，可能會使熔斷器1RD或2RD熔斷而失去保護電源；當B點與C點同時有接地出現(xiàn)時，等于將跳閘線圈短路，即使保護正常動作，TQ跳閘線圈也不會起動，斷路器就不會跳閘，因此在有故障情況下就要越級跳閘；當A點與B點或A點與D點同時接地時，就會使保護誤動作而造成斷路器跳閘。直流接地的危害不僅僅是以上所談的幾點，還有很多，在此不一一介紹了。

圖1 直流接地示意圖 直流接地故障的查找方法及存在的問題

排除直流接地故障，首先要找到接地的位臵，這就是常說的接地故障定位。直流接地大多數(shù)情況不是一個點，可能是多個點，或者是一個片，真正通過一個金屬點去接地的情況是比較少見的。更多的會由于空氣潮濕，塵土粘貼，電纜破損，或設備某部分的絕緣降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境變化而變化。因此在現(xiàn)場查找直流接地是一個較為復雜的問題。

3.1拉回路法

這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個簡單辦法。所謂“拉回路”，就是停掉該回路的直流電源，停電時間應小于三秒。一般先從信號回路，照明回路，再操作回路，保護回路等等。該種方法，由于二次系統(tǒng)越來越復雜，大部分的廠站由于施工或擴建中遺留的種種問題，使信號回路與控制回路和保護回路一個嚴格的區(qū)分，而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路，必然增大了拉回路查找接地故障的難度。正由于回路接線存在不確定性，往往令在拉回路的過程中，常常發(fā)生人為的跳閘事故，再加上微機保護的大量應用，微機保護由于計算機的運行特性也不允許隨意斷電。“拉回路”可能導致控制回路和保護回路重大事故發(fā)生。3.2直流接地選線裝臵監(jiān)測法

這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝臵。該裝臵的優(yōu)點是能在線監(jiān)測，隨時報告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號。缺點是該裝臵只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路，但對具體的接地點無法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測點安裝數(shù)量的限制，很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝臵必須進行施工安裝，對舊系統(tǒng)的改造很不便。此類裝臵還普遍存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。

3.3便攜式直流接地故障定位裝臵故障定位法

該裝臵是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應用的產(chǎn)品。該裝臵的特點是無需斷開直流回路電源，可帶電查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝臵可將接地故障定位到具體的點，便于操作。目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多，但真正好用的產(chǎn)品很少，絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高，抗分布電容干擾差，誤報較多的問題。防范措施

4.1 經(jīng)常檢查各支路直流系統(tǒng)的絕緣狀況 ,對于戶外電氣設備和熱工就地裝臵的直流系統(tǒng)的絕緣狀況更應經(jīng)常檢查 ,要特別注意檢查各支路的跳閘回路。具體檢查方法:將該支路的斷路器合上(注意:此時隔離開關(guān)應在斷開位臵或斷路器拉至試驗位臵)。然后取下該支路的直流電源的熔斷器 ,在熔斷器的下方(即負荷側(cè))將正、負極短接 ,用兆歐表檢查絕緣電阻是否符合要求 ,如發(fā)現(xiàn)接地應及時消除。

4.2 發(fā)生直流系統(tǒng)接地時 ,常采用取下直流熔斷器來觀察直流接地是否消失 ,在取直流熔斷器時應先取非接地極的熔斷器;在投熔斷器時 ,先投非接地極的熔斷器。其目的是使非接地極對地電容有一定的充電時間 ,使該支路的正、負電源間在未形成回路前 ,先使非接地極電容充上一定電壓 ,即 Uc不等于0 ,從而降低 UL ,防止斷路器誤動。

4.3 出口繼電器和斷路器的跳閘線圈的動作值按規(guī)程要求為(30 %-70 %)UH ,實際工作中調(diào)整在(60 %-70 %)UH之間最好。

4.4 運 行維 護人員必須熟悉現(xiàn)場運行規(guī)程，在直流回路工作時，做好安全措施，防止保護誤動。結(jié)束語

直流電源在電力系統(tǒng)的作用十分重要，著重分析了直流接地對保護裝臵的影響，在什么情況下可能造成保護誤動和拒動，從而更好地為運行維護人員提供參 考依據(jù)，有利于更好地保證直流系統(tǒng)的穩(wěn)定，從而保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]張信，盧燦遹． 直流系統(tǒng)接地的危害分析與處理

[2]蘇玉林 劉志民 熊深.怎樣看電氣二次回路圖

[3]張善全.電力系統(tǒng)直流接地危害性分析及預防措施例

第三篇：變電站直流系統(tǒng)接地故障查找及處理

變電站直流系統(tǒng)接地故障查找及處理

摘要：直流系統(tǒng)在變電站內(nèi)是很重要的也是相對獨立的一個電源系統(tǒng)，主要作用是為變電站的控制、信號、自動裝置以及開關(guān)的分合閘操作等提供可靠的直流電源。接地直流系統(tǒng)干擾的任務是變電站的安穩(wěn)。本文主要對于變電站直流接地故障進行了簡要的分析，提出了其中存在的問題并且提出了相應的解決措施，希望能夠給相關(guān)部門帶來一定的幫助，促進變電站更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)；故障處理

中圖分類號：TM862文獻標識碼：A文章編號：1674-7712(2014)08-0000-01

對于人們的日常生活來說，變電站是十分重要的存在，他影響著人們的正常生活。在我們生活中的電源的供應就是經(jīng)過變電站運輸而來的，由此可知變電站對于我們生活的重要性，一個沒有電源的城市將會是什么樣的城市，我想沒有人是愿意過著那樣的生活的。因此，變電站對于現(xiàn)代人來說是一個必不可少的設備，只有擁有了變電站，才可以使得直流電源進行正常的供應從而保障人們的生活。

一、變電站直流系統(tǒng)中存在的問題

（一）直流系統(tǒng)設備故障

變電站中存在著絕緣老化、破損的現(xiàn)象是運行多年的直流系統(tǒng)中常見的問題，這種情況下很容易出現(xiàn)接地的現(xiàn)象，從而引起直流系統(tǒng)設備發(fā)生故障。

（二）氣候因素

這種意外情況的發(fā)生是由于氣候原因產(chǎn)生的。當當?shù)氐臍夂驗槔子昙竟?jié)或者空氣過于潮濕的時候，就會使得變電站內(nèi)部充滿了水汽，從而導致設備上存在著積水，這對于電力設備的影響是極大的，這種現(xiàn)象就可能造成接地，從而使得變電站無法正常的進行工作。

