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【摘要】：直流电源是电力系统中非常重要的组成结构，对电力系统的安全运行有着非常重要的作用。在变电站中为继电保护、信号、自动装置、控制以及事故照明等提供了非常可靠的直流电源。直流系统的是否能够可靠的运行，将直接关系着继电保护、信号装置以及断路器、自动装置是否能够正确动作。本文就直流系统故障分析和处理进行了以下的处理，希望能对同行带来一些借鉴。
【关键词】：直流系统 接地 故障 分析 处理
1.引言
直流系统是全部电力设施中非常重要的电源系统，其是独立存在的，并不受到变电站、系统运行方式的变化的影响，可以持续不间断的为部分比较重要的电力设备提供电源，并且在遇到事故时，能够为维修供给照明服务。直流系统比较核心的安全隐患是接地故障，当直流系统发生一点接地，通常不会发生短路电流，可以维持系统继续运行，但是倘若另一点也产生接地的话，便会导致继电保护、信号装置以及断路器和自动装置的错误动作或拒动，进而导致一连串的事故，造成跳闸、直流电源短路，甚至发生更加严重的电力系统事故，这就给生活和生产带来了严重的损失。
2.案例分析
某地变电站直流系统主要由2套充电柜（整流模块型号：DF0233-220V/30A），并且配有电源监控单元（型号：DF0240D，其由烟台东方电子集团产品2006年5月投运）、2组蓄电池（电池型号：UXL440-2，其由广东汤浅蓄电池有限公司产品2006年5月投运），微机接地巡检仪（WZLD-5A，其由浙江星炬集团产品）、有交流配电单元、蓄电池放电回路；直流馈电柜两套，直流母线电压调压装置、闪光装置、智能蓄电池寻检仪、蓄电池两组等组成。直流系统原理图如图1所示。
烟台东方电子生产的DF0233型装置系统，主要包含电池屏、充馈电屏，对全所直流负荷供电和对电池组展开充电。三相交流电源经低压配电室1号、2号所用屏通过直流充电柜上的空气开关，经交流电源自动切换后各自带部分直流负载。由四块整流模块经过整流、滤波输出至直流合闸母线；合闸母线经调压装置接至控制母线。正常运行时，整流模块与蓄电池在直流母线处并列运行，整流模块除提供变电站正常直流负荷外，还向蓄电池提供浮充电流。两组直流系统一般按分段开环运行，不宜环网并列运行。蓄电池室直流屏及各小室内直流馈线屏上的控制及保护一、二组电源开关均合上，直流屏及室外储能电源一、二开关均合上，但所有联络开关均应断开。当其中一组充电屏停用或者因为另外的原因致使本屏不可以代供直流负载和对本屏蓄电池组进行充电的时候，应当把1、2#直流屏上的联络开关合上（正常情况，如果是Ⅰ段向Ⅱ段供电，应合上Ⅰ段的联络开关；如果是Ⅱ段向Ⅰ段供电，应合上Ⅱ段的联络开关），转由另一充电屏代供。为确保停役的充电装置检修工作的安全，应当分开相应的充馈电屏在所用电屏上的交流电源空气开关和整流输出空气开关。直流充馈电屏上还装置了微机接地巡检仪，可以供立刻发现直流系统绝缘降低、直流接地等故障。
2. 分析直流系统接地故障产生的原因
由于直流系统回路复杂，所接的设备也特别多，在比较复杂的环境下长期的运行的话，就会产生各种各样的问题导致接地故障的发生，这也是全部电力系统维护之中的一个薄弱步骤，产生直流系统故障的原因体现在以下的几个方面。
（1）自然环境所引发的故障。每一年的雷雨季节，针对变电站的电气设备来说，都能够带来很大的威胁，由于受到天气变化的影响，因此变电站室外的机构箱、端子箱、接线盒非常容易导致积水，时间长了之后设备会受潮，便会致使直流二次回路之中的负电源或者正电源对地绝缘电阻降低，甚至可能到零，进而形成接地。直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等）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保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。
（2）施工过程中不仔细遗留下的故障隐患。在工程基建的时候，因为疏忽大意施工问题导致的故障隐患一直以来也是较难解决的一大问题，施工工艺不达标，导致直流回路产生裸线以及线头接触柜体等，而这一些隐患在点电站投入运行的时候又很难得到及时的控制和发现，伴随着运行的时间越久，就越发容易出现接地故障。
（3）外力损伤所造成的故障。由于为了保证变电站的可靠、安全运行，需要维修人员不定期的对直流系统展开维护和检查，因为部分维护人员操作不当，非常容易对直流系统造成损坏，这也是产生接地故障的重要因素。
