1、直流系统接地带来的危害摘要：本文首先介绍了直流系统接地的危害，然后论述了直流系统接地故障的现场处理，供相关工作人员参考。 关键词：直流系统接地， 危害，现场处理。 中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号： 一、直流系统接地危害 直流系统为不接地系统, 一点接地一般不会造成直接的危害, 系统可以正常运行, 但是回路中再发生接地或绝缘不良造成两点接地时, 就会引起保护及自动装置的误动或拒动、熔丝熔断等故障。近几年随着微机型继电保护装置和自动装置的广泛应用, 直流系统中抗干扰电容的增大, 使直流系统正、负极对地等效分布电容增大( 220 kV 变电站直流系统对地电容可达 70 F,
2、500 kV 变电站对地电容可达 200 300 F) , 在现场中已出现了一点接地引起保护误动作事故。 1. 1 两点接地可靠造成断路器误跳闸 如下图所示, 当直流系统接地发生在 A、B 两点时, 将电流继电器1LJ、2LJ 接点短接 , 而将 ZJ 启动, ZJ 接点闭合而引起跳闸。 A、C 两点接地时, 短接 ZJ 接点而直接跳闸。在 A、D 两点或 D、F 两点接地同样都能造成断路器误跳闸。 1. 2 两点接地可能造成断路器拒动 如下图所示, 接地点发生在 B、E 两点, D、E 两点或 C、E 两点, 断路可能造成拒动。 1. 3 两点接地引起熔丝熔断 如下图所示, 接地点发生在 A
3、、E 两点, 引起熔丝熔断。 二次回路直流接地示意图 当接地点发生在 B、E 和 C、E 两点, 保护动作时, 不但断路器拒动, 而且引起熔丝熔断, 同时有烧坏继电器触点的可能。 二、直流系统接地故障现场处理 鉴于直流系统的重要性和直流系统接地的危害性, 当发现直流母线有接地信号后, 运行人员应及时寻找接地点位置, 并及时消除, 按照运行规程规定, 直流接地故障必须在规定时间内( 一般规定为 2 小时) 处理, 否则按异常或事故考核。且前查找直流接地的方法有两种: 拉路寻找分段试停的方法及不停电仪器查找法。 2. 1 拉路寻找分段试停的方法 根据运行方式、操作情况以及气候影响等因素, 并参考绝
4、缘监察装置判断接地极及其绝缘电阻大小, 初步判断地点的位置, 然后遵循先信号、照明回路后控制操作回路、先室外后室内的原则, 采用分路试停的方法寻找。在切断各专用直流回路时,切断时间不得超过 3 s, 不论回路接地与否均应合上。当发现某一专用直流回路有接地时, 及时找出接地点, 尽快消除。 拉路寻找分段试停的方法应注意以下事项: 拉路前要考虑停电的影响, 采取措施防止可能引起的保护及自动装置误动。如停电的一段时间内, 设备不能操作, 不能跳合闸及重合闸, 事故油泵不能自启等。 查找接地点禁止使用灯泡寻找的方法, 必须使用高内阻表计 : 220 V 直流表计内阻不低于 20k, 110 V 直流表
5、计内阻不小于 10 k。 当直流系统发生接地时, 禁止在二次回路上工作, 处理过程中也不得造成直流系统的另一点接地。 直流采取环路供电方式的支路, 首先断开环路, 再进行查找, 否则拉路寻找法不易查到接地点。 对阴雨天气, 发生同极两点或多点接地或多处出现虚接地点时, 用拉路方法很难直接找到接地点, 须根据每次拉路后直流系统的绝缘电阻变化上升情况, 判别出各接地支路, 然后再查出各接地支路的接地点。 用拉路方法找不到接地点时, 应考虑接地点可能发生在充电设备、蓄电池本身或直流母线上。 在电容补偿器运行的情况下, 如需判断带有补偿电容的控制回路有无接地现象, 则必须将具有公共负极的补偿控制回路全
