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【文章摘要】
变电站作为电力系统的重要组成部分，站内设备的可靠运行对电网的稳定至关重要。变电站直流电源为变电站内继电保护装置、信号、控制、UPS电源、事故照明等装置提供稳定的二次电源，而直流系统在运行过程中可能受其它外因干扰，出现接地故障。直流系统一点接地虽然影响电网稳定性，但问题还不大，一点接地的故障如果不能在短期内消除，再出现另一点接地的情况，容易造成继电保护装置误动作或拒动作，对电网危害很大，严重会使电网瘫痪。因此直流系统接地是影响变电站设备可靠运行的一个重要故障。
【关键词】
变电站;直流系统
1 变电站直流系统接地的几种原因分析
1.1 由于天气原因引起的接地。如果变电站处于多雨地带，就会容易受阴雨天气的影响，导致设备操作机构箱及端子箱内潮湿，引起二次回路中的正、负极直流电源对地绝缘降低，严重时绝缘为零，这时会出现直流系统接地故障。
1.2 人员操作原因引起的接地。工作人员在进行二次回路工作时，由于操作不当导致部分直流回路出现裸线、线头接触柜体等情况造成的直流系统接地。
1.3 设备本身原因引起的接地。设备本身存在缺陷，二次回路电缆绝缘不合格，或因站内直流设备运行时间较长，站内部分设备或电缆出现老化情况引起的二次回路绝缘降低，进而造成直流系统接地故障。
1.4 小动物破坏也会引起接地。例如，当二次接线箱未完全封闭时，蜜蜂会钻进二次接线箱筑巢，巢穴会使二次带电部分和接地部分意外连接，出现接地故障。有时变电站内老鼠会咬破电缆外皮，使电缆外皮破损，导电部分裸露，进而出现直流系统接地故障。
1.5 机构箱内二次接线意外脱落引起接地。接在机构箱内端子排上的二次线一端螺丝出现松动情况时，在断路器反复跳合闸之后，二次线的连接端子排的一端由于安装不劳，很容易从端子排弹出，接触铁件部分，引起接地。
2 直流系统接地的分类及其危害分析
直流系统接地按故障位置可分为正极接地和负极接地。直流系统一点接地后若不能在短时间内消除，再造成另一点接地时，会产生严重后果。
现在以图一为例说明直流系统接地的危害。当图中A、C两点同时接地时，等于正、负电源形成短路回路，可能会使FU1和FU2熔断;当B、C两点同时有接地时，跳闸线圈YT被短路，即使保护正常动作，YT跳闸线圈也不会动作，断路器不会跳闸，因此在发生故障的时候就会越级跳闸;当A、D两点或A、B两点同时出现接地时，就会使继电保护装置误动作而造成断路器跳闸。因此，当直流系统发生正极接地时，倘若回路中再有一点接地或绝缘不良，就有可能造成保护装置误动作;当直流系统发生负极接地时，若再有一点接地时，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护装置和断路器拒动作，烧毁继电器，或使熔断器熔断。
图一
3 直流系统接地的查找方法
3.1 根据以往接地经验查找
接地故障往往发生在新改造或新投运的设备和回路中，户外设备二次回路更容易受雨雪天气影响。接地发生后应首先检查新投入或改造并采用直流电源供电的回路， 再重点检查容易漏气、漏水的回路， 对以往发生过接地故障的设备进行彻底排查往往能够在第一时间找到接地点的位置。
3.2 利用绝缘监察装置进行检测
绝缘监察装置分为主机、信号采集模块、传感器三部分，主机中装有超低频信号源，该信号源将4HZ的超低频信号由母线对地注入直流系统。传感器安装在各个支路回路上，如果支路回路上有电阻接地，则装在该支路上的传感器产生感应电流，感应电流的大小与支路接地电阻的阻值成反比。感应电流信号经模拟选择开关、放大、带通滤波、相位比较、滤波、A/D轉换、送CPU进行数据处理，在通过RS485接口送入主机。主机一方面控制信号采集模块有秩序地采集各支路传感信号，另一方面又接收信号采集模块送来的数据。数据采集模块中的相位比较器，其作用是消除支路回路上的对地电容对测量接地电阻精确度的影响，同时也可以克服母线上非同步交流信号干扰。主机接收到的数据处理后，一方面送液晶显示器显示与输出报警，另一方面将数据通过通信接口电路传送给上位机。因此，绝缘监察装置不仅可以对控制母线电压、电流进行监测，而且可以实时监测母线运行情况和绝缘情况。
3.3 拉路法查找
