火力发电厂电力系统接地故障的判断与措施分析

曹前刚

(国家电投集团重庆永川发电有限公司  重庆市  402160)

摘要: 目前，我国的火力发电在发展的过程中有很多的问题，而电力体系对很多因素都提出了特别高的要求，在这样的条件下，就需要对存在的问题加以控制以及改良。本文分析直流系统的现状、直流系统接地带来的危害、查找方法，提出了防止直流系统接地的6个措施。

关键词: 火力发电厂;电力系统;接地故障;防范处理

随着发电厂电气设备的老化，室外运行环境的变化还有改扩建工程中运行维护的不合理，都会造成直流系统异常或故障，其中经常出现的不正常状态是直流系统接地。

1、直流系统的现状及其重要性

直流屏由交流电模块、充电模块、降压硅链、直流馈电模块、配电监控、监控模块和绝缘监测模块组成。直流屏已经发展成为一种新型的数字化控制、保护、管理、测量的直流系统。监控主机部分高度集成化，大多数使用单板结构。

实际运行中的直流系统接线复杂，是一个复杂多分支供电网络。为了提高某些重要负载供电可靠性，使用分段环形供电法，并依据负荷的类型以及路径，分成各自独立的供电网，比如控制回路、信号回或只处于备用状态的负装置的断路器合闸回路等。对于次要的负荷，或只处于备用状态的负荷，通常使用单回路供电。

发电厂的直流系统，对于机组的安全运行的作用是相当关键的。应确保在任何情况下都可以可靠地向负荷供电。随着发电机组单机容量增大，直流系统的负荷也不断加大，使系统越来越庞大，对它的供电质量的要求也越来越高，怎样保证直流系统安全运行就显得非常关键。

2、直流系统接地带来的危害和后果

直流系统在正常状况下对地是绝缘的。直流电源系统在变电站中分布特别广，电缆多而且非常长，尤其是外露部分特别容易受尘土、潮气的侵蚀，使一些绝缘性能差的元件绝缘效果降低，甚至绝缘破坏形成直流接地故障。小动物爬入或小金属部件掉落在元件上也会造成直流接地故障。一点接地不影响直流系统的运行，若不能及时排除，当出现2点接地的时候，会使继电保护器出现误动、拒动、信号误报，严重破坏一次系统安全运行，有的时候会出现多点接地或软接地等状况。

直流系统接地故障在发电厂经常出现，对于运行环境不好、运行时间特别长的设备，出现接地故障的几率更大，常常会同时出现几个接地点。

直流系统接地故障的查找、检测定位是一个难题。当前市面上有很多检测仪器和产品，但有的直流接地检测装置抗干扰性不好，没有特别高的灵敏性，使得检修人员在直流接地故障查找的过程中容易产生误判，不能有效、及时地排除故障。

直流检修人员应该强化对直流系统的学习以及了解，掌握排除直流系统接地的技能，保证直流系统的运行可靠，为变电站的二次设备安全运行打好基础。

3、直流系统接地故障查找方法及优缺点

要排除直流接地故障，先要找到接地的地方。直流接地可能不是一个点，有可能是很多个点，而且很多的接地故障并不稳定，随着环境的变化而变化，所以，在现场查找直流接地是一个非常复杂的问题。查找直流接地故障通常有下面几种方法：

3.1拉回路法

这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单方法。拉回路，指的是停掉这个回路的直流电源，停电时间应该小于三秒。通常按面的顺序进行:事故照明回路，信号回路，操作回路，保护回路等确定了接地点的回路范围，再研究这个回路中可能接地的支路和设备，逐渐缩小查找范围，最后找出接地点。系统在运行的过程中，一些关键负荷停电比较困难，甚至存在一定安全风险。如果接地故障存在于直流母线或者蓄电池上，采用这种方法还不一定能够判断故障点。因此，这种方法虽然简单，也很常用。但对不能停止生产，在必须保证系统连续运行的设备或者系统上存在较大局限性。

3.2装置监测法

这是一种在线监测直流系统对地绝缘状况的装置，当前很多发电厂直流系统都有这类监测装置。这个装置的优点是可以在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是这个装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点不能定位，还会受到监测点安装数量的限制，很难

难把接地故障减小到个小的范围。在目前大多数火电厂都已经安装直流在线监测的情况下，常见的是通过监测装置确定大致范围，然后采用拉回路法或其他方法继续进行进一步排查。

3.3万用表电压测量法

用万用表直流电压档测直流电压值，当直流一极接地的时候，另一极对地电压是全电压，也就是控制电压为220V，合闸电压为240V当切除某个部分直流负荷的时候，观察万用表所测极对地电压值的变化状况来判断接地点所在区域，从支路到分支路，一个一个排除。用万用表电压测量法查找直流接地，对电气运行人员熟悉本厂直流系统负荷分布、支路走向要求非常高。

3.4便携式定位装置查找接地故障

拉回路法有着很多的局限性，遇到多点接地的时候实施起来非常困难，而且随着发电厂智能化程度的提高，电脑的应用越来越广泛，这种方法在有的地方开始禁止使用。便携式直流接地故障定位装置的特点是:不需要断开直流回路电源，可带电检查直流接地故障，卓有成效地提高了查找直流接地故障的安全性。

4、防止直流接地常见措施

通过对变电站直流系统接地故障的研究，总结出预防直流系统接地的6个关键措施。

第一，设计过程中的提前预防。尽量使用分屏设计，虽然前期投入会大大增加，但这样在出现接地故障的时候更容易判断，使得在运行中排除直流故障更直接。精简设计中的控制电缆，减少控制电缆的数量，大大减少了故障点。

防止出现寄生回路。控制回路中存在接有第一(二)套直流系统的正极-继电器-第二(一)套直流系统的负极，这样容易造成直流接地现象，因此在设计的时候应该认真进行核查，防止出现这种寄生回路。

减少室外直流系统的分布，考虑到交流站用电系统特别可靠，为提高直流系统的可靠性，减小直流系统故障出现的概率，断路器的储能电机、隔离开关、接地刀闸的操作电源使用交流电源。

第二，施工过程中的预防。在前期施工中要注意监督安装质量，检查接线的正确性，接线柱应该拧紧防止电缆脱落，尽量防止电缆的损害。

第三，调试试运过程中的预防。直流系统调试的时候要检查直流母线绝缘，运行后做好支路检测装置动作的可靠性，避免误报、错报。在支路送电以前应做好绝缘措施。双电源切换的应该做好二次回路的检查。

第四，运行中的预防。在运行的时候需要强化巡检的力度，做好室外变压器瓦斯继电器的防雨、防潮措施。若变电站周围的运行环境不好，设备需要进行防尘。

第五，检修过程中的预防。设备损坏应该及时解决，检查端子有没有松动，对老化电缆应及时更新。

第六，加强变电站直流系统中定检检查的全面性。对蓄电池、直流充电模块，特别是要检查支路系统接地电阻的设置，还有相关的接地信号是不是正常。

5、结语

直流系统是发电厂、变电站的一个关键组成部分，对发电厂、变电站的正常运行有着非常重要的作用，它的设计是不是合理、验收是不是严格把关、日常巡视维护是不是到位都会对变电站的一二次设备运行的可靠性造成影响。为了避免变电站直流系统故障，工作人员应该严格按照直流系统运行维护的规范以及措施对直流系统的问题进行排查，进一步减小出现直流系统故障的概率，确保继电保护器和自动装置的正常运行。

参考文献

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