陈晨 武凯鹏
内蒙古东部电力有限公司检修分公司±800千伏扎鲁特换流站
内蒙古通辽市 028000
摘要：本文通过分析直流系统接地故障种类、危害和查找方法，结合220kV莆心变电站内一直流系统接地故障处理案例，简单介绍查找直流系统接地故障的注意事项。
关键字：直流系统接地、故障、正电源
一、直流系统接地
1.1直流系统接地的概念
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，变电站、发电厂所有设备的外壳都会通过一个连接设备牢牢的接在这个“地”，而且希望连接设备的阻抗越低越好。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，这时称该直流系统有正极接地故障或负极接地故障。
1.2直流接地的分类
接地分类:由于直流系统网络连接比较复杂，其接地情况归纳起来有以下几种：按接地极性分为正接地和负接地；按接地种类可分为直接接地，亦称金属接地或全接地和间接接地，亦称非金属接地或半接地；按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘降低或称片接地。
二、直流系统接地故障的危害
2.1电阻性接地故障的危害
（1）直流正极接地
直流正极接地有可能使保护及自动装置误动。直流接地发生在A,B两点，即将继电器接点KI短接，会使保护出口中间继电器KP0动作误跳闸；当A,C两点接地时，相当于保护出口中间继电器KP0接点被短接，从而导致误跳闸。当A,D两点或F,D两点接地，均能造成开关误跳闸。同理，两点接地也可以导致误合闸、误报信号等。
（2）直流负极接地
直流负极接地可能使继电保护、自动装置拒动。直流回路接地短路，保护及操作失去电源或烧坏继电器等。B,E两点接地，即保护出口中间继电器KP0线圈被短接，保护动作时，保护出口中间继电器KP0不动作，开关不跳闸，且直流电源保险熔断。D,E两点接地时，跳闸线圈K被短接，当继电保护动作或操作时，开关不跳闸，同时直流电源保险熔断。同理，两点接地也能使开关拒合、不能报出信号等。
（3）直流系统正、负极各有一点接地
直流系统正、负极各有一点接地，会造成短路，使直流电源保险熔断，保护及自动装置、控制回路失去电源。直流A、E两点和F、E两点接地，形成短路使直流电源保险熔断；B、E两点和C、E两点接地，在保护动作或操作时，不但开关拒跳，而且还使直流电源保险熔断，甚至烧坏继电器。
2.2蓄电池接地的危害
蓄电池漏液接地故障是由于蓄电池漏液引起的，漏液将使该蓄电池失去电解液，导致蓄电池失效，进而使整组蓄电池容量下降。当发生2节或2节以上蓄电池漏液时，将导致2节漏液的蓄电池之间发生短路故障，很大的短路电流会使蓄电池温度迅速上升，最终可能引起火灾，烧毁主控室。
2.3直流互窜接地故障的危害
（1）正负极同时互窜
正负极同时互窜，产生环流，会缩短蓄电池的寿命，可能引起直流系统火灾；当存在短路故障点时，空开级差配合失效，空开会越级跳闸。
（2）正极互窜、负极互窜
当发生正极互窜、负极互窜时，接地故障电流增加1倍，接地故障范围增加1倍，会降低接地故障检测灵敏度，保护误动机会增加，两段母线同时接地，增加接地故障处理的难度。
（3）异极互窜
当发生异极互窜时，出现I段母线正极接地或II段母线负极接地，并接在回路上的出口继电器会因某一极电压升高或降低，导致其工作电源不足，可能导致设备拒动，引起接地故障告警
2.4交流窜入接地故障的危害
直流系统接地故障中，交流电源窜入直流系统引起的接地故障危害最大，一点接地即可引起保护误动，甚至大面积停电事故。
三、直流系统的主要故障及预防和处理原则
3.1日常巡查
