直流接地异常原因分析

直流接地异常原因分析

袁录伟

大庆石化建设有限公司 

摘要：近年来，不断发展直流系统接地技术，积极预防接地误差，加强直流系统安全运行管理，已成为业界专业人士共同关注的焦点。本文总结了变电站直流系统的运行情况，列出了各种直流接地现象，分析了故障原因，提出了直流接地的主要方法和要求。

关键词：变电站；直流系统；接地方式；处理错误

1简介

在整个电力系统中，直流系统在广泛分布中起着关键作用和重要作用，支持整个电网的安全和可持续运行。由于内外部因素的干扰，变电站直流系统容易发生接地误差。为了有效地解决这些错误，需要掌握科学先进的技术，提高故障排除的有效性，维护变电站的安全运行。

2下游变电站接地系统

直流系统的电源可分为正极和负极。220V、110V直流电源系统一般采用非搬迁方式。变电站的常规直流系统是一个与地面绝缘的220V直流电源。正常运行时，对地正负电压的绝对值为U/2，即110V，对地正负绝缘电阻为无穷大。变电站直流系统接地时，直流系统正负极的绝缘电阻降至设定值以下，正负极与接地电压的绝对值之差增大。如果系统在某一点接地，虽然不会立即导致二次电路发生事故，但当其发展为双向接地时，将导致继电保护、信号和自动设备故障或拒动、直流电源短路、保险丝熔断、设备运行电源丢失，以及电力系统发生严重事故。直流系统的接地故障分为直流正极接地、直流负极接地和直流正极和负极接地，分别在一个点上进行。

2.1隔离监测装置

直流系统应配备绝缘监测装置。如果直流系统发生接地故障或绝缘降至规定值，绝缘监测装置可靠运行并发出信号。变电站大多采用功能完善的微机在线监测装置。监控设备包括所有馈线、充电设备电路和蓄电池电路。绝缘监测装置可测量正负母线的电压值和对地绝缘电阻值，以及各支链的绝缘电阻值。

绝缘在线监测装置分为覆盖式低频低幅信号型绝缘监测装置和智能型电流互感器型绝缘监测装置。这两种设备的常规监测设备之间几乎没有区别。它使用电压采集信号元件来采集地面上的正负电压。经/D转换器和微机处理后，数字显示母线电压和母线对地绝缘电阻。如果电压过高或过低，绝缘电阻过低，则发出报警信号，报警值可自行设定。关于低频和低振幅绝缘监测电路的控制，检测电路的正极和负极导线同时穿入电流互感器，低频信号分别注入正极和负极导线。变压器另一侧的一端接地，另一端连接到检测装置。变压器不响应直流信号，而交流信号具有相同的振幅和方向，因此变压器另一侧的输出电流与接地的正负电阻和电容电流之和成正比。当电极接地时，其电阻和电容电流发生变化，将其电阻电流和电容电流分离。负接地电阻。智能电流互感器绝缘监测装置的不同之处在于，将信号源采集部分的电力变压器转换为智能变压器，智能变压器在地址码中编程，并取消低频交流信号源。当电路的正极或负极接地时，接地极对地的电阻电流增大，流经电流互感器的电路正极和负极的电流方向仍然相反，但数值不同。变压器的二次侧也反映了这种差异。通过总线放大并插入微机后，可显示接地回路的编号或名称以及相应接地极的电阻值。

绝缘监测装置的功能是实时监测和显示直流电源系统的母线电压、母线接地电压和母线接地绝缘电阻，监测各种接地故障，实现各支路的绝缘检测，快速选择接地故障中的故障回路，显示故障回路的正负接地电阻值，并报警。

2.2三种直流接地误差分析

如果直流系统的正极接地，将导致保护装置故障。系统的启动和关闭侧以及继电器侧应连接至负极电源。当正极接地时，这将导致保护链和保护装置的连接故障；直流系统负极接地时，继电器侧短路，保护系统无法启动，导致断路器故障。短路电流产生的大量热量导致温度升高，保险丝熔化，甚至烧毁继电器触点，损坏电气设备；当直流系统的两极接地时，断路器拒绝工作，断路器熔化，电力系统断电，保护装置和控制电路失去功能，相应的电气元件损坏。

3、直流接地故障检测方法

3.1绝缘监测设备的选线方法

城市选择装置可通过实时检测变电站直流系统来确定故障位置，并通过各馈线接地绝缘装置对直流系统进行监测，以便及时分析监测到的接地误差。由于该方法的技术缺陷，无法确定具体的接地点。在高电阻间接接地故障的情况下，选线效果不是很理想。

3.2在线监测方法

在线监测方式依托直流接地故障选线设备发挥在线监测功能，实现对直流接地状态的实时监测。虽然在线监测可以及时跟踪DC错误和信息，但它也有一些局限性。同时，在线监测系统也容易受到外部因素的干扰而产生误报。

3.3瞬时法

电流消耗法是修复直流系统接地故障的重要工具之一。如果使用此方法维修直流系统，工人必须首先断开直流系统。由于断开时间不超过3S，对电气系统的正常工作状态影响不大，不易发生突然停电。利用瞬时牵引电路法纠正直流系统的接地故障，工人可以根据线路上负载的重要性，同时断开直流屏的电源。如果在关闭电路某一部分的直流电后接地错误消失，则表明电路存在错误。然后使用此方法评估链的分支，以准确估计误差点。在使用当前绘图方法时，员工需要知道，由于直流系统的某些分支需要断开，直流电源的可靠性将降低，并且这种方法不适用于结构非常复杂的二次系统。

3.4路线选择方法

这种方法是最简单、最简单的方法。绘制方法顺序为：信号源-应急照明直流电源-开关控制电源-保护装置电源。直流系统的接地故障点可通过依次断开各层和电源找到。

3.5直流接地装置在线检测方法

目前，电力市场提供了各种直流接地故障在线检测装置，如霍尔传感器检测装置、磁饱和检测装置、信号注入检测装置等。为了通过直流接地装置在线检测方法解决接地故障，工人必须首先在每个支链中安装直流变压器的直流系统；然后利用在线装置对变压器接收到的信号进行分析；然后通过接地探测器评估每个支链的当前运行情况，并记录与所述电路相对应的传感器编号；最后，在维护基于网络的监测的情况下，根据数字实时校正直流故障链。这种接地故障处理方法安全性高，不需要断开直流系统各支路的电流。移动所有权变压器检测到故障链后，直流接地装置自动发出报警信号，大大提高了变电站直流系统的性能稳定性。

4、直流接地现象总结及纠正

直流系统是变电站最重要的二次系统之一，对变电站控制和通信设备的保护、测量和供电起着重要作用。我们应尽最大努力避免正极直流接地引起的保护和负极接地引起的拒动。在工作过程中，我们需要通过各种检测手段和日常使用维护，加强对设备故障的识别，以便尽快发现和处理缺陷，维护电力系统的稳定运行。

参考文献：
[1]穆国东.浅析变电站直流系统接地故障的分析与处理方法[J].民营科技，2020，（12）：6.
[2]彭崑.变电站直流系统接地故障查找与处理方法研究[J].技术与市场，2020，（09）：59-61.