（三）工作人員的操作失誤

工人在施工時工藝不嚴格，造成裸線、線頭接地等，引起接地。

（四）零件掉落

小金屬物件掉落在直流系統(tǒng)裸露的原件上造成的接地故障。

由于多種多樣的原因?qū)е碌慕拥毓收系念愋鸵膊槐M相同：按接地的極性可以分為正、負接地。而在所有的接地事故中，兩點接地的危害最為嚴重，造成的經(jīng)濟損失和人身傷害也最為嚴重。不同原因造成的事故產(chǎn)生的結(jié)果也不相同，比如正接地可能會導致斷路器跳閘，而負接地可能導致斷路器拒絕跳閘。在直流系統(tǒng)的過程中，如果只有一個變電站的系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么所造成的影響還是可以控制的，一旦兩個或者多個變電站在同一時間發(fā)生了接地故障，那么所帶來的影響也是極大的，會嚴重的影響人們的正常生活。

二、變電站直流系統(tǒng)接地故障的解決方法

根據(jù)發(fā)生故障時設備的運行方式和相關(guān)設備的操作情況以及要考慮當天的天氣因素來判斷可能發(fā)生接地事故的地點，而在查找時我給出以下三點建議來提高檢查的效率：

（1）先從信號和照明部分開始，然后是操作部分。

（2）先在室外排查然后排查室內(nèi)，先用電負荷后電源。

（3）有需要切斷直流回路的，切斷時間不得超過3s。

接地故障定位是整個工作過程中最重要，也是最基礎的操作，對于整個操作有著十分重要的影響。接地故障定位指的就是通過對于發(fā)生接地故障的地區(qū)進行定位從而排除變電站直流系統(tǒng)的接地故障。接地排查過程中故障點時要注意故障點往往不只一個，而有可能是多個，甚至是一片，只是通過一個屬點去接地的情況是非常少見的！不同原因造成的事故產(chǎn)生的結(jié)果也不相同，比如正接地可能會導致斷路器跳閘，而負接地可能導致斷路器拒絕跳閘。在直流系統(tǒng)的過程中，如果只有一個變電站的系統(tǒng)發(fā)生了故障，那么所造成的影響還是可以控制的，一旦兩個或者多個變電站在同一時間發(fā)生了接地故障，那么所帶來的影響也是極大的，會嚴重的影響人們的正常生活。接地故障報警的原因有很多比如由于潮濕，塵土粘結(jié)，電纜破損或絕緣降低，等等。發(fā)生的接地故障并不穩(wěn)定，經(jīng)常會不斷發(fā)生變化。所以在現(xiàn)場查找直流接地是非常復雜的問題。為了簡便排查故障點的步驟，我們經(jīng)常會使用拉回路法、直流接地選線裝置監(jiān)測法和直流接地故障定位裝置定位法。三者各具特色，為了使大家有一個全面的了解下面我們就具體分析。

（1）拉回路法

其原理路就是斷掉該回路的直流電源（時間不能超過3s）。拉斷回路的順序依次是信號回路、照明回路，再操作回路等等。但由于設備復雜程度越來越大使用拉回路法來確定接地故障點，不但大大增加了查找的難度，而且導致了回路接線的不確定性，所以目前拉回路法基本已經(jīng)不再用了。

（2）使用直流接地選線裝置監(jiān)測法

這種方法存在著一定的缺點，比如說無法對于出現(xiàn)故障的地點進行準確的定位工作并且在安裝的過程中也不是很方便。

（3）使用便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法

這種裝置能夠精確定位故障發(fā)生的點，操作簡單易于工作人員上手。

在查找過程中有以下幾點注意事項：

（1）發(fā)生單點接地故障時，禁止在二次回路上展開工作。

（2）為了避免發(fā)生誤判斷，值班人員在對接地故障是否消失進行觀察時，要通過信號、光字牌及絕緣監(jiān)察表計指示情況等多個方面進行綜合判斷，保證判斷的可靠性。

（3）避開用電負荷高峰期進行檢查工作。

（4）防止短路或另一點接地，引起的跳閘。

（5）嚴格按照準確的設備接線圖紙進行操作。

三、結(jié)束語

在日常生產(chǎn)生活中，想避免直流系統(tǒng)接地故障的發(fā)生是不可能的，我們能做的只能是盡最大的努力去減少接地事故的發(fā)生，當故障發(fā)生時，我們可以利用最新的技術(shù)手段盡快的消除故障影響，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。當然值班人員對直流系統(tǒng)的巡檢維護的意識也是很重要的，為了防患于未然，我們要定期對直流系統(tǒng)進行絕緣測量。

參考文獻：

[1]顏麗淵.變電站直流系統(tǒng)接地故障查找與處理方法研究[A].云南電網(wǎng)公司?云南省電機工程學會.2011年云南電力技術(shù)論壇論文集(入選部分)[C].云南電網(wǎng)公司?云南省電機工程學會,2011:3.[2]耿星.變電站直流系統(tǒng)接地故障查找與處理方法思考[J].廣東科技,2013(14):79-80.[3]梁永欣,田志瑞,范艷芳.變電站直流系統(tǒng)接地故障查找方法評述[J].科學之友,2011(24):21-22.

第四篇：變電站直流系統(tǒng)接地報警的原因分析及解決方案

變電站直流系統(tǒng)接地報警的原因分析及解決方案

賀瑞和

方利祥

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北 唐山 063200）

摘要：介紹了首鋼京唐一冷軋110 kV變電站直流系統(tǒng)接地的事故概況，分析了交流串入直流回路及直流系統(tǒng)環(huán)路對直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察的影響及解決方案。

關(guān)鍵詞：交流串入直流；接地報警；事故原因

0 引言

直流系統(tǒng)是電力系統(tǒng)一次設備的操作、監(jiān)控、保護、信號回路等綜保裝置的穩(wěn)定不間斷供電電源，直流供電的中斷將造成二次設備的停運，使一次設備失去保護和監(jiān)控，極端情況下將有可能造成變電站一次設備燒毀和供電系統(tǒng)瓦解。保證直流系統(tǒng)的正常運行是電力系統(tǒng)運行人員的重要職責。事故概況

一冷軋110KV變電站直流系統(tǒng)運行方式為兩組100Ah蓄電池各帶一段直流母線分裂運行，保護及控制直流負荷按照對稱原則分別由兩段母線供電，如圖1所示。變電站投入以后發(fā)現(xiàn)，直流接地檢測開關(guān)打到檢測儀表側(cè)，直流屏偶爾報直流接地，并能及時自動恢復；直流接地檢測開關(guān)打到繼電器側(cè)，直流屏一直報直流接地，無法恢復。

