论文部分内容阅读
【摘 要】 直流系统为变电站控制回路、信号回路、安全自动装置等提供可靠稳定的不间断电源，对正常操作断路器等其它设备的分、合及电力设备的安全运行起着至关重要的作用，是保障变电站安全运行的决定条件之一。直流系统一旦发生接地故障将严重威胁电力设备的安全运行。了解造成直流系统接地的原因，掌握处理直流接地的方法，是保证变电站设备安全运行的重要组成部分。
【关键词】 变电站；直流系统；接地故障
引言：
直流系统作为电力二次系统的重要组成部分，涉及到继保、远动和通讯装置的安全稳定运行。目前我地区变电站的直流系统均采220V电源供电，对地电压为两极电压的一半。当系统出现一点接地故障时，虽不至对二次回路马上造成事故，如果有两点接地，可能发生造成继电保护、自动装置误动或拒动外，还可能造成控制回路失去电源，造成事故扩大。本文简单的介绍了造成直流系统的原因及相应的处理方法。
一、直流系统接地的原因分析
1、故障成因分析
变电站直流系统最大的特点是长期带电、不间断工作，它有很多支路，并且负荷涉及面也相对较广，容易受到环境、气候、高温、污染等条件的影响，从而会引起电缆老化、元器件损坏、接线端子老化，其后果是导致绝缘水平下降。通常情况下，系统投入运行的时间越长，接地故障的发生几率就越高，大体上可将直流系统接地故障分为以下几类：
1.1.因电缆、元器件、设备老化导致的绝缘水平降低，尤其是在雨季、大雾天气等情况下更容易引起直流系统接地故障，而这种故障有可能会随着天气转好而消失。
1.2.对设备进行检修或是改造施工等原因，导致直流系统回路线头松动、脱落并接触到金属外壳，从而引起直流系统接地故障。
1.3.变电站内二次设备损坏时容易引起直流系统接地故障，同时在这一过程中，还有可能伴有保护动作、开关拒跳或是拒合等情况。
1.4.产品自身问题。若是直流系统当中的一些主要设备设计不合理时，如绝缘监察设备、机构箱等，在受到外界机械力或是震动力的作用下，也容易引起直流系统接地故障。
2、室外端子箱、机构箱密封不严。锡林郭勒地区全年气温低，风沙大，积雪多。设备端子箱和机构箱密封不严，沙尘，积雪进入端子箱机构箱内，如果清理不及时，容易造成直流系统故障。尤其是变压器顶部的瓦斯继电器防雨防雪罩，一旦积雪进入其中，非常容易造成直流接地。由于变压器运行，工作人员又不能及时清理，这样造成的不仅仅是接地的问题，更容易造成事故，所以及时对变电站设备进行日常检查，及时清理设备，才能更好的保证设备的安全运行。
3、二次电缆断裂。寒冷的冬季过后，气温逐渐回升，由于热胀冷缩的作用，地基有时会发生下沉，这样会带动机构箱底部的电缆随之下沉，使电缆发生断裂现象，电缆断裂后导线截面与大地想接触即发生直流接地。
4、二次电缆绝缘性能降低。如果二次电缆使用年限过长，或者电缆沟积水不及時清理，会造成电缆的绝缘下降，当电缆绝缘能力不够使就会造成直流接地。
5、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。
二、直流系统接地的危害
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种种：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。
直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。正接地可能导致断路器误跳闸；负接地可能导致断路器的拒跳闸。直流系统如果仅仅是一点接地，对二次回路一般不会造成事故，如果有两点接地，可能发生造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外，还可能造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。就动作的实际情况看，当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。
三、直流系统接地故障处理
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办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。由于二次系统越来越复杂，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电，所以这种办法已基本不用了。只有在特殊情况向才使用本方法。拉路时的注意防止保护误动，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。另外做好事故预想，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他异常情况。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。
