摘要：转子接地故障现象在水电站时有发生，轻则一点接地报信号故障，如果发生两点接地就会严重会影响机组设备、系统的安全运行，通过多次对电站直流系统接地的分析，特别是对直流回路的碳刷、磁极线圈、引线的绝缘研究。对水电站的实际案例分析和对故障的处理，确定了直流系统故障处理时应该重点思考的故障点，从而为电力系统发电机组出现类似问题有针对性地提出解决思路和指导方法。
关键词：直流系统；接地故障；处理措施
中图分类号：TM862 文献标识码：A
1 引言
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。因此，直流系统运行情况引起广泛关注。但是，电网在实际运行过程中，其直流系统接地故障会引起保护装置的误动或拒动，这些行为都会直接威胁到电网安全运行，甚至产生严重后果。只有尽快查找直流系统中存在的故障并消除该故障隐患，是相关专业人员应重视的工作内容，也是提高电力系统安全性与可靠性的重要方式。目前，变电站直流系统接地故障分析已经成为直流系统研究中的热点问题。
2 直流系统接地故障的危害
如果出现直流正极接地的状况，保护及自动装置会非常容易误动作。因为负极连接着大部分断路器的分合闸线圈和继电器线圈，如若回路中的另一点也发生接地，很容易误触保护装置。如果出现直流负极接地的状况，保护及自动装置则会拒绝动作。因为在负极接地后，如若回路中另一点也发生接地，两接地点等于直接将断路器的分合闸线圈以及保护继电器的线圈短接，从而使保护装置无法动作。更为严重的情况是，巨大的短路电流会熔断直流电源保险丝，甚至直接烧坏各个设备的连接处，使整个直流系统陷入瘫痪。
3 变电站直流系统接地故障的查找方法
3.1 使用“拉路法”查找故障点
所谓“拉路法”，是指当变电站直流系统发生接地故障后，依次断开各直流馈线，观察接地现象是否消失，从而来确定接地故障的所在馈线。当采用“拉路法”来查找变电站直流系统接地故障点时，一般先从照明回路和信号回路开始，确定无故障后，再对保护回路和操作回路进行查找。由于“拉路法”容易受到现场工作环境的影响，极大地增加了故障点查找的难度。与此同时，现场操作时还需要结合运行维护人员的经验和对现场环境的熟悉程度，力求在尽量少拉路的前提下迅速地确定故障点并进行处理。
3.2 使用“在线检测法”查找故障点
通过使用微机型直流电源检测装置，不但可以监测全直流系统对地绝缘状况，还可以对接地的极性进行判断，从而确定接地故障的所在直流馈线。微机型直流电源检测装置的内部有一低频电压信号发生器，其产生的低频电压加在直流母线和地之间。当变电站直流系统发生接地故障时，该直流馈线会流过一低频电流信号，此信号会经电流互感器传递给检测装置，经过计算就能判断出接地故障的所在直流馈线。
4 变电站直流系统接地故障案例
4.1 接线错误
某变电站内一条220kV的线路保护工作结束之后，该线路便正式投入到运行中。某雨天，其直流检测装置报警，该线路出现接地故障。但是该装置未能检测出接地线路的具体情况，工作人员打开检测装置发现，装置上仅显示220kV的线路出现接地故障。负责检修工作的专业人员到达该处后，首先测量直流母线Ⅰ以及Ⅱ段正母电压、负母电压，数值分别为+57V、-57V。
此时，工作人员可以判断其报警出现误差，但是装置显示该线路的接地电阻仅为9kΩ，负责检修工作的专业人员利用拉合线路方式进行检查后，发现母差盘内出现短接线情况，
4.2 寄生回路出现问题
某变电站内一条220kV线路在操作之后至冷备用状态，CK26信号继电器屏幕上突然出现48V信号电源直流系统接地信号。专业检修工作人员到达现场后，对CK26信号继电器内的正母电压、负母电压进行检测，发现前者为+24V，后者为-57V。负责检修工作的专业人员认为问题原因是屏幕内部逆变电源出现故障，导致负母电压迅速上升到-57V。当负责检修工作的工作人员结束更换逆变电源工作之后，正母电压与负母电压的数值依旧没有发生改变，直流系统接地故障信号并未消失。为此，专业人员逐一检查涉及的所有信号回路，当拆开线路内部的TV断线信号时，直流系统接地故障信号便消失了，正母电压与负母电压恢复正常状态。检查现场接线后，专业人员发现其保护屏的操作回路内出现一个寄生回路，导致操作电源的57V在经过操作箱内部之后直接串入信号回路，从而出现接地故障。
5 故障处理
为了将问题根除，决定还必须拆除发电机上导瓦、油盆、受油器等相关部件，拔出嵌入轴领的全部引线，并重新做绝缘防护措施。采用三相交流大电流发生器，12个发热板，连续加热整个轴领。引线上端头用卸扣通过2T的葫芦悬吊在行车的吊钩上，利用金属热胀冷缩特性的原理，当轴领整体温度升高后，提升行车，拔出磁极引线。逐层剥去以前安装时的绝缘层，用特制的专用工具清洁轴领上引线槽的残留绝缘料，并用汽油清洗干净，引线的两端20cm内采用砂纸打磨干净，除去锈迹和残留物。使用绝缘纱带重新严密层层缠绕，四周涂抹绝缘漆，尽量让绝缘漆浸透白纱带，正面上下层用绝缘电胶木遮挡，轴面先涂抹一层绝缘漆，经过500V摇表测量，重新缠绕的引线绝缘为10GΩ，符合要求。然后将引线以及绝缘垫层使劲嵌入到轴领原来的引线槽内，两侧分别嵌入绝缘板并紧固引线上下端头，引线两端用自攻螺丝紧固，再做整体绝缘测试符合要求，引线两段出轴领处用环氧树脂做加固处理，避免机组运行过程中引线再次震动松脱而与大轴摩擦，损坏引线的绝缘。
6 机组回装
故障点处理完毕，回装上导瓦、上操作油管等，盘车机组操作油管，轴领找正，通过用行车对机组连续旋转一周甚至数周，在轴领上下和水导+x和+y方向均架设一只合格的百分表，分别均匀找8点测试，记录相关摆度数据并分析，如图2如示。同样的方法对上操作油管盘车找正。盘车是回装调试的重要内容，必须把摆度调整到最小范围，双向摆度一般不超过0.2mm，并对比上次机组大修时的检修盘车记录，综合分析机组状态符合要求后，方可回装油盖、端罩、受油器、桨叶传感器和指针等其他相关附属设施。回装过程中特别注意用白布填塞住操作油管的孔口，避免杂物误入。
7 结束语
直流系统作为整个电力系统的一部分，为电力系统的稳定工作起着保驾护航的作用。本文介绍了几种常用的直流接地故障查找方法，面对直流系统中各种复杂的接地故障，各种方法均有自己的可取之处与不足之处，在实际应用中，应学会根据具体情况随机应变，采取最恰当的方法进行故障查找。随着科技的进步，接地故障查找方法也会逐步走向完善。
参考文献：
[1] 张泽良.变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理[J].科技经济导刊,2019,27(06):34+33.
[2] 曾书君.直流系统接地危害分析与接地点查找方法探讨[J].电力安全技术,2019,21(02):21-24.
[3] 王梓宇.核电厂直流系统接地故障查找与运行风险分析[J].科技视界,2019(03):220-222+234.
[4] 倪嘉聪.浅谈发电厂电力系统接地故障的判断与措施[J].技术与市场,2019,26(01):144+146.
[5] 吴翰林.变电站直流接地故障分析与对策[J].机电信息,2018(36):133+135.