圖1 110 kV變電站直流系統(tǒng)圖 原因分析

2.1 直流接地監(jiān)測原理

絕緣監(jiān)察繼電器由平衡電阻和監(jiān)測電路組成，如圖2所示。當兩側(cè)直流母線對地電阻值相等時，無電流流過監(jiān)測電路，繼電器不動作。當某一側(cè)母線的絕緣電阻值下降時，不平衡電流流過監(jiān)測電路，測量電路監(jiān)測并顯示電流的數(shù)值和方向，正母線接地時數(shù)值為正，負母線接地數(shù)值為負，當此電流大于設定的動作閥值時，繼電器動作，發(fā)出報警信號。+R1R2R1R2+R+KSRKS（a）原理圖（b）等效電路圖

圖2 直流接地監(jiān)測原理

2.2 直流系統(tǒng)環(huán)路及交流串入直流系統(tǒng)

兩段直流母線分裂運行時，直流屏一段控制母線電流達到5A以上，二段控制母線電流基本為零，調(diào)高二段控制母線電壓后，二段控制母線電流增加，一段控制母線電流降低。另測量直流母線對地電壓時，均檢測出90V左右交流分量。由此可以推斷，變電站直流系統(tǒng)存在環(huán)路及交流串入直流系統(tǒng)現(xiàn)象，并打破了直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置電橋平衡，導致直流系統(tǒng)報接地。解決方案

3.1 直流系統(tǒng)環(huán)路問題

變電站直流系統(tǒng)由兩組充電機帶兩段直流母線，兩段母線間設置母線聯(lián)絡開關(guān)。其中Ⅰ段直流母線供10kVⅠ、Ⅲ開關(guān)柜直流電源，Ⅱ段直流母線供10kVⅡ、Ⅳ開關(guān)柜直流電源。10kV開關(guān)柜Ⅰ、Ⅱ柜內(nèi)直流電源通過柜內(nèi)小母線直接相連，中間沒有設置聯(lián)絡開關(guān)。Ⅲ、Ⅳ開關(guān)柜亦是如此，如圖3所示。

圖3 直流系統(tǒng)環(huán)路問題

由上圖可見直流屏Ⅰ、Ⅱ段直流母線通過10kV開關(guān)柜ⅠⅡ段、ⅢⅣ段柜內(nèi)小母線分別構(gòu)成兩條環(huán)路。分別解開10kVⅠⅡ段、ⅢⅣ段柜內(nèi)小母線連接處，即可解決直流屏兩段直流母線環(huán)路現(xiàn)象，直流屏Ⅰ、Ⅱ段控母電流均與分配。3.2 交流串入直流系統(tǒng)問題

變電站10kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段開關(guān)柜共4路交流電源分別引至低壓配電屏2DP-

4、9DP-

4、2DP-

5、9DP-5。拉開10kVⅡ段開關(guān)柜交流電源9DP-4開關(guān)。測量10kV開關(guān)柜內(nèi)直流電源端子X11:3、4、5、6均無交流分量；測量直流屏Ⅰ、Ⅱ段直流母線亦均無交流分量；測量開關(guān)柜內(nèi)交流電源端子X11：

1、2發(fā)現(xiàn)均存在負110V直流分量。由此可以推斷直流系統(tǒng)里交流分量通過10kVⅡ段開關(guān)柜串入。分別查10kVⅡ段開關(guān)柜交流端子X11：

1、2接線，查至13GⅡ段濾波器2#柜時，發(fā)現(xiàn)X11：

1、2端子較其他開關(guān)柜多出3顆接線，X11：4端子較其他開關(guān)柜多出1顆接線。查看設計圖紙及其他濾波器柜接線，發(fā)現(xiàn)濾波器柜X11：

1、2端子應該多出4顆接線，分別供濾波補償裝置2臺隔離柜交流電源。13G柜內(nèi)X11：4直流電源端子多出的一顆線應該改接至X11：2交流端子。完成改接后，測量X11：

1、2交流端子無直流分量。端子接線如圖4所示。完成二次線改接后，直流系統(tǒng)接地報警消除。

圖4 端子接線圖 結(jié)語

（1）直流-直流串電。本文中直流系統(tǒng)環(huán)路現(xiàn)象就是兩套直流系統(tǒng)發(fā)生直流-直流串電，即兩套直流電源有一點連在一起。該故障屬于變電站中常發(fā)生的直流接地報警故障。由于變電站中直流回路比較多，有的綜保裝置本身就有幾組直流電源，還要給其它一次設備提供操作電源。這樣就可能造成幾組本應該相互獨立的直流電源之間發(fā)生串接，打破直流絕緣監(jiān)察裝置電橋平衡，裝置誤報直流接地。直流串電使相互獨立的直流回路之間發(fā)生關(guān)聯(lián)，一組直流接地擴大到兩組、三組直流接地，甚至造成整個變電站直流系統(tǒng)全部接地，擴大事故。所以，在變電站二次接線安裝調(diào)試程中，直流電源一定要從直流饋線屏根源處分開，最好采用目前使用較多的輻射式饋電，避免產(chǎn)生電氣聯(lián)系而影響繼電保護。

（2）交流串入直流。本文中交流串入直流只是引起直流系統(tǒng)接地報警，然而交流串入直流危害性遠不止如此。由于二次接線中跳閘回路電纜較長，對地分布電容較大，一旦直流回路串入交流電壓，將會引起開關(guān)誤跳。因此，在變電站二次接線中一方面一定要杜絕交直流混接現(xiàn)象，另一方面可以在跳閘回路中加裝大功率繼電器，能夠提高繼電器交流電壓的動作門檻，進而防止了跳閘繼電器的誤動。

[參考文獻] [1] 朱聲石.高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)[M].電力工業(yè)出版社，2005 [2] 韓天行.微機型繼電保護及自動化裝置檢驗調(diào)試手冊[M].機械工業(yè)出版社，2004 [3] 國家電網(wǎng)生技400號文 國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施[S]，2005

收稿日期：2012-08-21 作者簡介：賀瑞和

第五篇：《220kv變電站直流系統(tǒng)》

220kv變電站直流系統(tǒng)

目錄

1.什么是變電站的直流系統(tǒng)

2.變電站直流系統(tǒng)的配置與維護

3.直流系統(tǒng)接地故障探討

4.怎樣提高變電站直流系統(tǒng)供電可靠性

5.如何有效利用其資源

1.什么是變電站的直流系統(tǒng)

變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。變電站內(nèi)的繼電保護、自動裝置、信號裝置、事故照明和電氣設備的遠距離操作,一般都采取直流電源,所以直流電源的輸出質(zhì)量及可靠性直接關(guān)系到變電站的安全運行和平穩(wěn)供電。變電站的直流系統(tǒng)被人們稱為變電站的“心臟”,可見它在變電站中是多么的重要。直流系統(tǒng)在變電站中為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源。它還為操作提供可靠的操作電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關(guān)重要的作用，是變電站安全運行的保證。

