任亚伟
四川川投田湾河开发有限责任公司 四川成都610213
摘要：直流系统是水电站非常重要的组成部分，它的主要任务就是给继电保护装置、断路器操作、各类信号回路提供电源。直流系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响水电站乃至整个电网的安全运行。因此，直流系统发生接地时，应依最快的时间查出原因，消除故障，否则将会酿成事故。
关键词：直流系统：接地：事故：安全
一、直流系统的组成与基本工作原理
1.1直流系统由充电设备、蓄电池、直流屏、直流分屏、绝缘监察装置、负载等组成。
1.2系统交流输入正常时，两路交流输入经交流切换控制电路选择其中一路输入，并通过交流配电单元给各个充电模块供电。充电模块将三相交流电转换为220V或110V的直流，经内置在充电模块内部的隔离二极管隔离后输出，一方面给电池充电，另一方面给负载提供正常工作电流，也就是蓄电池处于浮充状态。
监控部分采用集散方式对系统进行监测和控制，充电柜、馈电柜的运行参数、充电模块的运行参数由数据采集模块采集处理，然后通过串行通讯口把处理后的信息上报给监控模块，有监控模块统一处理后显示在液晶屏上。同时可通过人机交互操作方式对系统进行设置和控制，若有需要还可接入远程监控。监控模块还能对充电模块进行均/浮充控制，限流控制等，以保证电池的正常充电，延长电池寿命。
1.3交流输入停电或异常时，正常浮充运行，交流输入停电或异常时，充电模块停止工作，这是由电池通过硅链系统不间断的给负载供电，监控模块监测电池电压、放电时间，当电池放电到设置的欠压点时，监控模块告警。交流输入恢复正常后，充电模块对电池充电。
二、直流系统在水电站中的作用
在水电站中，直流系统是独立的操作电源，直流系统为水电站内的控制系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源，同时作为独立的电源，在厂用变压器失电压后直流电源还可以作为应急备用电源，即使在全站停电的情况下，仍应能保证继电保护装置、自动装置、控制及信号装置和断路器的可靠工作，同时也能供给事故照明用电。由于直流系统的负荷极为重要，所以直流电源应具有高度的可靠性和稳定性。因此确保直流系统的正常运行，是保证水电站安全运行的决定性条件之一。
三、?直流系统接地的危害?
当直流系统发生接地时，必须及时查找接地点并尽快消除接地故障，否则，可能引起信号装置、继电保护及自动装置、断路器误动作或拒动，造成直流电源短路，引起熔断器熔断，使设备失去工作电源，造成水电站事故的发生，甚至危及到电力系统的安全运行。因此，直流系统不允许在一点接地的情况下长时间运行。要加强在线监测，快速发现和排除接地故障，消除由直流系统接地引起的设备故障。尽管直流系统十分稳定可靠，但实际应用中，由于水电站直流系统的特殊性，特别是在控制回路和保护回路中，直流系统的接地故障成为水电站设备靠靠运行的重要因素，这就是我们常说的直流系统接地故障的危害。
3.1?什么叫直流系统接地??
????由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，水电站所有设备的外壳都会牢牢的接在这“地”，而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。?如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。?
3.2直流系统为什么会接地??