2、直流接地选线装置监测法：
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。
四、预防直流系统接地的几项措施
直流系统对变电站设备的运行起着至关重要的作用，直流系统接地故障在电力系统中也属于危机缺陷，一旦发生直流接地的问题，必须在第一时间解决处理。直流系统接地后，由于系统比较复杂，查找故障点也十分困难，对检修人员工作也造成很大的精神压力。所以在日常工作中就要加强对直流系统的重视，尽量防止直流系统事故的发生，从而更能保证电力设备的安全运行。
1、对现场施工加强监督，尽量减少冬季施工的周期。如果冬季施工时间过长，由于达不到工艺要求，设备投运后遗留下的隐患就会增多。工程竣工后，验收小组要认真负责，各个环节都要把好关，对设备运行后可能造成故障的隐患部分要及时进行整改。
2、加强日常工作中对设备的清理工作。加强对室外端子箱、机构箱的密封，及时清理尘土、积雪，能有效的减少直流系统接地的发生。由于室外电缆大部分都在电缆沟内，积雪融化后会流入其中，运行人员要对电缆沟积水及时进行清理，防止电缆沟受潮造成的电缆绝缘能力的下降。在锡林郭勒地区，由于气候的原因决定了日常清理工作的重要性。
3、加强检修人员对二次电缆绝缘测试工作。二次电缆绝缘测试工作往往不被检修人员所重视。时间久之，电缆绝缘能力下降，或电缆断裂但未接地的情况下也不易被发现。加强对二次电缆的绝缘测试，对不合格的电缆进行及时更换，不仅仅是防止直流系统接地的发生，在很多方面都能保证电力设备的安全运行。
4、防止小动物。锡林郭勒地区属于草原地带，老鼠等其它小动物经常出现。为防止小动物造成不必要的事故，在设备区的各个角落、电缆沟等地带要放置老鼠药，并且要定期进行更换。
五、结语
变电站直流系统点多面广，其正常与否对于变电站的安全稳定运行极其关键。在设计、安装等环节应引起高度重视，保证设备质量，符合工艺要求；运维部门应加强对相关设备进行维护，使其有一个良好的运行条件。变电站的相关工作人员要以高度的责任心来重视直流系统的工作，从而保证电力设备的正常安全运行。
参考文献：
[1]《发电厂变电所电气部分》——重庆大学出版社
[2]《电力安全规程》——中国电力出版社
【关键词】 变电站；直流系统；接地故障
引言：
直流系统作为电力二次系统的重要组成部分，涉及到继保、远动和通讯装置的安全稳定运行。目前我地区变电站的直流系统均采220V电源供电，对地电压为两极电压的一半。当系统出现一点接地故障时，虽不至对二次回路马上造成事故，如果有两点接地，可能发生造成继电保护、自动装置误动或拒动外，还可能造成控制回路失去电源，造成事故扩大。本文简单的介绍了造成直流系统的原因及相应的处理方法。
一、直流系统接地的原因分析
1、故障成因分析
变电站直流系统最大的特点是长期带电、不间断工作，它有很多支路，并且负荷涉及面也相对较广，容易受到环境、气候、高温、污染等条件的影响，从而会引起电缆老化、元器件损坏、接线端子老化，其后果是导致绝缘水平下降。通常情况下，系统投入运行的时间越长，接地故障的发生几率就越高，大体上可将直流系统接地故障分为以下几类：
1.1.因电缆、元器件、设备老化导致的绝缘水平降低，尤其是在雨季、大雾天气等情况下更容易引起直流系统接地故障，而这种故障有可能会随着天气转好而消失。
1.2.对设备进行检修或是改造施工等原因，导致直流系统回路线头松动、脱落并接触到金属外壳，从而引起直流系统接地故障。
1.3.变电站内二次设备损坏时容易引起直流系统接地故障，同时在这一过程中，还有可能伴有保护动作、开关拒跳或是拒合等情况。
1.4.产品自身问题。若是直流系统当中的一些主要设备设计不合理时，如绝缘监察设备、机构箱等，在受到外界机械力或是震动力的作用下，也容易引起直流系统接地故障。
2、室外端子箱、机构箱密封不严。锡林郭勒地区全年气温低，风沙大，积雪多。设备端子箱和机构箱密封不严，沙尘，积雪进入端子箱机构箱内，如果清理不及时，容易造成直流系统故障。尤其是变压器顶部的瓦斯继电器防雨防雪罩，一旦积雪进入其中，非常容易造成直流接地。由于变压器运行，工作人员又不能及时清理，这样造成的不仅仅是接地的问题，更容易造成事故，所以及时对变电站设备进行日常检查，及时清理设备，才能更好的保证设备的安全运行。
3、二次电缆断裂。寒冷的冬季过后，气温逐渐回升，由于热胀冷缩的作用，地基有时会发生下沉，这样会带动机构箱底部的电缆随之下沉，使电缆发生断裂现象，电缆断裂后导线截面与大地想接触即发生直流接地。