（1）220kv變電站直流母線基本要求： 蓄電池組、充電機和直流母線

1．設立兩組蓄電池，每組蓄電池容量均按單組電池可為整個變電站直流系統(tǒng)供電考慮。

2.設兩個工作整流裝置和一個備用整流裝置，供充電及浮充之用，備用整流裝置可在任一臺工作整流裝置故障退出工作時，切換替代其工作。

3．直流屏上設兩段直流母線，兩段直流母線之間有分段開關(guān)。正常情況下，兩段直流母線分列運行，兩組蓄電池和兩個整流裝置分別接于一段直流母線上。

4．具有電磁合閘機構(gòu)斷路器的變電站，直流屏上還應設置兩段合閘

母線。

5． 220kV系統(tǒng)設兩面直流分電屏。分電屏Ⅰ內(nèi)設1組控制小母線（KMⅠ）、1組保護小母線（BMⅠ）；分電屏Ⅱ內(nèi)設1組控制小母線（KMⅡ）、1組保護小母線（BMⅡ）。

6． 110kV系統(tǒng)設1面直流分電屏，屏內(nèi)設1組控制小母線（KM）、1組保護小母線（BM）。

7． 10kV/35kV系統(tǒng)的繼電保護屏集中安裝在控制室或保護小間的情況下，在控制室或保護小間設1面直流分電屏。8． 信號系統(tǒng)用電源從直流饋線屏獨立引出。

9． 中央信號系統(tǒng)的事故信號系統(tǒng)、預告信號系統(tǒng)直流電源分開設置 10． 每組信號系統(tǒng)直流電源經(jīng)獨立的兩組饋線、可由兩組直流系統(tǒng)的兩段直流母線任意一段供電。

11． 斷路器控制回路斷線信號、事故信號系統(tǒng)失電信號接入預告信號系統(tǒng)；預告信號系統(tǒng)失電信號接入控制系統(tǒng)的有關(guān)監(jiān)視回路。12． 事故音響小母線的各分路啟動電源應取自事故信號系統(tǒng)電源；預告信號小母線的各分路啟動電源應取自預告信號系統(tǒng)電源。13． 公用測控、網(wǎng)絡柜、遠動柜、保護故障信息管理柜、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和UPS的直流電源從直流饋線屏直接饋出。（2）、直流系統(tǒng)運行一般規(guī)定：

(1)、220Kv變電站一般采用單母線分段接線方式，110Kv變電站一般采用單母線接線方式。直流成環(huán)回路兩個供電開關(guān)只允許合一個，因為母聯(lián)開關(guān)在斷開時，若兩個開關(guān)全在合位就充當母聯(lián)開關(guān)，其開關(guān)

容量小，線型面積小，又不符合分段運行的規(guī)定。直流成環(huán)回路分段開關(guān)的物理位置要清楚，需要成環(huán)時應先合上母聯(lián)開關(guān)再斷開直流屏上的另一個饋線開關(guān)。

(2)、每段直流饋線母線不能沒有蓄電池供電。(3)、充電機不能并列運行。

(4)、正常情況下，母聯(lián)開關(guān)應在斷開位置。(5)、絕緣檢查裝置、電壓檢查裝置始終在運行狀態(tài)。(6)、投入充電機時先從交流再到直流。停電時順序相反。

（7）、母線并列時首先斷開一臺充電機，投入母聯(lián)開關(guān)，在斷開檢修蓄電池。

（8）、母線由并列轉(zhuǎn)入分段時首先合上檢修蓄電池，斷開母聯(lián)開關(guān)，再投入充電機。

2.變電站直流系統(tǒng)的配置與維護

A：配置

220kV變電站直流系統(tǒng)設計依據(jù)是DL／ T5044—95《火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術(shù)規(guī)定》，本規(guī)定適用于采用固定型防酸式鉛蓄電池。

一、要求220kV變電站具備高可靠性直流電源的原因：

1．1 部分變電站建設規(guī)模為主變?nèi)萘?X 150MVA或3X180MVA，且為樞紐站。

1．2 220kV變電站主保護亦實現(xiàn)雙重化，采用兩套不同原理、不

同廠家裝置；斷路器跳閘回路雙重化；且均要求取自不同直流電源。

1．3 線路的兩套縱聯(lián)差動保護、主變壓器的主保護和后備保護均分別由獨立的直流熔斷器供電。

1．4 所有獨立的保護裝置都必須設有直流電源故障的自動告警回路。

1．5 變電站綜合自動化水平提高，監(jiān)控系統(tǒng)高可靠運行要求。

二、目前單組蓄電池運行、維護存在的主要問題：

2．1 事實證明：要掌握蓄電池運行狀態(tài)，做到心中有底、運行可靠，必須進行全容量核對試驗；然而直流系統(tǒng)配置一組蓄電池，給運行維護造成了極大困難。

2．2 現(xiàn)有220kV變電站蓄電池只對蓄電池組進行部分容量試驗，檢測出損壞嚴重的蓄電池；因進行全容量試驗工作繁瑣因難，部分單位回避容量試驗，而不能完全掌握蓄電池的實際運行狀態(tài)。

2．3 就對各發(fā)供電單位已運行的各型式蓄電池統(tǒng)計表明，使用壽命一般為7年到10年；且這期間尚需對個別落后電池維護處理才能夠保證整組蓄電池使用年限。對于僅一組蓄電池而言，整個更換期間同樣要承擔風險運行。

2．4 蓄電池組由106只-108只(無端電池)或118只一12O只(有端電池)單體電池串聯(lián)組成，若其中一只電池容量下降后，則表現(xiàn)為內(nèi)阻增大、嚴重者相當于開路．也就是說：一只電池損壞，禍及整組電池不能發(fā)揮作用。目前檢測的最佳方法是將浮充機停運，直流負荷由蓄電池組供電；對于僅有一組蓄電他的直流系統(tǒng)，若存在有開路情

況．則造成全站失去直流。

2．5 整流設備的好壞也影響蓄電池的壽命。新近入網(wǎng)交流整流設備，雖然具有充電、均衡充電、浮充電自動轉(zhuǎn)換功能，但功能還不完善。如浮充電缺少溫度補償，溫度低時充電容量不足、溫度高時容易過充電，造成電池漏液鼓肚現(xiàn)象，缺乏單體電池端電壓測量，當有2—3只電池充容量不足不能發(fā)現(xiàn)時就影響整組電池壽命。