拉路法就是按照直流负荷的重要程度，从可以短时停电的负荷开始，依次将直流负荷开关断开，拉路法的原则是先照明和信号回路，后操作回路、蓄电池回路、保护回路，停电一般维持10秒之内即需恢复。对于特别重要的电源，无法短时停电时，可采用临时过渡电源进行过渡后再拉开。若拉开某一空开后，故障信号消失，说明接地故障点就在该回路内。
3.4 万用表电压测量法
直流系统接地故障发生时，用万用表测量正、负母线对地电压有偏差，接地极会出现电压降低的情况，另一极电压升高。切除一部分负荷后，如果发现万用表所测对地电压变化至正常值，即可锁定直流接地故障发生的范围。
3.5 转移负荷法
对于母线上一些操作、信号电源等不允许短时停电的馈出，无法用“拉路法”、“万用表电压测量法”进行短时停电查找，可以在直流母线分段运行时将Ⅰ段母线第一路负荷倒负荷至Ⅱ段母线上，然后将母联开关分开，使两段母线分段运行，观察告警信号是否消失，若告警信号没有消失，再将Ⅰ段母线第二路倒到Ⅱ段母线上，操作方法与之前相同，继续观察告警信号是否消失，以此类推。直到倒出某路负荷后告警信号消失，那么接地点就在该路馈出上。
4 查找直流系统接地的注意事项
4.1查找接地点应禁止使用灯泡查找的方法。
4.2用电压表检查时所用电压表的内阻不低于2000Ω/V。
4.3当直流系统接地时禁止在二次回路上工作，以免造成另一点接地或短路。
4.4查找和处理必须由两人以上进行。
4.5拉路前应采取必要措施以防止直流失电引起的继电保护装置误动作。
5 结论
变电站设备的稳定运行决定了电网的可靠供电，直流系统接地作为变电站一常见故障，应得到电力工作人员的极大重视。直流系统接地发生后，工作人员应快速、准确地查找到接地点，并将其恢复，以免事故扩大，保障电网的稳定运行。
【参考文献】
[1]龚震东;涂崎; 戴春怡，变电站直流系统负荷分析[J].上海电力， 2008， （12） .
[2]赵环清;黄春林.变电站直流系统的研究与计算[J].电源技术应用， 2014，（6） .
[3]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[4]刘东梅;李博，变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J].科技传播.2013（11）
变电站作为电力系统的重要组成部分，站内设备的可靠运行对电网的稳定至关重要。变电站直流电源为变电站内继电保护装置、信号、控制、UPS电源、事故照明等装置提供稳定的二次电源，而直流系统在运行过程中可能受其它外因干扰，出现接地故障。直流系统一点接地虽然影响电网稳定性，但问题还不大，一点接地的故障如果不能在短期内消除，再出现另一点接地的情况，容易造成继电保护装置误动作或拒动作，对电网危害很大，严重会使电网瘫痪。因此直流系统接地是影响变电站设备可靠运行的一个重要故障。
【关键词】
变电站;直流系统
1 变电站直流系统接地的几种原因分析
1.1 由于天气原因引起的接地。如果变电站处于多雨地带，就会容易受阴雨天气的影响，导致设备操作机构箱及端子箱内潮湿，引起二次回路中的正、负极直流电源对地绝缘降低，严重时绝缘为零，这时会出现直流系统接地故障。
1.2 人员操作原因引起的接地。工作人员在进行二次回路工作时，由于操作不当导致部分直流回路出现裸线、线头接触柜体等情况造成的直流系统接地。
1.3 设备本身原因引起的接地。设备本身存在缺陷，二次回路电缆绝缘不合格，或因站内直流设备运行时间较长，站内部分设备或电缆出现老化情况引起的二次回路绝缘降低，进而造成直流系统接地故障。
1.4 小动物破坏也会引起接地。例如，当二次接线箱未完全封闭时，蜜蜂会钻进二次接线箱筑巢，巢穴会使二次带电部分和接地部分意外连接，出现接地故障。有时变电站内老鼠会咬破电缆外皮，使电缆外皮破损，导电部分裸露，进而出现直流系统接地故障。
1.5 机构箱内二次接线意外脱落引起接地。接在机构箱内端子排上的二次线一端螺丝出现松动情况时，在断路器反复跳合闸之后，二次线的连接端子排的一端由于安装不劳，很容易从端子排弹出，接触铁件部分，引起接地。
2 直流系统接地的分类及其危害分析
直流系统接地按故障位置可分为正极接地和负极接地。直流系统一点接地后若不能在短时间内消除，再造成另一点接地时，会产生严重后果。