为了保证直流系统运行的稳定性，则需要在日常巡查工作中，加强对三相交流输入电压、运行噪声、保护信号、直流输出电压值和电流值、充电模块的输出电流、正负母线对地绝缘和通讯装置等是否处于正常运行状态进行检查，及时发现异常情况并及时进行处理。随着技术的发展，目前充电模块上都具有监控系统和定时均充等功能，所以需要在平时检查中对充电模块自动均充定期、充电电流和充电电压进行检查，同时做好相关的记录。
3.2监控系统故障
监控系统内部结构较为复杂，而且集成性较高，直流系统中的告警信息都是由监控系统来进行记录的，通过监控器可以实现查询，所以对于这样的复杂和高集成化的系统，一旦内部元器件发生故障，则需要由设备的制造厂家来进行处理，不需要技术人员来进行。
如果受直流系统的工作环境和操作过程影响，少数情况下外界干扰或监控内部硬件“瞬间故障”，可能造成系统误告警或监控死机现象。出现无法自动恢复的软件故障，可通过系统菜单中所提供的“初始化”功能对监控器进行重新设置，需注意的是初始化后，系统参数必须重新输入。所以，系统调试开通后，应记录下所需的参数设置。如“初始化”无法排除系统故障，则必须将其退出运行，由厂方专业人员进行检查修复。另外一种方法是可将装置工作电源长时间断开，然后，再进行上电，这种方法对于死机的现象一般能够恢复正常。
3.3蓄电池故障的预防
蓄电池在运行过程中受温度的影响因素较大，一旦所处环境温度不适宜，则会直接影响到蓄电池的使用寿命。所以需要确保蓄电池组室的良好环境，需要安装空调，使温度始终控制在25℃左右，从而保证蓄电池充分的发挥其使用效能，确保其使用寿命。所以在进行日常检查时，需要对蓄电池的连接片、壳体、极柱、安全阀、绝缘电阻、温度等进行检查，确保其无异常情况发生，另外在检查时还需要对单只蓄电池的电压和电阻进行检查，确保其处于正常的状态。
3.4直流系统接地故障的处理
（1）直流系统接地故障处理步骤
1）当时有检修工作、易受潮或正进行操作的回路；2）选可疑或经常易接地的回路如高低压动力、机炉事故音响、热工回路；3）变压器及重要设备的控制回路；4）绝缘水平低、存在设备缺陷及有检修工作的电气设备和线路进行检查，是否有接地情况；5）拉开直流照明电源开关；6）拉开断路器合闸电源开关；7）拉开断路器操作电源开关；8）检查蓄电池、硅整流装置及充电机回路是否有接地现象；9）当发现某一专用直流回路有接地时，应分别断开各分支路的操作直流开关，找出接地点，并进行处理。
（2）直流系统接地故障处理过程中的注意事项
1）当直流系统发生接地时，禁止在二次回路工作。2）检查直流系统一点接地时，应防止直流回路另一点接地，造成直流短路。3）禁止使用灯泡寻找接地点，以防止直流回路短路。4）在接路寻长直流接地前，应采取必要措施，防止因直流电源中断而造成保护装置误动作。5）使用仪表检查接地时，所用仪表的内阻不应小于2000欧伏。6）在寻长和处理直流接地故障时，必须有二人进行。7）防止保护误动：一般的保护装置出于反措的要求一般都有防止直流电源消失保护误动的措施，对重要设备或新投产不久的设备，事先要采取措施，如申请调度断开保护跳闸压板。8）做好事故预想：拉路或取控制保险时，应事先通知值班人员，做好事故预想，以防开关误跳或出现其它异常情况。如取交流低压电机控制保险时，若合闸接触器保持接触不良，则会造成接触器释放。值班人员发现设备跳闸或自投应立即处理。
结语：
总之，直流系统接地故障查找是一个系统的工程，需要选择科学的方法，有效的工具，可靠的设备，并加强日常的巡查、维护、管理工作。
参考文献:
[1]胡坚.变电站直流系统接地原因分析及对策[J].江西电力，2019（3）.
[2]马全福.变电站直流接地故障测试仪的应用[J].宁夏电力.2019.
[3]廖军.直流接地故障分析与查找.广东电力.2019（1）.