變電站、發(fā)電廠等的直流屏系統(tǒng)回路較為雜亂、所接設(shè)備也較多，因此在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)由于氣候變化、環(huán)境改變、設(shè)備自身問(wèn)題、電纜和接頭老化等因素，不可防止地形成直流屏系統(tǒng)接地，乃至帶來(lái)重大損失。本文對(duì)統(tǒng)部直流屏正極接地故障問(wèn)題進(jìn)行分析，找出原因，并供給了一個(gè)有效的防止方法，關(guān)于根絕直流屏正極或負(fù)極接地具有活躍的借鑒意義。

當(dāng)直流屏電源系統(tǒng)中負(fù)極或正極對(duì)”地”絕緣電阻值低于某一規(guī)定值，或降低至某一整定值時(shí)，稱這個(gè)直流系統(tǒng)中有負(fù)極接地故障問(wèn)題或正極接地故障問(wèn)題。直流電源的正極接地會(huì)使維護(hù)自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)的可能。通常一般的繼電器和跳合閘線圈與電源的負(fù)極相連接，如果這些回路發(fā)生再次直流接地的狀況，就有發(fā)生誤動(dòng)的可能。所以當(dāng)發(fā)生接地時(shí)，及時(shí)采用良好的儀器和精確的判定方法查出并消除故障問(wèn)題，對(duì)電網(wǎng)的安全安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。

直流屏接地的意義、發(fā)生與損害

1直流系統(tǒng)接地意義

當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極與大地之間的絕緣水平降到某一整定值或低于某一規(guī)定值時(shí)，稱為直流系統(tǒng)接地；當(dāng)正極絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為正接地；當(dāng)負(fù)極絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為負(fù)接地。

2正極接地?fù)p害

如圖1所示，當(dāng)圖中的A點(diǎn)和B點(diǎn)一起接地，相當(dāng)于A、B兩點(diǎn)經(jīng)過(guò)大地相連接起來(lái)，中心繼電器2J1動(dòng)作生成斷路器的跳閘。同理，當(dāng)圖中的A點(diǎn)和C點(diǎn)一起接地，或圖中的A點(diǎn)、D點(diǎn)一起接地均可能生成斷路器的跳閘。

圖1

3排查辦法

當(dāng)無(wú)法精確判別故障問(wèn)題回路時(shí)，一般選用的辦法稱為”拉路法”。直流接地回路一旦從直流系統(tǒng)中脫離運(yùn)轉(zhuǎn)，直流母線的正負(fù)極對(duì)地電壓就會(huì)出現(xiàn)平衡。所以人們一般將直流接地回路瞬間停電，確認(rèn)直流接地點(diǎn)是否發(fā)生在該回路。

直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷電源，基于其特殊性，人們不能隨意停電。近年來(lái)隨計(jì)算機(jī)的很多使用，微機(jī)維護(hù)同樣也不允許人們隨意斷開(kāi)直流電源?，F(xiàn)場(chǎng)排除故障問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常發(fā)生非正常的閉環(huán)回路，選用雙電源供電回路，以及變電站在現(xiàn)場(chǎng)施工、擴(kuò)建、修試過(guò)程中遺留了直流負(fù)載的信號(hào)回路、操控回路和維護(hù)回路之間沒(méi)有區(qū)分等，使直流接地故障問(wèn)題查找難度增加。”拉路法”往往造成了操控回路或維護(hù)回路跳閘等事故。

因此，在新型直流屏中，各直流回路分類明晰，由專用斷路器操控投退，能夠經(jīng)過(guò)操作操控開(kāi)關(guān)或保險(xiǎn)來(lái)進(jìn)行”拉路”查看；當(dāng)面對(duì)許多直流回路穿插嚴(yán)峻，無(wú)清晰操控開(kāi)關(guān)的舊直流系統(tǒng)時(shí)，一般經(jīng)過(guò)翻開(kāi)某直流回路特定電纜接頭的”打頭法”進(jìn)行分段排查。”打頭法”實(shí)際上是拉路法的一種延伸應(yīng)用。

 

直流屏直流正極接地故障問(wèn)題事例

某變電站共2臺(tái)直流屏，選用的是1+1冗余系統(tǒng)，輸出并聯(lián)帶所有負(fù)載。2018年12月，1#直流屏發(fā)生正極接地故障問(wèn)題。經(jīng)分析判別、排查處理，1#直流屏的一個(gè)單相橋式整流器2#管腳接地。將金屬底座的單相橋式整流器更換為絕緣底座型的，可根絕此處管腳接地，有效防止該處直流接地故障問(wèn)題。

1直流屏1+1冗余系統(tǒng)作業(yè)原理

（1）給直流屏輸入一個(gè)三相交流電，經(jīng)過(guò)整流變成直流電，做為電源輸出給直流負(fù)載。

（2）直流屏1+1冗余系統(tǒng)，是將兩臺(tái)直流屏輸出經(jīng)過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)連接起來(lái)一起帶負(fù)載。當(dāng)一臺(tái)直流屏需求檢修時(shí)，能夠由另一臺(tái)帶所有負(fù)載，圖示如下：

2直流接地問(wèn)題

（1）直流正極接地，直流屏觸摸屏報(bào)正對(duì)地絕緣不良、合母電壓反常。測(cè)正對(duì)地0VDC，負(fù)對(duì)地220VDC，此時(shí)正對(duì)地就是正極對(duì)負(fù)極電壓；反之，假如直流負(fù)極接地，則正對(duì)地220VDC，負(fù)對(duì)地0VDC。

