(云南省普洱供电局 665000)
摘要：变电站直流系统为继电保护、控制、信号、事故照明、UPS等的电源供电。直流系统发生接地故障时可能造成继电保护、自动装置拒动或误动，给电网的安全稳定运行带来极大的隐患。本文结合一起典型的变电站设备老化造成直流接地故障查找及处理，简单介绍了直流系统接地危害对运行设备的危害，直流接地的处理原则及注意事项，变电站直流接地故障故障查找及处理，对运行人员现场运行维护及简单的直流接地查找提供一定经验。
关键词：直流系统；接地；变电站
1直流系统接地对运行设备的危害
直流电源的“地”对直流电路来讲是个中性点的概念。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，这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。直流接地分为正接地和负接地，接地种类分为直接接地和间接接地。
直流系统接地危害，一点接地时，不会产生短路电流可以继续运行，但要及时查找，避免两点接地。正接地可能导致断路器误动，一般断路器合、跳闸线圈及继电器线圈正常与电源负极直接接通，正极电源通过接点接通。若原直流系统存在正极接地，正极回路再发生一处接地，就可能引起误动作，动作原理简图如图1。
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图1 正极接地动作原理图
当直流系统发生 A、B 两点接地时，将继电器前的接点短接，相当于继电器线圈直流回路闭合，使继电器误动作跳闸。可能导致误报警、保护误动等现象。
负接地可能导致断路器的拒动，一般情况跳闸线圈及继电器线圈正常与负极电源直接接通，正极电源通过接点接通。如果原来直流系统存在负极接地，正极回路也发生一处接地，就可能引起装置拒动，动作原理简图如图2。
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图2 负极接地动作原理图
当直流系统发生发生C、D 两点接地时，相当于将继电器从直流回路中短路，使继电器拒绝跳闸。可能导致继电保护及自动装置拒动，从而导致严重的电力事故。
直流系统正负极各有一点接地的危害，直流系统如果发生两点接地故障，便可能构成接地短路，造成继电保护、自动装置误动或拒动，还有可能造成直流保险熔断，使继电保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能使断路器动作于跳闸、导致事故越级。对电网运行带来安全隐患，应立即排除。
2直流接地查找原则及注意事项
发生直流接地时，首先确定接地的极性是正极接地还是负极接地，在确定是直接接地、间接接地还是绝缘能力降低，最后再查找直流接地位置。直流接地一般可以考虑二次回路及设备绝缘老化、破损；二次回路及设备严重污秽、受潮，端子箱、汇控柜、机构箱及二次接线盒进水；小动物爬入碰到二次回路、继电器、金属零件掉落在二次元器件；电缆芯裸露没有包好等造成直流对地绝缘下降，从而发展为直流系统接地故障。直流查找主要有以下几种方法。
2.1 拉路法
首先要缩小接地点可能范围，确定那一条馈线上发生接地，然后用拉路法进行查找。拉路法是指依次、分别、短时断开直流系统中各个直流馈线来确定接地点所在馈线的方法。发现直流接地后先断开某一支路后，来观察接地现象是否消失，若接地消失，则说明接地点在这一支路，若接地地点未消失则说明接地点不在这一支路上，应立即恢复。用此方法依次进行查找，直至确定接地馈线回路为止。
拉路法一般先从信号回路、照明回路，再操作回路、保护回路；先室外馈线，再室内馈线等。应根据运行方式、天气情况、操作情况及变电站里有没开展工作等，判断造成接地的原因及接地点所在范围进而缩小排查范围。断开每一馈线的时间不应超过3秒，不论接地是不是在此馈线上，均应立即回复供电。当被拉回路中涉及调度管辖设备时，要先征得调度同意并退出相关保护。在取下运行设备的直流熔断器时，应先拉正极后拉负极，合熔断器时与此相反。用“拉路法”选择直流接地时，不得造成短路或另一点接地，防止两路直流电源全部消失，引起保护及自动装置误动。查找直流接地时，有环路的应先将环路解除，再进一步查找、消除。如果拉开设备直流电源后接地信号消失，应确保另一路直流电源正常供电，防止设备失去直流电源的时间过长。
2.2 直流绝缘监测装置监测法
直流电源系统应设置绝缘监测装置，当直流系统发生接地故障或绝缘降低时，直流绝缘监测装置能可靠的发出报警，监测正极母线、负极母线对地电压值及绝缘电阻、正负母对地电压差、各分支绝缘电
阻等。直流绝缘监测能在线实时监测，及时将直流系统故障信息上送后台监控，直流绝缘监测还能显示出接地回路编号及接地阻值，直流系统发生故障时能第一时间进行监测，确保及时发现及时处理。缺点是只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但无法确定具体的接地点。
3 接地现象
某变电站自2006年投产以来随着使用年限的增加设备使用年限到期，出现各种设备老化问题引起的直流系统问题。变电站配置了两套智能高频开关电力直流电源系统每套系统均配置了直流绝缘监测装置。直流系统最大问题为220V#1直流系统绝缘一直偏低，但一直达不到告警定值25kΩ，微机监控系统不能准确进行监测，运行人员对全站端子箱、机构箱、汇控柜、保护屏等进行排查未发现问题。保护人员也进行相关检查绝缘偏低一直没有得到处理。某日监盘人员发现后台监控机发“#1直流系统故障动作”、“保护小室馈电柜正母接地故障动作”等相关直流系统告警信号，检查直流绝缘监测装置发现正负母对地电压告警压差为67.3V，控母对地电阻为49.0kΩ，负母对地电压为150.7V。查看#1直流系统Ⅰ段母线绝缘下位模块发现“继电室#1直流屏直流电源Ⅱ”绝缘较低，检查继电室直流电源Ⅱ屏发现“测控柜2装置电源1”对地电阻为32.4kΩ，运行人员基本判定告警是由此绝缘降低引起，并及时上报缺陷联系保护人员进行处理。
4 处理过程
相关保护人员到达现场后，办理相关工作票等手续，做好安全措施后开始220V#1直流系统接地告检查处理。保护人员使用直流接地查找仪对测控柜Ⅱ装置电源1空开下端出线进行接地查找接地查找仪报“接地”，基本确定接地位置就是此处，继续分别对测控柜Ⅱ所接4路装置电源空开进行直流接地查找，检查发现测控装置电源报“接地”，确定接地原因为测控装置绝缘降低。运行人员向调度申请退出测控装置对其进行检查，保护人员怀疑电源插件绝缘降低引起的接地告警，对其进行摇绝缘检查，发现电源插件绝缘低，最终确定直流接地原因。更换电源插件后直流系统告警复归，直流系统恢复正常。
5 总结
直流系统在变电站有着非常重要的地位，若发生直流系统故障可能引起重大事故，必须在最短的时间内进行处理。掌握基本的直流接地故障查找方法，能够快速查找接地点，快速消除故障。运行人员必须按照要求做好直流系统的相关设备运行维护，确保直流系统稳定运行不发生因运维不到为而导致的直流系统故障，从而保证整个电网安全稳定运行。
参考文献：
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[3]李明璞，赵萍好，孙 瑞.变电站查找直流接地技术探讨.河南电力，2015年第1期：27-29.