变电站直流系统接地的危害及预防.pdf

农村电工第31卷2023年第8期农电技术变电运维主持：朱宁NONGCUN DIANGONG变电站直流系统的功能，是为变电设备提供可靠的直流电源，维持控制、储能、保护、信号、事故照明等系统的正常工作，在变电站的运行操作及事故处理中发挥着重要作用。变电站直流系统接地（以下简称直流接地），系指变电站直流系统的任一极与大地间的绝缘遭到破坏，导致绝缘电阻明显下降甚至为零的不正常运行状态。根据接地极性不同，直流接地可分为正极接地、负极接地和两极接地；根据接地点的位置和数目不同，直流接地又可分为一点接地、两点接地和多点接地。直流系统属于对地绝缘系统，一旦发生接地，将会对继电保护、断路器控制等回路产生不同程度的危害。1变电站直流接地的危害1.1形成潜在威胁直流接地中最为常见的是一极接地。当发生直流一极接地后，虽然不构成回路，但另一极对地的电压会因此升高一倍，直流回路中的绝缘薄弱点有被击穿的可能。一旦绝缘被击穿，就会发展为两极接地并构成附加回路，严重影响直流系统的安全运行。因此，发生一极接地后，应迅速找出接地点并排除，以防发展成为两极接地。1.2构成寄生回路直流系统一极两点接地会使原本相互独立的各直流回路之间发生串电，产生寄生回路，对信号指示等回路的正常工作造成干扰，严重时还会导致继电保护误动作。此外，在使用拉路法查找接地点时，接地信号将始终存在，严重干扰操作人员的检测和判断。1.3造成直流系统短路当发生直流正、负极分别接地故障时，将会形成短路回路，短路电流将会造成熔断器、空气断路器的无选择性熔断、跳闸，导致多个直流回路中断供电。1.4导致断路器拒动或误动断路器控制回路中，断路器分、合闸线圈接于电源负极，线圈前回路发生一点接地后，若再发生负极接地，则分、合闸线圈将被短接，造成断路器拒动；分、合闸控制接点通常接于电源正极，如果接点后回路已发生一点接地，若再发生直流正极接地，则分、合闸接点将被短接，造成断路器误动；当站内直流系统对地电容很大时，分、合闸线圈前的回路发生一点接地后，也可能因电磁耦合而造成断路器误动。1.5引起重瓦斯保护误动如果变电站内的变压器处于重瓦斯保护中，起动跳闸的中间继电器为低功率继电器，且敷设的控制电缆较长，则电缆芯线对地电容比较大，容抗也就比较小，通过线间电磁耦合过来的干扰电压也较大。在这种情况下，如果再发生直流电源正极接地，重瓦斯保护的跳闸中间继电器可能会被干扰电压启动，从而造成重瓦斯保护无故障跳闸。2预防措施2.1防范雨水、潮气侵蚀雨水和潮气是导致户外的气体继电器、端子箱、隔离开关辅助接点盒、变压器温控器、断路器机构箱内发生直流接地的首要原因。因此，每年雨季之前，应重点检查变电站户外端子箱（盒）、操作机构箱等是否关闭完好，有无漏水、锈蚀现象，密封胶条是否脱落和老化，温控器表盘玻璃内是否有潮气凝结，并对驱潮设备进行模拟试验，检查其工作是否正常、有无元件损坏。2.2防范小动物侵害鼠、蚁、虫、鸟等小动物的侵害（如对二次电缆的啮咬、在保护屏内或屏顶小母线上攀爬、在接线盒或端子箱内筑巢等），会直接或间接导致直流接地。为防止此类故障，应在施工后及时封堵保护屏、断路器柜、操作机构箱、电缆沟等处的孔洞，定期投放鼠药，及加装驱鸟器等。2.3防范机械故障断路器发生机械故障后，将会直接导致分闸或合闸操作失败，同时，由于断路器辅助接点不变位，分、合闸线圈将长期带电并且严重发热，高温将迅速破坏线圈与其金属外壳或支架间的绝缘，导致直流接地的可能性极大。为此，一定要做好断路器的定期检查和维护工作，不断提升检修人员的调试水平，从而提高断路器操动机构的检修质量。2.4防范人为破坏人为因素是导致直流接地的又一重要原因，如剥电缆时误伤导线绝缘层、在屏柜内捆扎线束时扎带勒得过紧、工作时拆下的二次线头未包缠绝缘胶布、更换变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统变电站直流系统接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防接地的危害及预防（454450）国网河南博爱县供电公司谷国瑞46第31卷2023年第8期农村电工农电技术变电运维NONGCUN DIANGONG主持：朱宁蓄电池时未使用绝缘工具等，都有可能引起直流接地。