2．6 近2—3年間投運的變電站蓄電池大多采用全密封閥控式鉛酸電池，因不能象原固定防酸式鉛酸蓄電池正常遠行中能夠通過測單體電池電壓、量其比重、觀其外觀而綜合分析判斷電池運行狀態(tài)。其日常僅能靠測量單體電池進行監(jiān)視，運行狀態(tài)好壞難以充分把握。2．7 對蓄電池容量的在線監(jiān)測現(xiàn)在仍是一大難題。對閥控式全密封蓄電池能否依據(jù)某—指標數(shù)據(jù)判斷或多項指標數(shù)據(jù)綜合判斷運行狀態(tài)尚處于探索時期。

220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組電池的必要性及優(yōu)點

3．1 正在編寫制訂的《閥控式鉛酸蓄電池運行、維護導則》國家標準，明確要求蓄電池必須進行容量試驗。

3．2 220kv變電站內(nèi)通信用直流系統(tǒng)按有關(guān)規(guī)定均配置二組48V蓄電池。而220kV變電站控制、保護、信號、安全自動裝置等負荷同樣需要高可靠的直流系統(tǒng)。

3.3 由于單組蓄電池不能很好的滿足22kV變電站運行可靠性要求，且運行維護困難,故此 220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池是必要的。

3.4 220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池，完全滿足運行要求，并符合部局有關(guān)繼電保護反措對直流供電的要求，采用該系統(tǒng)對增加控制保護設備運行的可靠性有較重要的意義。

3．5 220kV變電站配置兩組全容量蓄電池組或兩組半容量蓄電池組后，從簡化母線結(jié)構(gòu)、減少設備造價、節(jié)約能源、避免降壓裝置故障開路造成母線失壓，擴大為電網(wǎng)穩(wěn)定事故和更大設備事故出發(fā)，可考慮直流動力，控制母線合一，去掉端電池及調(diào)壓裝置，使直流系統(tǒng)進一步簡化、可靠。

220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池方案

4．1 為了保證兩組蓄電池能夠獨立工作，相互間不影響，保持自身特性，采取不完全并聯(lián)運行方式，即兩組蓄電池充、放電獨立，相互間不互充放。

4．2 根據(jù)變電站的建設規(guī)模、負荷地位和負荷水平，可選擇采用下列不同的配置方案：

4．2．1 采用兩組全容量蓄電池組、三臺充電機、直流負荷母線分段接線。此方案是完備的方案，在各種運行方式下，能夠保證提供可靠直流電源。

4．2．2 采用兩組全容量蓄電池組、二臺充電機、直流負荷母線分段接線。

4．2．3 為進一步降低工程費用，可采用兩組半容量蓄電池不完全并聯(lián)運行，配置二臺充電機，直流母線分段。結(jié)束語：

直流系統(tǒng)是變電站二次設備的生命線，直流系統(tǒng)故障就有可能影響到電網(wǎng)穩(wěn)定和設備安全。根據(jù)現(xiàn)在220kV變電站對直流電源可靠性要求進一步提高，及蓄電池運行、維護的需要，并考慮220kV變電站直流系統(tǒng)網(wǎng)絡與蓄電池直流電源可靠性匹配要求，220kV變電站直流系統(tǒng)應配置兩組蓄電池，雖在經(jīng)濟上多投入，但其運行可靠性卻得到了大幅度提高，且運行方式靈活、維護簡便。

B:維護

電力直流系統(tǒng)的維護現(xiàn)狀:

現(xiàn)在的變電站一般都是無人值守的,智能高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)可通過監(jiān)控串口與變電站后臺的監(jiān)控實現(xiàn)通訊,可在調(diào)度端實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的“三遙”.運行人員或?qū)Ｂ氈绷骶S護人員定期對直流設備進行一般性的清掃、日常檢查等工作.對充電設備只進行巡檢,對蓄電池組進行日常維護和放電核對容量.。

.220KV設兩組蓄電池,110KV一般裝設一組蓄電池,在有條件時220KV最好裝設兩組蓄電池,因為220KV的繼電保護裝置是雙重化的,從電流互感器二次側(cè)到斷路器跳閘線圈都是雙重化,因此,直流系統(tǒng)也宜相應的設置兩組,分別對兩套保護及跳閘線圈供電,以利系統(tǒng)安全運行.。

在正常運行情況下,變電站的二次設備只需由充電模塊來供電就行了.現(xiàn)有的變電站,斷路器一般有電磁合閘方式和儲能合閘方式兩種.在電磁式斷路器進行合閘操作時,要求直流電源能提供瞬時的合閘電流(20~200ms內(nèi)提供數(shù)百安培的大電流),顯然僅由充電模塊來供電是

遠遠不夠的,這時蓄電池組就發(fā)揮了重要的作用,它能無間斷地提供大電流,保證斷路器的正常合閘,這也是直流系統(tǒng)為什么要有合閘母線的原因了.在儲能合閘方式下,合閘電流遠小于充電模塊的額定輸出電流,不用蓄電池來合閘.現(xiàn)在新建的變電站一般都是這種儲能式的斷路器,這時直流系統(tǒng)也就可以不要合閘母線。

當電網(wǎng)發(fā)生事故時,必然使交流輸入電壓下降,當充電模塊不能正常工作時,蓄電池無間斷的向直流母線送電,毫不影響直流電源屏的對外功能,保證二次設備和斷路器的正確動作,確保電網(wǎng)的安全運行.而作為最后保障的蓄電池,如果其容量的不足將會產(chǎn)生嚴重后果.所以,蓄電池的重要性就可想而之了,其維護一直是最為重要的問題.。

電池巡檢儀作為在線監(jiān)測裝置,可實時發(fā)現(xiàn)落后或故障電池,并可檢測電池組的溫度是否處于正常范圍內(nèi),但直流系統(tǒng)工作時輸出電流較小,電池容量的不足或漏液、破損很難通過電池巡檢儀發(fā)現(xiàn),而電池內(nèi)阻和電池容量的在線測試,準確度依舊不高,其測量精度和可靠程度通常只用于定性分析.所以還是需要運行人員或?qū)Ｂ氈绷骶S護人員對蓄電池進行定期巡視。

由于電池品牌、型號及電池狀況的不同,應根據(jù)實際情況通過監(jiān)控模塊重新調(diào)整電池充電參數(shù),以保證電池處于良好工作狀態(tài).蓄電池壽命一般為8~ 10年左右,影響蓄電池壽命的主要因素有:

1、過放電;

2、充電壓設置不合理,充電電流過大或過小;

3、充電設備的性能超標;