除此之外，因为直流系统的运行时间比较久、直流电缆质量差以及设备老化等方面的因素，也会间接或者直接导致直流系统接地故障的出现。
3. 直流系统故障的处理
3.1运用直流接地选线装置监测法排除故障
这种方法是一种在线监测直流系统对地绝缘状况的装置。其好处是对接地故障实行在线监控，并且显示出接地回路编号，可以随时报告出现的情况，其劣势是这种装置只可以监测直流回路接地的具体接地支路或者回路，但并不能精准的确定接地点的主要位方位，并且该装置必须展开施工装置，对旧系统的改造比较不方便，与此同时还有误报的问题存在。
3.2查找故障的处理原则
直流系统出现接地故障的时候，维修人员应当依据现场的运行方法、操作情况以及天气影响等来决定可能的接地点，依据以先信号和照明部分、后操作部分，先室外后室内部分，渐渐减小范围的原则，采用拉路寻找、解决的方法，比较值得重视的是，直流回路电源的切断时间不能过长，最好不超过 3 秒，不论回路接地与否均应合上，当发现某一专用直流回路接地时，应及时找出接地点，尽快消除，不然会给系统带来更加严重的影响。
3.3查找直流接地时的注意事项：
（1）发生直流接地时，禁止在二次回路上工作。 （2）查找和处理必须由两人进行。
（3）处理时不得造成直流短路和另一点接地。
（4）禁止使用灯泡查找。
（5）用仪表查找时，应用高内阻仪表。
（6）拉路前应采取必要措施，防止直流消失可能引起的保护及自动装置误动。
（7）查找过程中注意表计变化。
3.4严格直流系统的施工工艺和验收的标准
严格进行二次设备施工工艺，对室外机构箱、端子箱等提高密封，强化防潮除湿材料或设备；对手车开关的活动部位实行措施加强其绝缘性能，倘若用绝缘材料包裹其线头等，防止其随手车活动导致接地；对绝缘老化，已经不可以满足对地绝缘电阻条件的控制，电缆和相关二次设备应当进行更换。
对改造、扩建以及新建的工程，凡是牵涉到直流系统的地方，应当要拟定具体的验收计划，严格进行验收，不存留隐患死角。对部分细节也应当考虑详细，如各种直流电缆的外绝缘也应当在放线、填埋的时候做全面外观检查，避免人为损坏。改造和增加的直流系统分支在微机接地检测仪之中应当及时调整、添加，做到与现场对应。
直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用，尤其不应在空气断路器的上级使用熔断器。防止在回路故障时失去动作选择性。严禁直流回路使用交流空气断路器。
不论是保险还是空气开关，上下级之间必须分级配置，下级容量必须小于上级容量，以防直流短路时扩大停电范围
3.5运用仪器检查直流接地故障的开展
在直流系统的运行过程之中产生的接地故障，大多都属于间接接地以及非金属接地，是伴随着环境的变化而逐渐改变的，这一种动态的接地故障十分不容易查找，另外再加上直流系统的接入点和回路十分复杂，这一直都是困扰维修人员的难题。但是伴随着科学技术的逐渐进步，近几年来市场上产生了各种各样的电子式直流接地故障自动报警装置和探测仪，这一些装置都有着自动巡检和灵敏系数高的功能，其操作比较简单，十分利于控制，这一种便携式的直流系统接地故障定位装置可以依据直流系统接地故障的状况，把装置的信号发生器接到比较挨近蓄电池输出端的地线以及正、负母线上，其操作的方式主要是把钳表卡在直流配电屏的屏面之上的保险的出口线上，倘若检测的结果为“非接地”，表明该扎直流电源的回路都没有接地故障。倘若该扎线的检测结果有“接地”，再分别钳各个回路，表明该回路有接地故障，并且故障比较严重，以此作出决定，很大的方便了维修者的检测，较大的提升了工作效率，也能够较快的排除故障，保证电厂可靠、安全的运行。
3.6进行直流系统的有关培训
虽然直流系统在电力系统中有非常重要的作用，但单纯的直流系统反事故演习、事故预想开展较少，因此应当要通过反事故演习、事故预想、技术培训等形式，积极进行故障因素分析和处理直流系统的培训工作。
4.结束语
综上所述，很多的新设备、新技术正在被不断的运用与电力系统之中，这很大的提升了电力企业的运行效率，在提升供电能力的时候，也为电力系统的维护提出了更加高的要求，经过分析我们能够知道，对电厂安全稳定运行起着核心作用的直流系统故障是很多因素导致的，想要更好的处理问题，我们应当要在日常的运行维护过程之中，依据不同的实际情况实行不同的措施，进而在根本上避免直流系统接地故障的发生，防止给电力系统带来危害。
【参考文献】：
[1]缪自强.余正海编.变电运行现场技术问答[M].北京：中国电力出版社.