现在以图一为例说明直流系统接地的危害。当图中A、C两点同时接地时，等于正、负电源形成短路回路，可能会使FU1和FU2熔断;当B、C两点同时有接地时，跳闸线圈YT被短路，即使保护正常动作，YT跳闸线圈也不会动作，断路器不会跳闸，因此在发生故障的时候就会越级跳闸;当A、D两点或A、B两点同时出现接地时，就会使继电保护装置误动作而造成断路器跳闸。因此，当直流系统发生正极接地时，倘若回路中再有一点接地或绝缘不良，就有可能造成保护装置误动作;当直流系统发生负极接地时，若再有一点接地时，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护装置和断路器拒动作，烧毁继电器，或使熔断器熔断。
图一
3 直流系统接地的查找方法
3.1 根据以往接地经验查找
接地故障往往发生在新改造或新投运的设备和回路中，户外设备二次回路更容易受雨雪天气影响。接地发生后应首先检查新投入或改造并采用直流电源供电的回路， 再重点检查容易漏气、漏水的回路， 对以往发生过接地故障的设备进行彻底排查往往能够在第一时间找到接地点的位置。
3.2 利用绝缘监察装置进行检测
绝缘监察装置分为主机、信号采集模块、传感器三部分，主机中装有超低频信号源，该信号源将4HZ的超低频信号由母线对地注入直流系统。传感器安装在各个支路回路上，如果支路回路上有电阻接地，则装在该支路上的传感器产生感应电流，感应电流的大小与支路接地电阻的阻值成反比。感应电流信号经模拟选择开关、放大、带通滤波、相位比较、滤波、A/D轉换、送CPU进行数据处理，在通过RS485接口送入主机。主机一方面控制信号采集模块有秩序地采集各支路传感信号，另一方面又接收信号采集模块送来的数据。数据采集模块中的相位比较器，其作用是消除支路回路上的对地电容对测量接地电阻精确度的影响，同时也可以克服母线上非同步交流信号干扰。主机接收到的数据处理后，一方面送液晶显示器显示与输出报警，另一方面将数据通过通信接口电路传送给上位机。因此，绝缘监察装置不仅可以对控制母线电压、电流进行监测，而且可以实时监测母线运行情况和绝缘情况。
3.3 拉路法查找
拉路法就是按照直流负荷的重要程度，从可以短时停电的负荷开始，依次将直流负荷开关断开，拉路法的原则是先照明和信号回路，后操作回路、蓄电池回路、保护回路，停电一般维持10秒之内即需恢复。对于特别重要的电源，无法短时停电时，可采用临时过渡电源进行过渡后再拉开。若拉开某一空开后，故障信号消失，说明接地故障点就在该回路内。
3.4 万用表电压测量法
直流系统接地故障发生时，用万用表测量正、负母线对地电压有偏差，接地极会出现电压降低的情况，另一极电压升高。切除一部分负荷后，如果发现万用表所测对地电压变化至正常值，即可锁定直流接地故障发生的范围。
3.5 转移负荷法
对于母线上一些操作、信号电源等不允许短时停电的馈出，无法用“拉路法”、“万用表电压测量法”进行短时停电查找，可以在直流母线分段运行时将Ⅰ段母线第一路负荷倒负荷至Ⅱ段母线上，然后将母联开关分开，使两段母线分段运行，观察告警信号是否消失，若告警信号没有消失，再将Ⅰ段母线第二路倒到Ⅱ段母线上，操作方法与之前相同，继续观察告警信号是否消失，以此类推。直到倒出某路负荷后告警信号消失，那么接地点就在该路馈出上。
4 查找直流系统接地的注意事项
4.1查找接地点应禁止使用灯泡查找的方法。
4.2用电压表检查时所用电压表的内阻不低于2000Ω/V。
4.3当直流系统接地时禁止在二次回路上工作，以免造成另一点接地或短路。
4.4查找和处理必须由两人以上进行。
4.5拉路前应采取必要措施以防止直流失电引起的继电保护装置误动作。
5 结论
变电站设备的稳定运行决定了电网的可靠供电，直流系统接地作为变电站一常见故障，应得到电力工作人员的极大重视。直流系统接地发生后，工作人员应快速、准确地查找到接地点，并将其恢复，以免事故扩大，保障电网的稳定运行。
【参考文献】
[1]龚震东;涂崎; 戴春怡，变电站直流系统负荷分析[J].上海电力， 2008， （12） .
[2]赵环清;黄春林.变电站直流系统的研究与计算[J].电源技术应用， 2014，（6） .
[3]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
[4]刘东梅;李博，变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J].科技传播.2013（11）