4、溫度。

所以,我們不但要定期對蓄電池組做放電實驗,還要定期測試充電

設備的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數(shù)、充電機效率等性能參數(shù)。

3.直流系統(tǒng)接地故障探討

直流電源作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為一些重要常規(guī)負荷、繼電保護及自動裝置、遠動通訊裝置提供不間斷供電電源，并提供事故照明電源。直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地，不會產(chǎn)生短路電流，則可繼續(xù)運行。但是必須及時查找接地點并盡快消除接地故障，否則當發(fā)生另一點接地時，就有可能引起信號裝置、繼電保護及自動裝置、斷路器的誤動作或拒絕動作，有可能造成直流電源短路，引起熔斷器熔斷，或快分電源開關(guān)斷開，使設備失去操作電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴重故障乃至事故。因此，不允許直流系統(tǒng)在一點接地情況下長時間運行，必須加強在線監(jiān)測，迅速查找并排除接地故障，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障

1、直流系統(tǒng)接地查找一般原則

（1）、“直流接地”信號發(fā)出后，可通過直流屏監(jiān)控器和絕緣檢查裝置找出接地支路號及接地狀態(tài)，支路號的排列大都是按直流饋線屏饋線開關(guān)從上至下或從左到右的順序，絕緣檢查裝置還可以顯示接地電阻（接地電阻小于15-20千歐時報警），判斷接地程度，可通過絕緣檢查開關(guān)判斷正對地、負對地電壓，判斷接地程度。有時絕緣檢查裝置判斷不出支路只報“直流母線接地”，此時有可能直流母線接地，也可能是支路接地。

（2）、直流接地信號發(fā)出后，必須停止二次回路上的工作，值班員應

詳細詢問情況，及時糾正修試人員的不規(guī)范行為。

（3）、利用萬用表測量正對地、負對地電壓，核對絕緣檢查裝置的準確性。萬用表必須是高內(nèi)阻的，2000歐/伏，否則會造成另一點接地。（4）、試拉變電站事故照明回路。（5）、試拉檢修間直流電源回路。（6）、試拉380伏配電直流電源回路。（7）、試拉通訊遠動電源回路。（8）、解列蓄電池。（9）、解列充電機。

（10）、1段母線負荷倒至2段母線，判斷1段母線是否接地。（11）、使用接地查找儀對控制、保護、信號回路逐一查找。2．造成變電站直流系統(tǒng)接地的幾種原因：

（1）雷雨季節(jié)，室外端子箱或機構(gòu)箱內(nèi)潮濕積水導致直流二次回路中的正電源或負電源對地絕緣電阻下降，嚴重者可能到零，從而形成接地。

（2）部分型號手車開關(guān)的可動部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施，手車來回移動導致其中導線破損，從而使直流回路與開關(guān)金屬部分相接觸，從而導致接地。

（3）部分直流系統(tǒng)已運行多年，二次設備絕緣老化、破損，極易出現(xiàn)接地現(xiàn)象。

（4）因施工工藝不嚴格，造成直流回路出現(xiàn)裸線、線頭接觸柜體等，引起接地。

3．查找接地故障的基本原則和方法：

（1）一般處理原則：根據(jù)現(xiàn)場運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點，按照先室外后室內(nèi)，先合閘后控制，由總電源到分路電源，逐步縮小范圍的原則，采取拉路尋找、處理的方法。應注意：切斷各專用直流回路的時間不要過長（一般不超過3秒鐘），不論回路接地與否均應合上。

（2）具體處理方法：首先，了解現(xiàn)場直流電源系統(tǒng)構(gòu)成情況，通過直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置或接地試驗按鈕初步判斷是直流正極接地還是負極接地（以下假設絕緣監(jiān)測可靠，并假設正接地）。然后，瞬時切除所有合閘電源開關(guān)，如接地信號消失，說明接地點在合閘回路，應對站內(nèi)合閘回路用同樣方法拉合負荷開關(guān)或解除正電源端，進行分路檢查、判斷；如監(jiān)測裝置仍報接地，則說明接地點在控制、信號等回路，則應進一步用同樣方法檢查直流屏、蓄電池柜及站內(nèi)各保護屏、控制屏、信號屏及其控制回路。查明接地點屬于哪一輸出電源回路后，應迅速拉合接地回路的直流負荷開關(guān)或拔插回路內(nèi)的正電源保險，并根據(jù)絕緣監(jiān)測裝置報警情況判斷接地點在開關(guān)（保險）之前或之后。判斷清楚后，根據(jù)查出的范圍，迅速解除范圍內(nèi)相關(guān)設備的正極端子，觀察報警信號，判斷接地點是否在這一部分設備內(nèi)。然后繼續(xù)按照以上原則和方法，逐步縮小查找范圍，直至找出接地點。4．總結(jié)：

造成變電站直流系統(tǒng)接地的因素較多，為了較好的解決這一問題，在日常運行維護中還應視具體情況采取不同措施：

（1）嚴格二次設備施工工藝，發(fā)揮主觀能動性，減少接地故障的發(fā)生概率。如對室外端子箱、機構(gòu)箱等加強密封，加裝防潮除濕設備或材料；對手車開關(guān)的活動部位采取措施提高其絕緣性能，如用絕緣材料包裹其線頭部分等，避免因其隨手車活動引起接地；對絕緣老化，已不能滿足對地絕緣電阻要求的控制電纜及有關(guān)二次設備及時更換。（2）加強斷路器、隔離開關(guān)、手車等一次設備的運行維護管理。嚴格斷路器、隔離開關(guān)等具有機械傳動部分設備的操作規(guī)程，避免因操作不合理造成接地故障。

（3）查找處理接地故障時嚴格遵守相關(guān)電氣設備檢修運行規(guī)程要求，并結(jié)合現(xiàn)場實際條件進行。禁止單人工作，禁止直流電源長時間停止運行（尤其在天氣條件不允許的情況下），拆除、恢復各端子、各開關(guān)的時間應盡可能短。

4.怎樣提高變電站直流系統(tǒng)供電可靠性 概述 ：

供電公司220KV及以下變電所的直流供電系統(tǒng)為環(huán)狀系統(tǒng)，若一個元件故障可能會引起整個系統(tǒng)的癱瘓，達不到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的要求。而近兩年來，隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，保護設備的增多，對直流系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的要求越來越高，直流系統(tǒng)故障將嚴重影響到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。針對這一問題我們進行了大量的調(diào)查與分析，并發(fā)現(xiàn)220KV及以下變電所的直流供

電系統(tǒng)存在：直流系統(tǒng)接線方式不合理；保護直流回路用交流斷路器；蓄電池和充電裝置數(shù)量都不符合要求。2 直流系統(tǒng)供電現(xiàn)狀：

直流系統(tǒng)事故后果嚴重，嚴重的可造成變電所直流系統(tǒng)全部停電，造成一次設備處在沒有保護和監(jiān)視的不可控狀態(tài)，不能反應一次設備的故障，極易造成一次設備事故范圍的擴大，造成區(qū)域電網(wǎng)的大面積停電事故；經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該局的變電所普遍采用環(huán)狀供電方式。環(huán)狀供電方式示意圖