[2]李秋萍.直流系统多点接地故障的查找及原因分析[J].自动化应用，2012（05）.
[3]葛丽娟.傅强.武敏瑞.直流系统可靠性的改进措施.重庆：电工技术，2005（5）：1～2
【关键词】：直流系统 接地 故障 分析 处理
1.引言
直流系统是全部电力设施中非常重要的电源系统，其是独立存在的，并不受到变电站、系统运行方式的变化的影响，可以持续不间断的为部分比较重要的电力设备提供电源，并且在遇到事故时，能够为维修供给照明服务。直流系统比较核心的安全隐患是接地故障，当直流系统发生一点接地，通常不会发生短路电流，可以维持系统继续运行，但是倘若另一点也产生接地的话，便会导致继电保护、信号装置以及断路器和自动装置的错误动作或拒动，进而导致一连串的事故，造成跳闸、直流电源短路，甚至发生更加严重的电力系统事故，这就给生活和生产带来了严重的损失。
2.案例分析
某地变电站直流系统主要由2套充电柜（整流模块型号：DF0233-220V/30A），并且配有电源监控单元（型号：DF0240D，其由烟台东方电子集团产品2006年5月投运）、2组蓄电池（电池型号：UXL440-2，其由广东汤浅蓄电池有限公司产品2006年5月投运），微机接地巡检仪（WZLD-5A，其由浙江星炬集团产品）、有交流配电单元、蓄电池放电回路；直流馈电柜两套，直流母线电压调压装置、闪光装置、智能蓄电池寻检仪、蓄电池两组等组成。直流系统原理图如图1所示。
烟台东方电子生产的DF0233型装置系统，主要包含电池屏、充馈电屏，对全所直流负荷供电和对电池组展开充电。三相交流电源经低压配电室1号、2号所用屏通过直流充电柜上的空气开关，经交流电源自动切换后各自带部分直流负载。由四块整流模块经过整流、滤波输出至直流合闸母线；合闸母线经调压装置接至控制母线。正常运行时，整流模块与蓄电池在直流母线处并列运行，整流模块除提供变电站正常直流负荷外，还向蓄电池提供浮充电流。两组直流系统一般按分段开环运行，不宜环网并列运行。蓄电池室直流屏及各小室内直流馈线屏上的控制及保护一、二组电源开关均合上，直流屏及室外储能电源一、二开关均合上，但所有联络开关均应断开。当其中一组充电屏停用或者因为另外的原因致使本屏不可以代供直流负载和对本屏蓄电池组进行充电的时候，应当把1、2#直流屏上的联络开关合上（正常情况，如果是Ⅰ段向Ⅱ段供电，应合上Ⅰ段的联络开关；如果是Ⅱ段向Ⅰ段供电，应合上Ⅱ段的联络开关），转由另一充电屏代供。为确保停役的充电装置检修工作的安全，应当分开相应的充馈电屏在所用电屏上的交流电源空气开关和整流输出空气开关。直流充馈电屏上还装置了微机接地巡检仪，可以供立刻发现直流系统绝缘降低、直流接地等故障。
2. 分析直流系统接地故障产生的原因
由于直流系统回路复杂，所接的设备也特别多，在比较复杂的环境下长期的运行的话，就会产生各种各样的问题导致接地故障的发生，这也是全部电力系统维护之中的一个薄弱步骤，产生直流系统故障的原因体现在以下的几个方面。
（1）自然环境所引发的故障。每一年的雷雨季节，针对变电站的电气设备来说，都能够带来很大的威胁，由于受到天气变化的影响，因此变电站室外的机构箱、端子箱、接线盒非常容易导致积水，时间长了之后设备会受潮，便会致使直流二次回路之中的负电源或者正电源对地绝缘电阻降低，甚至可能到零，进而形成接地。直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等）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保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。
（2）施工过程中不仔细遗留下的故障隐患。在工程基建的时候，因为疏忽大意施工问题导致的故障隐患一直以来也是较难解决的一大问题，施工工艺不达标，导致直流回路产生裸线以及线头接触柜体等，而这一些隐患在点电站投入运行的时候又很难得到及时的控制和发现，伴随着运行的时间越久，就越发容易出现接地故障。
（3）外力损伤所造成的故障。由于为了保证变电站的可靠、安全运行，需要维修人员不定期的对直流系统展开维护和检查，因为部分维护人员操作不当，非常容易对直流系统造成损坏，这也是产生接地故障的重要因素。
除此之外，因为直流系统的运行时间比较久、直流电缆质量差以及设备老化等方面的因素，也会间接或者直接导致直流系统接地故障的出现。
3. 直流系统故障的处理
