水電站直流電源系統接地故障的處理與技巧分析

　　一、 前言

　　辰溪大洑潭水電站位于湖南省辰溪縣境內、沅水干流中流，是沅水河的第八個梯級電站。電站裝機容量為5×40MW，屬大型水力發電站。面前電站五臺燈泡貫流式機組均已投產發電。由于電站屬河床式電站，閘門的可靠調度及電站機組的穩定運行是電站的工作重點問題，因此電站的電源穩定將是關鍵因素，而直流系統在水電站中承擔的負荷極為重要,它提供為確保全廠繼電保護、計算機監控、電氣控制、二次信號、事故照明、交流不間斷電源等的不間斷供電，上述系統要求對供電的可靠性很高。因此直流系統的可靠性是保障電站安全運行的關鍵條件之一。

　　二、 直流系統故障接地的分析

　　大洑潭水電站直流系統安裝完成投運后，經過一段時間的運行后出現了直流系統故障接地報警，但未出現接地故障斷電退出運行的現象，經過現場對直流系統的蓄電池、一次回路、二次控制回路等的檢查未發現有接地現象。

　　由于直流系統在電站分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長。所以，特別是在仍再建水電站的很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。因此在分析直流接地的原因有如下幾個方面：1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴重老化。或存在某些損傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過流引起的燒傷等;2、二次回路及設備嚴重污穢和受潮、接地盒進水，使直流對地絕緣嚴重下降;3、小動物爬入或小金屬物件掉落搭接在元件上造成直流電源系統接地故障，另外老鼠、蜈蚣等小動物爬入帶電回路導致接地故障;4、在安裝施工過程中某些元件的線頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上從而引起故障。

　　大洑潭水電站直流電源系統通過上述分析的原因進行排查，排除了由于設備本身質量發生個故障的原因，最后判斷由于電站面前仍然處在建設工程中，蓄電池室由于土建在施工過程中存在室外雨水進入，電池工作環境下降導致受潮影響，采取適當措施后故障消失。

　　三、直流系統接地故障的危害

　　通常在直流電源的接地故障中，兩點接地是危害較大的，由此可能造成嚴重后果。直流系統發生兩點接地故障，便可能構成接地短路，造成繼電保護、自動裝置誤動或拒動，二次信號異常，或造成直流電源動作消失，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能將某些繼電器短接，不能動作于跳閘、致使斷路器越級跳閘的發生。

　　1、直流正極接地，有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通，若這些回路再發生一直接地，就可能引起誤動作。并且兩點接地還可能造成誤合閘，誤報動作信號。

　　2、直流負極接地，有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為，跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，保險熔斷會失去保護及操作電源。

　　三、直流系統接地故障的處理方法和技巧

　　查找直流接地故障的一般順序和方法

　　1、分清接地故障的極性，分析故障發生的原因;

　　2、若站內二次回路有工作，或有設備檢修試驗，應立即停止。拉開其工作電源，看信號是否消除;

　　3、用分網法縮小查找范圍，將直流系統分成幾個不相聯系的部分。注意：不能使保護失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶;

　　4、對于不太重要的直流負荷及不能轉移的分路，利用“瞬時停電”的方法，查該分路中所帶回路有無接地故障;

　　5、對于重要的直流負荷，用轉移負荷法，查該分路而帶回路有無接地故障。查找直流系統接地故障，后隨時與調度聯系，并由二人及以上配合進行，其中一人操作，一人監護并監視表計指示及信號的變化。利用瞬時停電的方法選擇直流接地時，應按照下列順序進行;

　?、?斷開現場臨時工作電源;② 斷合事故照明回路;③ 斷合同信電源;④ 斷合附屬設備;⑤ 斷合充電回路;⑥ 斷合合閘回路;⑦ 斷合信號回路;⑧ 斷合操作回路;⑨ 斷合蓄電池回路。

　　在進行上述各項檢查選擇后仍未查出故障點，則應考慮同極性兩點接地。當發現接地在某一回路后，有環路的應先解環，再進一步采用取保險及拆端子的辦法，直至找到故障點并消除;

　　直流接地故障發生排查同時注意某些技巧

　　1、查找必須及時。由于運行環境及氣候的變化都可能導致直流系統其工作不穩定，或者造成故障的直接發生，因此，如果發生故障即應立即進行排查。

　　2、定期進行巡檢。主要是利用精度較高的檢查裝置對直流回路進行檢查，記錄絕緣較差部位的回路，并在條件較為惡劣的情況下復查情況，做到重點部位重點檢測。

　　3、按序查找。故障發生后，可先按：信號回路，照明回路，操作回路，控制回路，再保護回路進行。同時又要結合前面提及的絕緣情況較差的部位和回路優先排查。

　　四、 查找接地故障時的注意事項

　　1、瞬停直流電源時，應經調度同意，時間不應超過3秒鐘，動作應迅速，防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長;

　　2、為防止誤判斷，觀察接地現象是否消失時，應從信號、光字牌和絕緣監察表計指示情況綜合判斷;

　　3、盡量避免在高峰負荷時進行;

　　4、防止人為造成短路或另一點接地，導致誤跳閘;

　　5、按符合實際的圖紙進行，防止拆錯端子線頭，防止恢復接線時遺留或接錯;所拆線頭應做好記錄和標記;

　　6、使用儀表檢查時，表計內阻應不低于2000歐/伏;

　　7、查找故障，必須二人及以上進行，防止人身觸電，做好安全監護;

　　8、防止保護誤動作，必要時在順斷操作電源前，解除可能誤動的保護，操作電源正常后再投入保護。

　　五、結論

　　在各類電站就發電廠直流系統中，如發生直流接地系統故障發出報警時，應當用先進的檢測設備和平時運行中積累的經驗對問題進行具體分析，適當應用直流系統接地排查的一些方法和技巧，就能迅速查明接地的原因，排查故障，確保電站的安全穩定運行。