4、二次电缆绝缘性能降低。如果二次电缆使用年限过长，或者电缆沟积水不及時清理，会造成电缆的绝缘下降，当电缆绝缘能力不够使就会造成直流接地。
5、小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。
二、直流系统接地的危害
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种种：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。
直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能造成严重后果。正接地可能导致断路器误跳闸；负接地可能导致断路器的拒跳闸。直流系统如果仅仅是一点接地，对二次回路一般不会造成事故，如果有两点接地，可能发生造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动外，还可能造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。就动作的实际情况看，当直流系统监测回路发出预告信号报警，显示该系统接地，可以断定，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患，应立即排除。
三、直流系统接地故障处理
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办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。由于二次系统越来越复杂，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电，所以这种办法已基本不用了。只有在特殊情况向才使用本方法。拉路时的注意防止保护误动，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。另外做好事故预想，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他异常情况。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。
2、直流接地选线装置监测法：
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。
四、预防直流系统接地的几项措施
直流系统对变电站设备的运行起着至关重要的作用，直流系统接地故障在电力系统中也属于危机缺陷，一旦发生直流接地的问题，必须在第一时间解决处理。直流系统接地后，由于系统比较复杂，查找故障点也十分困难，对检修人员工作也造成很大的精神压力。所以在日常工作中就要加强对直流系统的重视，尽量防止直流系统事故的发生，从而更能保证电力设备的安全运行。
1、对现场施工加强监督，尽量减少冬季施工的周期。如果冬季施工时间过长，由于达不到工艺要求，设备投运后遗留下的隐患就会增多。工程竣工后，验收小组要认真负责，各个环节都要把好关，对设备运行后可能造成故障的隐患部分要及时进行整改。
2、加强日常工作中对设备的清理工作。加强对室外端子箱、机构箱的密封，及时清理尘土、积雪，能有效的减少直流系统接地的发生。由于室外电缆大部分都在电缆沟内，积雪融化后会流入其中，运行人员要对电缆沟积水及时进行清理，防止电缆沟受潮造成的电缆绝缘能力的下降。在锡林郭勒地区，由于气候的原因决定了日常清理工作的重要性。
3、加强检修人员对二次电缆绝缘测试工作。二次电缆绝缘测试工作往往不被检修人员所重视。时间久之，电缆绝缘能力下降，或电缆断裂但未接地的情况下也不易被发现。加强对二次电缆的绝缘测试，对不合格的电缆进行及时更换，不仅仅是防止直流系统接地的发生，在很多方面都能保证电力设备的安全运行。
4、防止小动物。锡林郭勒地区属于草原地带，老鼠等其它小动物经常出现。为防止小动物造成不必要的事故，在设备区的各个角落、电缆沟等地带要放置老鼠药，并且要定期进行更换。
五、结语
变电站直流系统点多面广，其正常与否对于变电站的安全稳定运行极其关键。在设计、安装等环节应引起高度重视，保证设备质量，符合工艺要求；运维部门应加强对相关设备进行维护，使其有一个良好的运行条件。变电站的相关工作人员要以高度的责任心来重视直流系统的工作，从而保证电力设备的正常安全运行。
参考文献：
[1]《发电厂变电所电气部分》——重庆大学出版社
[2]《电力安全规程》——中国电力出版社