環(huán)狀供電方式是指將兩個獨立的直流供電系統(tǒng)在其下一級直流支路中連接，當分支直流元件故障時，非故障母線將斷開供電回路，這樣擴大了直流故障范圍。嚴重時會使整個變電所處于無直流狀態(tài)下，對系統(tǒng)正常運行造成重大的安全威脅。同時我們對保護直流回路用的斷路器情況進行了統(tǒng)計(見表1)。

表1 各電壓等級變電所保護用直流斷路器配置情況調(diào)查表

交流斷路器作為直流電路的保護元件具有局限性。由于交流電流的電弧容易熄滅，故其斷路器的動靜觸點之間的開距小，不能達到拉弧作用，而直流瞬動電流是交流瞬動電流的1．4～2倍，因此在直流回路中斷路器不能可靠斷開，并且致使交流斷路器損壞，從而造成直流系統(tǒng)事故進一步擴大；通過上表我們看到直流系統(tǒng)中采用交流斷路器的二次設備占總設備數(shù)的2/3。

我們對2000年以來出現(xiàn)的直流供電系統(tǒng)的缺陷進行了分析，發(fā)現(xiàn)主要存在以下三個方面的問題：

1、直流供電支路故障造成變電所直流供電系統(tǒng)全部停電。

2、直流回路開關(guān)損壞嚴重。

3、蓄電池和充電裝置數(shù)量都不符合要求。3.完善直流系統(tǒng)供電方式：

3.1采取輻射狀供電方式，增加蓄電池和充電裝置數(shù)據(jù)

3.1.1 220KV及以上變電所應滿足兩組蓄電池，且兩套直流電源系統(tǒng)完全獨立，并設兩段獨立的保護電源小母線。3.1.2 各級直流母線分段開關(guān)正常運行時應斷開。

3.1.3 控制直流母線分為兩段，且控制直流母聯(lián)開關(guān)正常運行時應斷 15

開。

3.1.4 220KV設備雙套保護裝置的保護電源應取自不同的獨立直流電源系統(tǒng)，接在不同的保護電源小母線。

3.1.5如果斷路器只有一組跳閘線圈，失靈保護裝置電源和具有遠跳功能裝置的電源應與相對應的斷路器操作電源取自不同的直流電源系統(tǒng)。

3.2采用專用的直流斷路器

根據(jù)保險配置情況選購GM型(兩段保護)、GMB型(三段保護)系列直流斷路器，并進行直流斷路器的安秒特性及動作電流的檢驗，并繪制出三段式保護直流斷路器保護特性曲線：

Int-過載長延時斷路器起始動作值

Icu-斷路器極限短路分斷能力 Iop2-斷路器延時動作電流 lopl-短路瞬時斷路器動作電流

通過試驗發(fā)現(xiàn)G系列直流斷路器作為替代直流回路中的交流斷路器，具有良好的三段保護功能。

過載長延時保護：能在故障電流較小時，根據(jù)電流的大小進行反延時

動作，能防止線路電纜發(fā)熱進而造成絕緣破壞和起火。

短路短延保護：能夠防止越級動作帶來的事故擴大，保證故障電流僅僅由距離故障點最近的斷路器來切除，還可作為下一級保護的后備保護

短路瞬時保護：能夠在故障電流較大時瞬時切除故障回路，避免對設備及線路的動穩(wěn)定性帶來較大的危害。結(jié)束語：

為防止和杜絕變電所直流系統(tǒng)事故，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，我們對變電所的直流系統(tǒng)的不足做了進一步完善，消除了造成直流系統(tǒng)故障的安全隱患，進一步減小了變電所發(fā)生直流系統(tǒng)事故的可能性，在保證直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時也保證了繼電保護及自動裝置的可靠運行。

5.如何有效利用其資源

變電所直流系統(tǒng)為繼電保護以及開關(guān)機構(gòu)提供保護、信號、動力能源；變電所UPS為遠動、通訊、微機監(jiān)控裝置提供不間斷的電源。

多年來，根據(jù)各變電所直流設備運行現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)從設計、規(guī)劃、審批、運行、維護等環(huán)節(jié)存在管理弊端，不同程度地造成設備重復投資、資源浪費等現(xiàn)象。

近年來，隨著兩網(wǎng)改造，設備更新升級，變電所的繼電保護及其自動化使得當?shù)乇O(jiān)控、信息數(shù)據(jù)采集、計量等專業(yè)相互滲透。對于變電所直流系統(tǒng)，如在變電所直流系統(tǒng)電源保證安全可靠性的前提下，即直流系統(tǒng)蓄電池容量和絕緣水平滿足運行參數(shù)要求，變電所UPS實現(xiàn)集中配置(廢除UPS自帶蓄電池配置)是可行的。變電所交、直流電源運行

(1)所用電380/220V低壓系統(tǒng)：

變電所所用電380/220V系統(tǒng)電源的質(zhì)量、可靠性較差。主要表現(xiàn)為：

①交流失電(全所失電、互投時間間隔長、暫態(tài)停電)；

②欠壓、過壓(一般變電所自備電源較高，末端所電壓不易調(diào)節(jié)，閃變)；

③電壓短時波動(如電氣化鐵路干擾，諧波畸變，電壓聚降、瞬變)；

④電壓三相不平衡(所內(nèi)負載不平衡，中性線斷)；

⑤二次設備共模、差模超標(接地和泄露電流)等故障。

對于變電所的綜合自動化裝置、計算機監(jiān)控、遠動裝置、信息數(shù)據(jù)采

集、微機保護、脈沖式電能表等采用靜態(tài)電路，設備對電壓質(zhì)量及供電連續(xù)性要求較高。一旦計算機失電造成死機、遠動信息數(shù)據(jù)采集失電造成丟失數(shù)據(jù)、電源產(chǎn)生的問題等導致設備誤操作將造成更大的損失。

鑒于以上原因，許多變電所配置了UPS電源，但多見于分散配置，各成一體。

(2)變電所UPS不間斷電源：

變電所UPS不間斷電源，供給遠動自動化、信息數(shù)據(jù)采集、微機監(jiān)控、電力通訊等電源。在許多變電所內(nèi)，由于UPS維護不善造成蓄電池容量不足，交流斷電后，由于電壓過低而自動關(guān)機，使得設備電源中斷，不能正常工作。