此类不规范的操作方法必须禁止。2.5防范高温伤害长时间的高温环境会加速导线的绝缘层老化、剥脱，继而引发直流接地。因此，户外布置的二次线如变压器的油温、油位等信号线必须穿管敷设，机构箱、端子箱内的二次线应与加热器保持一定距离。2.6防范交流混入交流为接地系统，直流为不接地系统。因此，交、直流电源空气断路器和接线端子应分开布置、可靠隔离。禁止交、直流混用同一电缆，否则极易导致交流系统串入直流系统，形成特殊的接地方式，即直流系统经交流系统接地。2.7防范耦合电压干扰直流接地后，经对地电容耦合而来的干扰电压越大，则危害也就越大。应对此类问题，一方面是减小直流系统对地电容，如采用两套直流系统供电、合理规划控制回路和二次电缆走向、电缆敷设的路径应尽可能短等。对于变压器本体保护，宜采用就地跳闸方式，以减少电缆迂回造成直流系统对地电容增大问题。另一方面应提高重瓦斯保护出口中间继电器的动作电压，如在线圈回路加串电阻，或使用高功率继电器，使其动作电压达到直流系统额定电压的55%70%，均可以有效预防误动问题。2023-05-11收稿在变电运维工作中，电压互感器的高压熔断器一相熔断时，熔断相电压既不为零，也不升高，只是电压降低，未熔断相的电压不变，这是电压互感器一相高压熔断器熔断的基本特征。在变电运行中，当出现这种特征后，变电运维人员基本能够正确判断和处理。但是，当电压互感器的两相熔断器同时熔断后，又有什么象征，如何处理，有哪些注意事项？这种情况在变电运维工作中非常难遇到，各种文献中介绍这种故障的文章也很少，本文通过一则具体事例来分析这个问题。1故障变电站的运行方式某兴 35 kV 变电站有 2 条 35 kV 电源进线，对 35kV母线供电，35 kV母线带1号、2号主变压器（以下简称主变）运行。1号主变带10 kV段母线运行，10 kV某城线运行于 10 kV段母线；2号主变带 10 kV段母线运行；10 kV，段母线经母联00断路器分列运行；10 kV 1号、2号电压互感器分别运行于10 kV，段母线，电压互感器二次分列运行。2故障的发生2022年10月2日3时25分，阴云密布，雷雨交加。睡梦中的变电运维人员被急促的电话铃声惊醒，电话里面传来了值班调度员的声音：“某兴35 kV变电站10kV，段母线W相电压降低，10 kV某城线接地，请你们尽快到现场检查处理。”变电运维人员立即检查调度自动化系统中显示的电压，某兴 35 kV变电站 10 kV，段母线电压显示情况如表 1所示。调度自动化系统中画面显示：10 kV段母线上某城线接地。从表1中的电压显示情况来看，现场肯定有故障。具体什么故障，暂时还不能确定。于是，变电运维人员立即带上 10 kV熔断器、万用表、绝缘手套和绝缘靴，冒着中雨驱车到达了某兴35 kV变电站故障现场进行检查处理。3故障的分析与处理变电运维人员到达某兴 35 kV 变电站后，雨还在“哗哗”下着。变电运维人员撑起雨伞，穿上绝缘靴，向故障现场走去。他们先对后台机和电压互感器柜上的母线电压进行检查，后台机10 kV，段母线电压及10 kV段母线电压互感器柜仪表电压如表 2所示。这是在 10 kV段母线和 10 kV段母线上同时发生的2个故障，从后台机10 kV段母线电压及段母线电压互感器柜仪表指示电压来分析，这是 10 kV段母线的W相高压熔断器熔断所致，这个判断是非电 压 互 感 器 高 压 熔 断 器电 压 互 感 器 高 压 熔 断 器同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理同 时 熔 断 的 分 析 与 处 理（262700）国网山东寿光市供电公司隋新世表1某兴35 kV变电站10 kV，段母线电压显示情况电压类别10 kV段母线电压10 kV段母线电压相电压/kVUu，Uv，Uw为2.9，6.1，3.7Uu，Uv，Uw为6.0，5.9，0.6线电压/kVUuv为8.3Uuv为10.3零序电压/kVU0为28.60U0为30.5147