（2）直流正接地故障問(wèn)題原因。1）第一種原因是電源輸出端之內(nèi)的正極呈現(xiàn)了對(duì)地絕緣為零，導(dǎo)致正極直接接地，正對(duì)地電壓為0V。2）第二種原因是直流屏的負(fù)載，包含高壓柜內(nèi)的直流母線、低壓柜內(nèi)的直流母線、其他雜項(xiàng)柜內(nèi)需求直流電源的部分。如恣意一臺(tái)高壓柜內(nèi)的直流正極產(chǎn)生接地，就會(huì)產(chǎn)生直流屏正極接地報(bào)警。

（3）單相橋式整流器。由多只整流二極管做橋式銜接，外用絕緣塑料封裝而成，大功率的橋式整流器在絕緣外層增加金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。是交流電轉(zhuǎn)換成直流電的的第一個(gè)過(guò)程。此回路單相橋式整流器為雙回路冗余運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）直流接地的危害。當(dāng)直流中一極接地時(shí)，假如再產(chǎn)生另一極接地，將形成直流正負(fù)極短路，開(kāi)關(guān)跳閘，負(fù)載失掉維護(hù)，帶有直流失壓脫扣的高壓電機(jī)立即跳閘，設(shè)備停工。

（5）確認(rèn)直流正極接地故障問(wèn)題點(diǎn)的方法：

1）斷開(kāi)直流輸出母聯(lián)開(kāi)關(guān)，將直流屏（1+1冗余）系統(tǒng)分為兩個(gè)獨(dú)自個(gè)體，確認(rèn)故障問(wèn)題直流屏。

2）斷開(kāi)單臺(tái)直流屏輸出開(kāi)關(guān)，確認(rèn)故障問(wèn)題點(diǎn)是在輸出開(kāi)關(guān)之內(nèi)仍是之外。

3）如故障問(wèn)題在外部負(fù)載，則逐一斷開(kāi)負(fù)載直流電源開(kāi)關(guān)，以此排查接地點(diǎn)；假如故障問(wèn)題點(diǎn)在直流屏內(nèi)部，則按內(nèi)部接線逐一排查。

故障問(wèn)題處理

（1）某變電站的直流屏（1+1）冗余系統(tǒng)，巡檢發(fā)現(xiàn)1#直流屏發(fā)出報(bào)警，記錄顯現(xiàn)正對(duì)地絕緣不良，測(cè)1#直流屏正對(duì)地+4.58V，負(fù)對(duì)地-216V，判別為正極接地故障問(wèn)題。

（2）將1#和2#直流屏控制母聯(lián)拉開(kāi)，觀察接地電壓狀況，2#直流屏對(duì)地電壓正常，1#直流屏電壓正對(duì)地+4.58V，負(fù)對(duì)地-216V，判別故障問(wèn)題在1#直流屏。

（3）甩開(kāi)1#直流屏負(fù)載使之空載運(yùn)轉(zhuǎn)，2#帶悉數(shù)負(fù)載。測(cè)1#直流屏電壓正對(duì)地+4.58V，負(fù)對(duì)地-216V；判別故障問(wèn)題在1#直流屏內(nèi)部回路。

（4）進(jìn)一步檢查1#直流屏回路。只投入第一組充電機(jī)回路，丈量正負(fù)母線對(duì)地電壓正常；只投入第二組充電機(jī)回路，丈量電壓正對(duì)地+4.58V，負(fù)對(duì)地-216V；故此判別故障問(wèn)題點(diǎn)在1#直流屏第二組充電機(jī)回路。

（5）將1#直流屏第二組電池組穩(wěn)妥和正負(fù)極引線拆除，丈量電池組正負(fù)極對(duì)地電壓，均測(cè)不到電壓（電池組正負(fù)極處于懸空狀態(tài)，無(wú)電壓歸于正常），說(shuō)明電池組正常；沒(méi)有接地現(xiàn)象。

（6）對(duì)1#直流屏停電部分使用電阻法進(jìn)行排查故障問(wèn)題，在檢查到第二組充電機(jī)回路合閘母線降壓硅堆下方時(shí)，回路電阻阻值反常約為0.6M歐姆（正常對(duì)地阻值約為1.9M歐姆），丈量1#直流屏第一組充電回路和第二組充電回路，比照發(fā)現(xiàn)硅堆下方的橋式整流器銜接端子部分壓降不一致，第一組充電機(jī)回路壓降末端數(shù)值為12V左右，而第二組充電機(jī)壓降末端數(shù)值為0V；判別故障問(wèn)題點(diǎn)在硅堆下方和橋式整流器及分壓器三個(gè)元件之間。丈量硅堆對(duì)地電阻1.9M歐姆正常，丈量分壓器對(duì)地電阻2.1M歐姆正常；丈量橋式整流器4個(gè)管腳對(duì)地電阻，1#、3#、4#為3.3M歐姆正常；2#管腳對(duì)地阻值1.6K歐姆反常；通過(guò)丈量法、比照法、反向驗(yàn)證法基本鎖定故障問(wèn)題點(diǎn)為橋式整流器2#管腳。

直流系統(tǒng)的可靠性是變電站安全運(yùn)轉(zhuǎn)的決定性條件，一旦直流系統(tǒng)產(chǎn)生反常或故障問(wèn)題，就或許形成維護(hù)的拒動(dòng)和誤動(dòng)。其中，拒動(dòng)會(huì)使事故范圍擴(kuò)展，嚴(yán)峻的還或許形成電網(wǎng)振蕩或瓦解。因此，正確、迅速地處理好直流接地故障問(wèn)題十分重要。