发电厂直流系统接地故障分析与处理策略解析

发电厂直流系统接地故障分析与处理策略解析

徐紫云

深圳妈湾电力有限公司 广东省深圳市 518000

摘要：随着经济的发展和科学技术的进步，电力行业取得了长足的发展。作为二次系统中非常重要的组成部分，直流系统的安全性和稳定性对于整个发电系统安全可靠性有着直接的影响。虽然大部分直流系统比较稳定和安全，但在实际情况下，直流系统由于其在电力系统中应用的特殊性，尤其是在控制和保护系统中的应用，使得直流系统的故障逐步成为危及电力系统整体安全的重要隐患之一，也就是直流系统的接地故障。本文主要是对直流系统接地故障进行概述，分析了其中的原因，并提出了相应的处理解决措施，以此为我国电力行业的发展作出一定的贡献。

关键词：发电厂 直流系统 接地故障 分析 处理

引言

作为发电厂中非常重要的一个系统，直流系统一旦正极一点出现接地故障，就会导致开关出现误动的情况，而负极一点出现接地故障，就跟可能出现开关拒动的情况；一旦正负极两点出现接地故障，就会导致直流电源出现开户跳闸的情况，直流系统也就失去电源，导致保护系统失去电源，设备失去安全保护，还有可能出现越级跳闸的情况，从而出现更大的安全事故。

1发电厂直流系统接地故障概述

作为发电厂二次系统当中的供电部分，直流系统的设备和主控室的直流配电屏上的母线直接相连，对应的短路保护、合闸和照片等类型的电源也是由此母线上引出的。将电子整流器和蓄电池进行并联来浮充供电是次系统对外供电的主要方式，为了保证电源供应的连续性，蓄电池当中维持着充电的状态，并将其作为备用电源。在该系统当中，随着电气设备制造生产工艺技术地不断提高和进步，使其所遭受的冲击负荷降到最低，而且在现在的开关控制回路当中，分合闸线圈和储能电机电流均相对较小，因此对直流母线电压所产生的影响也相对较小。除此之外，直流系统中的监控系统主要是通过设定相应的参数来控制和只会充电系统与蓄电池，并对其故障进行实时地监控和控制，及时地传输相关的故障信息至终端，以提示相关技术人员能够及时地发现故障，并采取相应的解决措施。我国现在的发电厂已经广泛地将直流供电系统应用于二次系统当中，而且直流系统的正负极两点是相对地面悬空的状态，通过并联蓄电池组和电子整流器的浮充供电方式为二次系统供电，这样即便是交流供电系统出现故障，也能够最大限度地保证供电的安全性和稳定性。

2发电厂直流系统接地故障及其原因分析

2.1接地故障类型

单点接地和两点接地是直流系统正常运行过程当中常见的两种接地故障类型。对于单点接地而言，若是由于继电器信号出现误发而导致的单点接地，那么不会产生短路的电流，也就不会干扰到负载的正常工作和运行。但如果是两点接地故障，那会造成更为严重的事故。除此之外，单点接地故障还有可能导致一台或者多台断路器出现误动的情况，此情况相比两点接地故障所造成的危害还要大。由此不难看出，发生概率较大且随机性较强是单点接地故障主要表现的特点。对于两点接地故障而言，两点接地故障很可能出现继电器误动、拒动甚至熔断器烧毁的危害，严重地威胁着直流系统和装置的安全稳定运行。

2.2故障原因

第一，设计方面。其主要的表现形式是在设计建造电缆隧道的过程当中，没有有效地分隔开来蒸汽管道和水管道，一旦出现蒸汽或者水管道泄漏的情况，直接影响到电缆隧道当中对应电缆和设备的安全稳定。除此之外，一旦直流信号和交流信号共同使用同一根电缆的时候，也极易产生接地故障。第二，设备方面。直流系统接地故障很可能由于直流系统当中所使用的设备绝缘材料不合格、设备自身出现老化、设备内部的出现烧伤等原因导致，还有可能是由于直流系统中的开关柜小母线积灰过多、继电器机械系统故障以及电缆隧道当中积水过多等因素而导致的。第三，外部因素。由于直流系统长期所运行的环境是风吹日晒的室外环境，外部环境的温度、湿度等因素变化的影响，很可能导致二次回路中的控制箱、相关仪表装置、密封装置等出现老化和性能降低的情况，也会大大缩短设备的实际使用期限。同时，遇有强降雨、雾霾等极端天气时，由于直流系统中设备内部的湿度比较大，也很可能出现直流系统接地故障。第四，人为因素。人为因素而造成的接地故障往往是由于相关技术人员的疏忽大意和责任心不强。例如，在发电厂中的燃料系统当中，需要定时定期地冲洗相关设备，在此项工作当中一旦有水进入到系统当中，就会出现接地故障；再或者是由于直流系统电缆中间接头的绝缘保护不到位，使得线路整体的绝缘性出现明显地下降等等。除此之外，一旦外部设备直接与直流系统出现连接的情况，也会出现瞬时接地故障。

3发电厂直流系统接地故障处理策略

3.1拉路法

作为电厂直流系统接地故障检查的基本方法，拉路法一般是以接地极性作为依据，对故障的原因进行分析，断开电源观测信号能否被消除，再划分直流系统为多个相对比较独立的个体，对于相对比较重要的负荷部分采取转移负荷法，而对于相对不是很重要的部分，采取瞬时停电的方法，以这样的方法尽可能地减小检测的范围，从而尽快查明故障。与此同时，还必须要遵守信号和照明为先，操作为后，以及负荷为先、电源为后，室外为先、室内为后等原则，若需要将专用的直流回路进行切断，必须要保证不管是不是接地，都要控制其断开时间不能超过3秒。

3.2装置法

第一，万用表装置。使用万用表对直流系统中的一部分接地电压进行检查，若测试数值出现明显变化，就可以将此线路排除在外，再用同样的方式对剩余的线路进行检查，一直检查出对应的接地点，此类方法耗费时间较长，而且要求相关技术人员必须要专业技术水平过硬且实际经验丰富，难以适用于比较复杂的设备。第二，监测装置。电厂直流系统当中的接地故障类型有很多，比如单点接地、两点接地、多分支接地等等，一旦遇有多个接地的情况，仅仅依靠万用表很难及时地排出接地故障，而且工作效率较低，这时就可以将监测装置的作用发挥出来，也就是使用监测装置实施监测直流系统附近对地的绝缘变化，以尽可能地减小故障检查范围。需要指出的是，此方法难以精准找出故障，需要将其作为其他方法的辅助方法。第三，移动检测装置。抗分布电容式直流接地检测装置是其中比较有代表性的装置，可以结合移动手持式钳形检测装置对直流系统中的不同回路的接地故障进行检测，此方法能够及时地发现接地故障点或者绝缘较低点，从而减小故障检查的范围。而且此方法还能够实现带电作业，能够实现移动检测，最大限度地缩短了接地故障检测的时间的同时，保证了检测的安全性。但是该方法的成本比较高，目前还未广泛应用。

3.3故障处理和预防措施

要有效地分隔开来直流系统中的直流线路和其他线路，保证二次系统良好的绝缘性。定时定期清理直流系统中的各种设备，以避免出现积灰过多而出现直流系统绝缘性下降的问题。直流系统绝缘性的检查必须要要由专业的运维人员完成，明确地了解容易接地短路的点。对于长期暴露在室外的直流系统设备，必须要将其进行密封处理，以尽可能地减少外部因素地影响。同时，还要定期巡视检查直流系统的绝缘性能，对于存在隐患的直流设备要及时处理，最大限度地降低接地故障的发生几率。

参考文献

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