变电站直流系统接地故障的分析及对策 刘永钊

发表时间:2020/8/11   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:刘永钊 崔宝婕
[导读] 摘要:经济的发展,促进社会对电力的需求也逐渐增加,这有效地推动了电力企业的发展。
        国网河北省电力有限公司检修分公司  河北石家庄  050000
        摘要:经济的发展,促进社会对电力的需求也逐渐增加,这有效地推动了电力企业的发展。直流系统在整个电力系统中发挥着重要作用,其分布范围较广,能够支持整个电网的安全运行。但是如果直流系统受到一些因素的干扰,就可能发生接地故障。对此,我们必须要掌握先进的科学技术排除这些故障,进而维持变电站的安全运行,为我国电力工作的蓬勃发展做出贡献。本文就变电站直流系统接地故障的分析及对策展开探讨。
        关键词:变电站;直流系统;接地故障
        引言
        直流系统在变电站的设备组成中占据重要地位,在工作过程中通常处于独立运行状态,主要由蓄电池组和浮充电装置组成,所以受发电站运行方式的影响较小。直流系统的功能作用是为继电自动保护装置系统、信号控制回路提供电能,随着电力网络的铺设范围逐渐扩大,直流系统发生接地故障的频率越来越高。
        1直流系统接地故障危害
        直流接地分为正极接地、负极接地和两极接地3种情况。正极接地:可能造成继电保护及自动装置误动。因为一般出口中间继电器线圈,跳、合闸线圈等均接直流负极。若正极接地越过操作按钮或控制开关触点就会引起继电保护误动作。负极接地:可能造成继电保护及自动装置拒动。因为合闸或跳闸线圈被接地点短接而产生拒动,造成无法合闸或事故无法跳闸,从而发生越级跳闸,造成事故扩大。两极接地:可能造成跳闸或合闸回路短路,短路电流过大还可能烧坏继电器的触点和造成直流熔断器熔断,导致保护及操作装置等失去电源。
        2变电站直流系统接地故障
        若要保证变电站直流系统的安全运行,需根据直流系统的正负极性对电力系统进行接地处理。变电站直流系统接地故障就是电源正极或者负极对地的绝缘阻抗下降到标准数值以下,所以在对变电站直流系统进行接地处理的同时,还要控制阻抗数值。在实际情况中,变电站直流系统分布较多、线路设置较广、环境复杂等种种问题造成线路端口破裂,绝缘受损,引发了接地故障。
        3解决变电站直流系统接地故障的方法
        3.1遵守故障排查流程
        由于正、负母线两端接地故障是直流系统常见故障,所以工作人员在日常检修维护工作中要对其加强重视,遇到可能会引发接地故障的问题应及时排除。另外,对于直流系统接地故障,工作人员应遵守故障排查流程,严格按照检修标准开展工作。第一,当直流系统出现接地故障时,工作人员可以检查直流接地故障在线装置,根据装置的表现情况判断已经出现的故障是否为接地故障、引发故障的原因、故障回路的种类、故障影响的范围等信息。第二,在全面掌握故障原因、故障类型、故障范围等信息之后,可以采用正确科学的故障排除方法,对接地故障进行排除。
        3.2科学选择故障处理方法
        3.2.1定位法
        作为一种有效的查找方法,定位法所用的设备通常是便携式直流接地故障的定位设备。这种定位设备的优点:在维持系统正常供电的情况下,能够直接定位查找故障,且自工作时不切断直流回路。
        3.2.2接地故障排查法
        接地故障排查法的具体实施过程为:首先,工作人员要对故障现场基本情况进行核验,避免检修设备因为现场环境出现失灵问题,所以工作人员要全面剖析故障现场环境,尤其是金属类设备在阴雨天气影响下极易因为潮湿出现腐蚀问题,线路也容易因为湿气发生短路。

其次,使用电流绝缘检测设备对各装置设备的绝缘性进行检测,如果检测设备发出警示信号,则说明该部分的绝缘性已经遭受破坏,工作人员可以将检修重点放在更换绝缘材料方面,但是若检修工作是在潮湿环境下开展,工作人员需要明确警示信号的出现是否是因为设备受到天气影响出现故障。最后,如果直流系统的接地故障所引发的后果是瞬间停电,工作人员便无法采取上述两点方法,这时工作人员可以采取瞬间停电法,第一步将与继电保护装置无关的电源切断,第二步关闭后方继电保护装置,第三步依次切断与直流系统有关的各类设备电源。
        3.2.3低频探测法
        低频探测法通常采用钳形探头进行故障监测。在监测设备的警示信息被接受后,能够将低频交流信号加在大地和故障母线之间。这种探测法的优点:不需要进行断电查找,不过其精准度也容易受到系统分布电容的干扰。
        3.2.4瞬时拉路法
        瞬间拉路法是目前检修直流系统接地故障的重要手段之一。工作人员在使用这种方法对直流系统进行检修时,需要先将系统的直流电流断开,由于断开时间不会超过3s,所以对电力系统的正常运行状态影响较小,不易出现突发性断电现象。利用瞬间拉路法检修直流系统接地故障,工作人员可以根据线路承受负荷的重要程度,依次断开直流屏电流供应,当在断开某部分回路的直流电之后,接地故障消失,则说明该回路出现故障,随后再利用该方法对回路支路进行判断,从而准确判断出故障点。在采用瞬间拉路法时,工作人员需要知道因为需要断开直流系统的某些支路,所以会降低直流系统的供电可靠性,而且该方法并不适用组成结构十分复杂的二次系统。
        4变电站直流系统解决接地故障的具体对策
        虽然导致变电站直流系统出现接地故障的原因较多,但是维修人员可以从以下5个方面对其进行系统性研究与了解,以便更好应对普适状态下的直流系统接地故障。(1)检查过程中,应当保证出现故障的现场与图纸上描述的相关内容存在一致性。每次改造或修改过程中,都应当对其修改回路或改造回路进行注释,使其能够更加完整的表现在图纸上,保证各个回路之间描述的正确性。(2)使用仪器仪表进行检查过程中,应当对其直流屏内绝缘监察装置的接地点进行有效拆除,利用高内阻电压表对直流系统的母线对地电压情况进行有效监视。(3)进行线路设计与施工过程中,相关工作人员需要保证其设计回路具有可靠性,没有寄生回路存在,以便于解决由寄生回路问题而导致的直流系统接地故障。(4)使用新设备或对设备进行改造验收过程中,相关工作人员应当在整组试验之后对其操作回路进行独立实验,同时对其测控回路信号回路进行单独检查,以便于各个工作回路能够独立工作并清晰完成相关工作内容。(5)维修过程中,其拆掉的线头应该逐个填写到机电保护二次回路安全措施卡中,使其能够详细记录整个操作过程,避免在恢复接线过程中出现遗留问题或错接问题,导致接线错误问题,出现直流系统接地故障。
        结语
        作为一种变电站常见的故障,直流系统接地故障产生的原因较为复杂。在日常运行和维护中,应当加强隔离开关、断路器等一次设备的运行和管理。相关的电力工作人员必须要深入分析并研究直流系统接地故障相关的种种情况,总结一些方法和技术来有效的排除故障问题,从整体上提高故障查找、排除的工作效率。
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