林望青

(汕头供电局，广东 汕头 515041)

0 引言

在发电厂和变电站中，各种控制和保护系统极为复杂，对其运行可靠性要求非常高，即便控制及保护系统很完善，若没有一个可靠、稳定的工作电源也是很容易出现问题的，所以，在发电厂和变电站中一般都采用直流电源系统。

一旦直流系统接地，直接影响全站控制和保护系统的安全、稳定运行，若不及时排除直流接地故障，极有可能导致开关误跳闸、直流电源的正负极短路而使整个变电站的控制部分瘫痪，进而扩大事故范围，危及电力系统的安全、稳定运行［1－2］。直流接地的地点大部分都在室外，常见的直流接地问题有以下3类:第1类发生在闸刀副接点上;第2类发生在主变压器的本体接点上(轻重瓦斯接点、温度接点、油位计接点);第3类是施工过程中接线不正确、校验不规范使2段直流母线(I，II)搭接在一起，产生寄生回路导致直流接地。通过几种常见直流接地情况的分析，正确处理好相关关键点，消除隐患，避免发生直流接地而影响全站的安全运行。

1 案例分析

1.1 案例1

如果下雨时间较长，变电站室外的220 kV，110 kV刀闸辅助接点就有可能发生接地。其实，刀闸辅助接点接地不外3点:雨水顺着操作连杆落进副接点;桶状的不锈钢罩壳碰到副接点;连接副接点的电缆因时间长久而老化。

解决方案1:检修人员在检修时必须做到焊接无缝隙，保证雨水无法渗进副接点内。如果雨水渗进副接点，必然产生直流接地，既有可能正极接地，也有可能负极接地。

解决方案2:最好采用塑料刀闸辅助接点罩壳，或者在不锈钢罩壳内部加装1层绝缘层。因为塑料罩壳可能经不住风吹雨打，故而需要好的材料作基础。

采用不锈钢罩壳，值班员在操作时产生的振动极易使罩壳碰到副接点而产生直流接地。在不锈钢罩壳内部加装1层绝缘层，就能够保证接点无论怎样碰到罩壳也不会有接地的可能。

解决方案3:电缆因长时间使用而老化，导致直流系统接地甚至短接了副接点。出现的信号是“直流回路接地”或“该闸刀合上”。最好的办法是更换电缆，真正做到一劳永逸。

这3类改进方法的实施，使很多220 kV变电站在雨季运行时直流接地现象大大减少。

1.2 案例2

主变压器本体非电量回路渗水，包括瓦斯、主变压器温度计接点及接线柱由于漏水接通等。防止主变压器温度计渗水的措施其实也很简单，可惜一开始没有做到。主变压器温度计接点在大雨过后常常发生直流接地问题，有时报“直流接地”信号，有时报“温度高”信号。主变压器温度计接点回路如图1所示。

图1 主变压器温度计接点回路

现场发现，有一根测量温度的电缆线从本体上方引至挂在主变压器本体中部的温度计(铁芯温度或油温)，雨水顺着电缆线渗进温度计的接点里，产生了直流接地。严重时短接了温度接点，使温度继电器WJ动作，控制室内发“温度高”信号。

解决方案:防止瓦斯接点渗水的最好办法是加装防雨罩。这一点已作为反措内容在现场实施，对防止主变压器开关跳闸事故具有良好效果。现时压力释放、瓦斯、有载调压瓦斯的户外设备都加装了很难拆卸的防雨罩，故而在定期检验时因无法进行拆卸而使得部分试验无法进行。

防止温度计接地的措施非常简单:测温电缆采取U形接线，下雨时雨水就会从U形接线的底部流走，不会顺着电缆流进温度计里。此举很有效，改进后的主变压器均未发生接地现象，而未改进的主变压器则依然存在接地的可能。

1.3 案例3

某500 kV变电站直流系统在改造时出现了异常情况:第5串开关保护的直流回路接入运行系统后，110 V直流系统发“I，II段直流均接地”报警信号;同期改造的#3主变压器保护本体非电量掉牌继电器抖动掉牌，直流控制开关位置继电器发生抖动约2min后自行停止抖动。正在运行的#2主变压器本体非电量掉牌继电器没有动作。异常发生后，调试人员将第4串开关保护的直流回路和运行的直流系统进行了隔离，现场进行仔细排查:检测运行的直流电源，不包含交流分量;检测第5串开关控制回路，再加上试验用的直流电源后也无交流分量;对第5串开关和闸刀的所有控制回路进行绝缘检测，对地绝缘均正常，无直流接地现象;使用试验电源带第5串开关控制回路，检查回路是否存在因错误接线而产生的寄生回路。

经仔细检查，发现5053断路器C相“三相不一致保护”电源(I母线电源)与故障录波器的开关量直流电源(II母线电源)在回路上接错，直接导致直流Ⅰ段的正电源与Ⅱ段直流负电源通过K6继电器线圈相连。在K6继电器线圈相连后，控制电缆对地的等效电容以及此电感在感应到一定的电荷时产生的放电谐振，导致继电器抖动和直流检测装置告警，经处理后直流系统无异常信号。错误接线如图2所示。

图2 错误接线

解决方案:加强施工中的过程管理非常重要;在调试单位要求接入调试回路前，必须保证所有回路正确无误才允许接入运行的直流系统。还可采用双位置继电器监视试验电源在调试过程中是否有接地现象发生，监视试验电源的接地电路如图3所示。

图3 监视试验电源的接地电路

由图3可知，当试验电源正接地时，线圈2动作告警;当试验电源负接地时，线圈1动作告警。通过实时检测调试直流电源是否存在接地现象，简单而有效地保证了后续改造工程保护和控制回路的正确性。

2 直流系统故障接地的分析及注意事项

2.1 直流系统故障接地的分析

直流系统分布范围广、外露部分多、电缆多且较长，而汕头地处沿海，很多变电站二次回路普遍存在容易受尘土、潮气、盐分腐蚀的情况，使某些绝缘薄弱元件绝缘效果降低，甚至出现绝缘破坏而造成直流接地。分析直流接地的原因有如下几个方面:

(1)二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化，或存在某些损伤缺陷，如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。

(2)二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘严重下降。

(3)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。

2.2 注意事项

在查找直流接地时，应先解除双回路供电的直流负载并注意以下几个方面:

(1)瞬停直流电源时，对于重要的保护回路，应经调度同意，时间不应超过3 s，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。

(2)为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应根据信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断。

(3)尽量避免在高峰负荷时进行检查。

(4)防止人为造成短路或另一点接地而导致误跳闸。

(5)按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错;所拆线头应做好记录和标记。

(6)使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000Ω/V。

(7)查找故障，必须2人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护。

(8)防止保护误动作，必要时在瞬断操作电源前解除可能误动的保护，待操作电源正常后再投入保护。

3 结束语

直流系统的稳定运行直接关系到一个电厂或变电站的稳定运行，影响直流系统稳定运行的可能因素是直流系统接地甚至短路。本文从几个方面提出了解决直流系统接地的措施，实践证明，这些措施是有效且非常必要的。

［1］尹星光，何铭宁，徐玉凤，等.直流接地巡检装置误、漏选线问题分析［J］.继电器，2008，36(10);83 －85.

［2］张立新，王燕.通信基站的防雷与接地的重要性的浅议［J］.中国科技纵横，2011(1):84.