????水电站直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化，设备本身的问题等等，而不可避免的发生直流系统接地。特别在水电站建设施工中或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，难以避免的会遗留电力系统故障的隐患，直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统接地故障的概率越大。
四、水电站直流系统接地事故案例一
2012年8月21日川投田湾河流域梯级电站中的大发水电站便发生一起典型的直流系统接地引起的水电站事故。
2012年8月21日，大发电站220KV系统标准运行方式，大发一号机组1F有功120MW、大发一号主变1B运行，厂用系统标准运行方式，各保护、自动装置投入运行正常。
1、20：48 上位机报：大发220V直流母线Ⅰ段绝缘故障。即现地检查220V直流一号馈电屏报：K13（大发一号机旁交直流配电屏）绝缘降低，绝缘电阻：13.4ΚΩ。
2、依次拉合大发一号机旁交直流配电屏上负荷：大发一号机测温制动屏、大发一号机调速器油压装置、大发一号机球阀油压装置、大发一号机球阀控制屏、918TV。故障仍未复归。
3、21:30 大发220V直流母线Ⅰ段绝缘故障自动复归，现地检查220V直流一号馈电屏：K13（大发一号机旁交直流配电屏）绝缘正常；
4、随后多次间歇性报大发220V直流母线Ⅰ段绝缘故障/复归
5、21日 09：40检修工作人员办理工作票进行故障处理， 中午12:00到下班时间中断其工作。
6、12：20上位机报“大发1号主变断路器第一跳闸线圈断线动作”，“大发1号主变断路器第二跳闸线圈断线动作” “大发1号主变断路器201QF分闸动作”，“调速器事故动作，大发1号机紧急停机操作（流程自启动”，“转速大于115﹪动作”“一号机组出口断路器分闸动作”“灭磁开关分闸动作”等简报信号，大发一号主变高压侧断路器201QF，1F出口断路器1QF、灭磁开关Q02分闸，机组紧急事故停机动作。
事故原因分析结果：1、大发1B主变高压侧断路器201QF跳闸原因为220kV母线保护A屏至一号发变组保护C屏1T344控制电缆1号线芯T101与2号线芯T107之间绝缘不良，存在接地，直接启动1B主变高压侧断路器201QF第一、第二跳闸线圈回路，导致断路器跳闸。
2、机组事故停机原因为1B主变高压侧断路器201QF跳闸后，机组甩负荷120MW，在机组出口断路器未分闸状态，转速迅速上升超过106%Ne，调速器事故动作，启动事故停机流程，1F出口断路器1QF、灭磁开关Q02分闸，机组事故紧急停机动作，球阀全关。
3、大发直流220V母线Ⅰ段负极接地报警原因为220KV母线保护A屏至一号发变组保护C屏1T344控制电缆2号线芯T107对地绝缘不良，存在接地。
4、直流系统发生接地故障值班人员没有引起高度重视，缺乏对直流系统重要性的认知。
五、事故教训
任何事故的发生均有事故征兆，在发生异常时不能及时有效的查找原因并给予消除，而心存在侥幸，同时对直流系统发生接地信号的认知度不高，没有正确的判断和事故的预测，最终酿成事故。对直流系统的学习需进一步加强。
结束语：直流系统接地是影响水电站安全稳定运行的主要因素，甚至会对整个电力系统的安全构成威胁。因此，发生直流系统接地时，应在最短时间内及时查明原因并予以消除，这样才能有效的确保设备安全可靠运行。
参考文献：
1、王旭荣 谈变电站直流系统接地故障及处理。2008。
?3、直流系统接地的危害??
直流系统接地包括直流系统一点接地和直流系统两点接地两种情况。?
在直流系统中，直流正、负极对地是绝缘的，在发生一点接地时由于没有构成接地电流的通路而不引起任何危害，但一极接地长期工作是不允许的，因为在同一极的另一地点又发生接地时，就可能造成信号装置、继电保护和控制回路的不正常动作；发生一点接地后再发生另一极接地就将造成直流短路。?
如直流正极接地有造成继电保护误动作的可能，因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳、合闸线圈）均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起继电保护误动作。直流负极接地有使保护及自动装置拒绝动作的可能,因为跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时,线圈被短接而不能动作。同时,直流回路短路电流会使电源保险熔断,并且可能烧坏继电器接点,保险熔断会失去保护及操作电源。若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起继电保护拒绝动作,使事故越级扩大。
两极两点同时接地将跳闸回路或合闸回路短路，不仅可能使熔断器熔断，还可能烧坏继电器的接点。