3.1运用直流接地选线装置监测法排除故障
这种方法是一种在线监测直流系统对地绝缘状况的装置。其好处是对接地故障实行在线监控，并且显示出接地回路编号，可以随时报告出现的情况，其劣势是这种装置只可以监测直流回路接地的具体接地支路或者回路，但并不能精准的确定接地点的主要位方位，并且该装置必须展开施工装置，对旧系统的改造比较不方便，与此同时还有误报的问题存在。
3.2查找故障的处理原则
直流系统出现接地故障的时候，维修人员应当依据现场的运行方法、操作情况以及天气影响等来决定可能的接地点，依据以先信号和照明部分、后操作部分，先室外后室内部分，渐渐减小范围的原则，采用拉路寻找、解决的方法，比较值得重视的是，直流回路电源的切断时间不能过长，最好不超过 3 秒，不论回路接地与否均应合上，当发现某一专用直流回路接地时，应及时找出接地点，尽快消除，不然会给系统带来更加严重的影响。
3.3查找直流接地时的注意事项：
（1）发生直流接地时，禁止在二次回路上工作。 （2）查找和处理必须由两人进行。
（3）处理时不得造成直流短路和另一点接地。
（4）禁止使用灯泡查找。
（5）用仪表查找时，应用高内阻仪表。
（6）拉路前应采取必要措施，防止直流消失可能引起的保护及自动装置误动。
（7）查找过程中注意表计变化。
3.4严格直流系统的施工工艺和验收的标准
严格进行二次设备施工工艺，对室外机构箱、端子箱等提高密封，强化防潮除湿材料或设备；对手车开关的活动部位实行措施加强其绝缘性能，倘若用绝缘材料包裹其线头等，防止其随手车活动导致接地；对绝缘老化，已经不可以满足对地绝缘电阻条件的控制，电缆和相关二次设备应当进行更换。
对改造、扩建以及新建的工程，凡是牵涉到直流系统的地方，应当要拟定具体的验收计划，严格进行验收，不存留隐患死角。对部分细节也应当考虑详细，如各种直流电缆的外绝缘也应当在放线、填埋的时候做全面外观检查，避免人为损坏。改造和增加的直流系统分支在微机接地检测仪之中应当及时调整、添加，做到与现场对应。
直流电源系统同一条支路中熔断器与空气断路器不应混用，尤其不应在空气断路器的上级使用熔断器。防止在回路故障时失去动作选择性。严禁直流回路使用交流空气断路器。
不论是保险还是空气开关，上下级之间必须分级配置，下级容量必须小于上级容量，以防直流短路时扩大停电范围
3.5运用仪器检查直流接地故障的开展
在直流系统的运行过程之中产生的接地故障，大多都属于间接接地以及非金属接地，是伴随着环境的变化而逐渐改变的，这一种动态的接地故障十分不容易查找，另外再加上直流系统的接入点和回路十分复杂，这一直都是困扰维修人员的难题。但是伴随着科学技术的逐渐进步，近几年来市场上产生了各种各样的电子式直流接地故障自动报警装置和探测仪，这一些装置都有着自动巡检和灵敏系数高的功能，其操作比较简单，十分利于控制，这一种便携式的直流系统接地故障定位装置可以依据直流系统接地故障的状况，把装置的信号发生器接到比较挨近蓄电池输出端的地线以及正、负母线上，其操作的方式主要是把钳表卡在直流配电屏的屏面之上的保险的出口线上，倘若检测的结果为“非接地”，表明该扎直流电源的回路都没有接地故障。倘若该扎线的检测结果有“接地”，再分别钳各个回路，表明该回路有接地故障，并且故障比较严重，以此作出决定，很大的方便了维修者的检测，较大的提升了工作效率，也能够较快的排除故障，保证电厂可靠、安全的运行。
3.6进行直流系统的有关培训
虽然直流系统在电力系统中有非常重要的作用，但单纯的直流系统反事故演习、事故预想开展较少，因此应当要通过反事故演习、事故预想、技术培训等形式，积极进行故障因素分析和处理直流系统的培训工作。
4.结束语
综上所述，很多的新设备、新技术正在被不断的运用与电力系统之中，这很大的提升了电力企业的运行效率，在提升供电能力的时候，也为电力系统的维护提出了更加高的要求，经过分析我们能够知道，对电厂安全稳定运行起着核心作用的直流系统故障是很多因素导致的，想要更好的处理问题，我们应当要在日常的运行维护过程之中，依据不同的实际情况实行不同的措施，进而在根本上避免直流系统接地故障的发生，防止给电力系统带来危害。
【参考文献】：
[1]缪自强.余正海编.变电运行现场技术问答[M].北京：中国电力出版社.
[2]李秋萍.直流系统多点接地故障的查找及原因分析[J].自动化应用，2012（05）.
[3]葛丽娟.傅强.武敏瑞.直流系统可靠性的改进措施.重庆：电工技术，2005（5）：1～2