6、部断开而不能单独断开一路, 否则会由于电容上的残余电压造成接地假象使判断错误。 2. 2 不停电用检测仪器查找法 由于发电厂、变电所的直流系统庞大而复杂,现场用拉路寻找分段处理的方法查找直流接地, 费时费力, 且对安全生产存在着潜在的危险性, 因此随着科学技术的发展, 尤其是微机技术在现场的推广应用, 近几年来国内外进行了大量研究, 提出了一些检测直流系统接地故障的原理, 并研制出相应的实用装置。目前, 国内生产直流接地检测装置的厂家众多( 15 家以上 ) , 产品型号也多种形式 ( 25 种以上) , 但是通过三年多的跟踪调查和现场实验结果看, 直流接地检测装置发展迅速, 但仍存在许多有待
7、改进的方面。微机型直流系统接地故障检测装置有两种形式, 一种是便携式( 以河北浪拜迪公司生产的较好 ) , 另一种是长期在线式( 以浙江星炬公司生产的较好) 。现场中几种微机型直流接地检测装置检测原理及方法有： 1）低频信号注入直流母线法: 低频信号注入母线法, 有两种检测形式, 即用钳形电流探头检测( 便携式) 和在直系统各支路安装传感器检测( 在线式) 。 ( a) 用钳形电流探头检测：如下图, 当发生接地故障时, 在直流故障母线与地之间注入 10 Hz 低频交流电压信号 , 低频信号经过直流系统从故障点返回, 用钳形电流探头逐点检测, 对所加低频信号走向进行寻迹, 即信号寻迹, 根据表头
8、指示情况, 确定接地支路, 根据接地点前后低频电流出现明显差别来确定接地点。 ( b) 在直流系统各条支路上安装传感器检测：如下图, 长期在线式的微机型直流系统绝缘检测仪, 信号源分别向正、负直流母线注入 10 Hz 低频交流信号, 当其支路发生接地故障时, 在 CT 的二次侧能够检测到故障支路的低频电流的幅值和相位, 然后把检测的支路电流由微机算出有功分量 Im , 再利用 RG = U/ Im 公式算出各支路的绝缘电阻值( u 为低频电压信号有效值。) 此时的检测装置便显示接地电阻值和支路编号。 低频信号注入母线法原理图 2）查找直流泄漏电流法: 查找直流泄漏电流法原理如下图所示。从某支路
9、正电源流出的电流为 I+ , 流经支路全部负载后, 流回电源负端的支路电流为 I- ,当该支路绝缘水平正常时, I+ = I- , 穿过直流漏电电流传感器的电流大小相等, 方向相反, 传感器中的合成直流磁场为零, 输出为零。但当该支路绝缘降低或发生接地时, 例如该支路正极经电阻 RG 接地, 接地漏电电流为 IR, 则 I+ = I- + IR , 传感器中的合成直流磁场不为零, 输出反应该差值 IR 大小和方向的信号, 据此可判断出接地电阻的大小和该支路接地极性。该方法实现的关键要求直流电流传感器测量精度高, 并且有足够的分辨率。 查找直流泄漏电流法 该方法具有以下特点: ( a) 不向直流
10、系统注入低频信号, 与被测系统设有电的联系, 不会对系统运行造成危害。 ( b) 抗干扰能力强, 由于传感器检测的是直流漏电电流 , 因此, 直流系统对地分布电容对检测器的工作性能没有影响。 ( c) 能检测同一支路的正、负极绝缘同等下降的故障情况。 ( d) 可以根据测量出的接地漏电流计算出直流正负母线对地电压。 ( e) 检测灵敏度高, 检测范围宽, 可以在线巡回检测。 三、结束语 综上所述, 直流系统接地故障对发电厂、变电站的安全运行危害极大。查找直流接地是现场人员头痛的一项工作, 现场人员应根据现场实际情况( 直流负荷分布图、各负荷现场环境条件、直流系统的分布电容等) , 总结经验, 查找时保持思路清晰,选择恰当的查找方法, 将接地故障及时尽快消除。随着微机型直流检测仪器性能的成熟, 各单位应配置性能可靠的微机型直流检测仪, 用仪器查找法来替代拉路寻找的方法查找直流接地故障, 避免因拉路造成保护及自动装置的误动作。 参考文献： 1 刘龙国; 敬立昌; 成晓君 直流系统接地的危害及现场处理方法探讨 山东电力技术 2000-09 2 刘龙国; 成晓君 直流系统接地的危害与现场处理 山东电力高等专科学校学报 2001-11 3 陶花艳 对直流系统接地故障的分析与处理 科技致富向导 2012-06
