摘要:随着我国科学技术的进步与发展，电力系统网络逐渐扩大，变电站应用的直流系统接地技术逐渐复杂化，相关专业研究人员开始着重关注直流系统接地技术的可靠性与安全性。直流系统对于500kV变电站的正常运行极其重要，必须保证直流系统的可靠运行。本文针对直流系统接地故障问题，分析了直流系统接地故障的类型、原因及危害，给出了直流系统接地故障的排查方法，提出了常见直流系统接地故障的解决措施，以此提高变电站运行安全性和可靠性，保证国家电网的稳定运行。
关键词：500kV变电站；直流系统；接地故障
中图分类号：TM862文献标识码：A
1直流系统接地故障类型、原因及危害分析
1.1直流系统接地故障类型
直流系统接地故障主要是指系统中的正极或者负极由于某种原因与大地之间的绝缘电阻值降低至超过了某一规定临界值的现象。直流系统接地故障具有多种分类原则，较为常用的是按照接地极性和接地类型进行分类，前者包括正极接地和负极接地；后者包括金属性接地和非金属性接地。
1.2变电站直流系统接地故障的原因
变电站直流系统由于分布广泛且工作环境复杂，在长期运行中容易受到环境气候的影响而发生绝缘破坏等问题。一般说来，导致变电站直流系统接地故障的原因主要有：二次回路和设备的绝缘材料没有达到相关标准，或者是长期受到湿气和尘土的腐蚀而导致绝缘性能降低；二次回路和设备的某些部件发生压伤、扭伤、磨损等，导致元件发热而引起烧伤；二次回路和设备的连接和组装有误，如交流带电体和直流带电体间的安全距离过小；直流系统和设备运行方式有误等。
1.3直流系统接地故障的危害
变电站直流系统运行过程中某两点出现接地现象，就可能导致电力系统中的继电保护、自动报警系统、告警信号显示等失灵。接地故障严重时可能导致直流系统电路中的空气开关自动跳闸，使整个二次回路断电瘫痪。直流系统功能失效会对变电站中一次回路设备产生较大的安全隐患，使其失去自动监视控制功能。以断路器为例，内部跳闸线圈与负极电源相连，当变电站直流系统工作过程中出现正极两点接地时，电路中相当于在正极回路中接入了大地，形成新的闭合回路，此时当中间继电器接收断电信号控制断路器跳闸。相同的接地故障如果发生在直流系统的负极两点，则中间继电器的保护动作环节就会出现短路情况，不能控制断路器的正常动作，导致越级跳闸或者酿成严重事故。
2变电站直流系统接地故障的主要查找方式
一般情况下，变电站使用直流电源多半是为了满足断路器保护装置等工作需要的电量。因此，直流系统出现故障的情况多数为接地故障与短路故障。随着科学技术发展，目前针对直流系统出现的故障，已经有交流窜入直流系统的查找方式，现场工作人员在接收到报警信息后，能够根据相关信息尽快了解其故障情况，提出相应解决措施。直流系统接地故障则是由于设备的接地极性不同，致使保护装置出现误动或拒动等问题，导致电力系统直接越级跳闸，事故影响范围也会不断扩大。故障出现后，与其相连的直流母线及所有支线均会出现对地电压不平衡问题，现场工作人员因此难以判断出现故障的具体地点。
随着我国科学技术不断进步，我国各变电站已经开始广泛应用微机直流系统绝缘在线监测装置，以便更好监测直流系统运行。在其进行正常工作过程中，装置会直接利用数字形式显示母线电压，并对正在运行过程中的直流系统的正负母线绝缘情况进行有效监测。一旦直流系统出现接地故障，该装置会自动启动报警系统，同时产生低频信号，由直流系统的正负母线直接平衡的注入到直流系统中，利用直流支路上安装的传感器接收低频信号。
CPU可以对各个线路采集的相关信号电流进行详细准确分析，从而判断出故障线路以及接地电阻相关数值，以便于能够自动选接地线，完成相关工作。