(3)變電所直流系統(tǒng)：

變電所直流系統(tǒng)作為操作電源，供給斷路器分合閘及二次回路的儀器儀表、繼電保護、控制、事故照明及自動裝置電源。

近年來，接受以往事故教訓，專業(yè)人員在研討繼電保護反措和直流系統(tǒng)反措中，均提出了雙重化配置要求，對220kV變電所的直流系統(tǒng)進行了3＋2配置(三臺充電機、兩組蓄電池)單母分段互聯(lián)式接線改造。對繼電保護實現(xiàn)獨立保護、獨立電源，主保護的線路、變壓器、母線雙重化保護專用供電，實現(xiàn)保護裝置跳閘線圈雙重化，控制、保護電源分開。由兩套獨立(可相互備用)直流系統(tǒng)供電。

2改造目標 ：

通過對變電所直流系統(tǒng)實施技術(shù)改造，要求變電所直流系統(tǒng)的管

理水平、運行維護和設備健康水平均達到100％。同時，還要使變電所直流系統(tǒng)資源得以充分有效利用。

(1)目標制定：

①加強變電所直流系統(tǒng)運行維護管理。

②對直流系統(tǒng)為UPS提供電源可行性、安全性進行評估、計算，并付諸實施。應用后充分體現(xiàn)了UPS使用直流系統(tǒng)供電的優(yōu)點。

③規(guī)范運行管理，有效利用直流系統(tǒng)。對于改造后的變電所，由生產(chǎn)技術(shù)部門協(xié)調(diào)歸口管理。

(2)可行性分析：

①體制管理：變電所直流系統(tǒng)就是為變電所繼電保護及其自動裝置服務的。但從變電所進行自動化實現(xiàn)四遙，改造變電所直流系統(tǒng)與UPS電源從設計、規(guī)劃、審批及體制管理上就分開了。直流設備由檢修專業(yè)班維護變電所直流系統(tǒng)，遠動通訊專業(yè)班則維護UPS不間斷電源。變電所運行人員一般只對直流系統(tǒng)做定期維護監(jiān)測，而對于UPS電源形成無人維護。

②設備投資：變電所220kV以上及重要的110kV變電所直流系統(tǒng)雙重化3＋2配置后，完全可以滿足繼電保護及其自動裝置的參數(shù)要求。上級在此投資是原來設備的兩倍，而有些變電所還在設計安裝UPS不間斷電源單設蓄電池組。這無疑會造成重復投資浪費。

③絕緣要求：變電所直流系統(tǒng)與變電所通訊電源用直流電源運行方式不同，有可能造成變電所直流系統(tǒng)絕緣降低，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。對于遠動通訊電源應該區(qū)別對待，如通訊電源從變電所蓄電池抽頭現(xiàn)象必須

杜絕，但在絕緣要求滿足的前提條件下，完全可以集中配置蓄電池。實施方案 ：

(1)要求各專業(yè)分工明確，不留死角：

①歸口管理，直流專業(yè)不能單一只維護充電機、蓄電池組，還應考慮直流系統(tǒng)的完整性。如饋出回路輻射、環(huán)路完整、負荷分配、運行方式、接線方式、熔斷器及空氣開關(guān)級差配置、電壓質(zhì)量、直流系統(tǒng)絕緣水平等，應滿足繼電保護及其自動裝置參數(shù)要求。

②對設計維護人員要求專業(yè)相互滲透。因為繼保、遠動、通訊、計量、直流專業(yè)就是電力系統(tǒng)及其自動化的各分支專業(yè)，所以各專業(yè)有必然的聯(lián)系。

③過去有些變電所通訊電源有在直流系統(tǒng)蓄電池中抽頭的現(xiàn)象，由于影響直流系統(tǒng)蓄電池內(nèi)阻、容量，通過落實反措以及整改，已將這種方式消除。對于小容量的載波機以及通訊用計算機UPS，只要滿足絕緣要求，可以使用直流系統(tǒng)電源。對于大容量程控交換機、光纖通訊、微波通道，考慮到其獨立性以及使用蓄電池運行方式不同，通訊電源UPS設置自備電源。

(2)集中配置：

①變電所UPS使用變電所直流系統(tǒng)蓄電池，可以不用自配蓄電池組，這樣，可以節(jié)約自備電池以及占地空間，還可以避免重復維護。

②使用直流系統(tǒng)逆變電源，能夠防止所用電系統(tǒng)的暫態(tài)干擾進入負荷側(cè)。

③一般商用UPS自備電池，放電時間是在10～15min，時間短；工業(yè)

用UPS裝置自備電池放電在30min。采用直流系統(tǒng)蓄電池可以保證事故停電1h使用。

④利用直流系統(tǒng)容量優(yōu)勢，全所集中配置UPS系統(tǒng)，并實現(xiàn)雙重化配置。交流電源使用所用電各段母線電源，直流電源分別使用直流系統(tǒng)各段電源(110kV以上無人值守變電所、較重要的樞紐變電所)。

(3)評估：

①雙重化3＋2配置后，蓄電池容量增加一倍，而保護自動裝置通過更換節(jié)能信號燈、節(jié)能光子牌，使電磁繼電器減少，相對負荷電流也減小，因而可使事故情況下蓄電池容量充足，完全能滿足規(guī)程要求的全所停電情況下，1h連續(xù)供電。

②變電所逐年改造使斷路器電磁機構(gòu)基本退出，而更換成真空開關(guān)或彈簧、儲能機構(gòu)以及液壓機構(gòu)，其合閘動力電流減小，故對蓄電池事故放電能完全滿足瞬時放電曲線要求。

③對于小容量電力載波機、通訊設備只要運行方式不影響直流系統(tǒng)絕緣，可以經(jīng)開關(guān)電源使用直流系統(tǒng)。

④直流系統(tǒng)饋出回路增加，勢必影響直流系統(tǒng)絕緣。其實從UPS電源原理上說，正常時UPS裝置使用交流，當交流回路失電后裝置自動投切直流電源，而投切回路已明確交流電源是接地回路，直流電源是絕緣回路。

⑤充電機容量：變電所充電機一般滿足“均充方式電流＋負荷電流＋冗余度”。對于UPS負荷：a)交流不間斷電源UPS是當交流失電后，自動切換直流電源的；b)有些進口UPS不設整流器而直接接直流母線,故在浮充、恒壓限流方式下能滿足新增負荷要求。結(jié)論 ：

實踐證明：有效利用變電所直流系統(tǒng)資源，對于電力運行維護、設備投資和環(huán)境保護都具有重要意義。今后，應當根據(jù)變電所電源的獨特性，對110kV及以上重要變電所、樞紐所、無人值守所以及綜合自動化變電所的所用電交流380/220V、直流系統(tǒng)220/110V、不間斷UPS電源統(tǒng)一考慮，集中配置，以滿足繼保、遠動、通訊等設備的電源要求。