工作人员充分了解运行是否有异常情况出现，能够有效查找接地故障[1]。工作人员进行操作过程中，首先需要对信号进行操作，然后对照明回路进行操作，先对室外进行操作，后对室内进行操作，这是在查找过程中需要遵循的原则与顺序。工作人员可以使用分路试停的方法，有效寻找接地回路。工作人员需要切断各个专用直流回路，并保证其切断时间在3 s内，以此为基础来确认某一专用直流电路存在接地情况，之后便能够进一步寻找接地位置。若工作人员将直流系统母线上所有存在的负荷切除之后，故障仍然没有彻底消失，便需要工作人员在电源部分进一步进行检查与研究，从而了解出现故障的部分。一般情况下，直流屏、连接电缆和蓄电池组等共同组成直流电源。
在上述检查操作完成之后，若仍然没有能够找出故障的具体地点，则应当考虑是否存在同级性两点接地情况。若发现接地在直流系统的某一回路之中，则应当解决有环路的部分，之后再利用上述方式，直到找到直流系统出现接地故障的部分并将其彻底解决。为避免在工作人员查找故障过程中出现长时间停电问题，导致更大事故发生，一般情况下，变电站需要先使用一套容量较大的备用直流电源，为负荷提供足够电量，之后再将已经出现故障的直流电源与外电路之间脱离，从而寻找到其中存在故障的部分[2]。
3变电站直流系统接地故障解决措施
3.1受潮接地故障解决措施
变电站直流系统正常运行过程中需要定期进行防潮检查，避免出现因直流系统受潮产生接地故障，但是实际工作中受潮接地故障是变电站直流系统接地故障的主要形式，而且出现故障必须及时消除和预防。消除直流系统接地故障过程中需要断电擦拭，进行烘干处理，之后进行防潮处理，如缠防水胶布等，当系统接地故障消除之后应该进行记录，加强防范。日常维护过程中应该增加出现受潮接地故障位置的巡检次数，及时检查系统回路中的绝缘性能，观察电缆绝缘层是否破坏受损等。为了防止蓄电池受潮发生接地故障，工作人员在日常运维过程中需要加强对蓄电池室的通风处理，并采取必要的防潮措施。对于经常因受潮产生直流系统接地故障的元器件需要准备备品备件，一旦出现接地故障需要根据其损坏、老化程度及时进行更换，保证变电站的安全可靠运行。
3.2直流系统线路老化故障解决措施
变电站运维过程中出现直流系统接地故障的另外一个常见的原因就是线路的老化，线路表层的绝缘层会随着使用时间的延长越来越小，当超过规定的绝缘值之后与大地接触就会出现接地故障。面对该故障问题某500kV变电站技术改造工程将220 V旧直流系统线缆全部淘汰，更换新线缆并且缩短了二次线缆的长度，以此降低保护电缆间的电容。直流系统中所使用的电器元件全部提高了采购技术要求，提高继电器的功率，避免出现直流正极接地时继电器出现误启动跳闸。
结束语
变电站直流系统可谓是变电站的心脏，直流系统是组成电力二次系统的极为重要部分，直接影响通信装置、远动和继保运行的安全性与稳定性。一旦出现故障将直接影响变电站的安全运行。变电站直流系统主要包括充电机、蓄电池组和直流馈线等，其运行过程中极易出现接地故障，给变电站的运行带来安全隐患。因此变电站正常运行过程中一旦出现该故障必须迅速确定接地故障位置，及时排除，避免带来更大的损失。
参考文献
[1]陈韬，胡书琴.变电站直流系统接地故障的分析及对策[J].电力学报，2009，24（2）：145-146.
[2]李洪立.浅谈变电站直流系统接地故障和处理[J].科技展望，2015（8）：104.
[3]陈丽红.变电站直流系统接地故障快速定位与预防措施[J].电子测试，2017（10）：83-84.
[4]邓健锵.500 kV变电站直流系统异常分析及接地处理措施探究[J].科技创新与应用，2017（36）：57，59.