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摘 要：变电站直流系统，作为全变电站的继电保护装置，也肩负着为二次回路提供电压的重任，因此该系统的运行以及运行稳定性直接关系到整个电网系统的安全正常运营。对于整个变电站直流系统而言，其接地故障是影响整个系统稳定性的首要问题，必须引起高度重视。而如何快速地第一时间定位变电站直流系统接地故障并充分做好预防工作，对于整个直流系统至关重要。因此，本文系统地分析了变电站直流系统的构成，并在此基础上指出了如何快速定位变电站直流系统接地故障以及该类故障应当如何防范，从而为检修人员提供了思路，切实保证了变电站直流系统正常运营。
关键词：变电站直流系统；接地故障；快速定位；预防对策
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0051-02
1 引 言
我国经济社会的不断发展，对电力的需求也越来越大，并且也对我国电力系统提出了更严格的要求。电力系统能否稳定正常运行是电力持续供应的重要保证。变电站直流系统（DC system）是二次系统的核心组成部分。因此，该系统是否能够不出现事故地正常工作对于整个电网系统地稳定和安全至关重要。通常情况下，在直流系统中，接地故障是直接威脅变电运行的一类运行故障，并且引起了维护检修人员的广泛关注。研究实践表明，当直流系统中出现接地故障，极其有可能造成断路器偷跳，会导致直流系统直接短路，致使直流电源中断供电，甚至会出现断路装置误跳及拒跳的事故，严重威胁电网系统的安全运行，威胁社会公共财产安全。因此，对于变电站直流系统的检修工作，如何做好接地故障的预防工作，以及在故障发生后，如何在第一时间内快速对故障进行分析定位是检修工作的一个重要任务，这一任务的良好完成，势必会对直流系统的稳定运行以及电网地正常工作带来可观的益处。本文分析了变电站直流系统的构成，并在此基础上阐述了快速定位直流系统接地故障的必要性，并据此进一步给出了快速定位直流接地故障的流程、方法以及如何防患于未然，做好变电站直流系统接地故障的预防措施，从而为检修人员提供了思路，切实保证了变电站直流系统正常运营。
2 变电站直流系统的构成
图1为变电站直流系统的构成示意图。该直流系统的主要组成部分为：直流电源、直流母线和直流馈线等。如图可知，直流电源又由蓄电池组和相应的充电设备构成，其中的蓄电池组是通过三个及其以上各蓄电池相互串联得到的。由串联电路的原理可知，当变电站直流系统所需要达到的电压越高，则所需要相互串联的蓄电池单体的个数也就相应的要越多，具体个数的需要通过串联分压原理计算得到；同样，若对直流系统所输出的电流有较高的要求，则需要对并联的蓄电池个数及电流进行计算和设置。充电设备对直流电源进行充电，且充电方式为恒压充电。通常情况下，充电设备对直流电源充满电时，此时直流电源处于过充状态。
3 快速定位变电站直流系统接地故障的必要性
假设在变电站直流系统中已经出现了某一点接地，如果不能够第一时间找到该接地故障点，就极有可能出现其他点的接地故障，而这种情况出现之后，将会直接导致直流系统中出现短路，从而造成直流系统中直流电源供电不正常，当运行中的直流系统发生一点接地之后，运维检修人员应立即进行检查处理，避免进一步发展为两点接地故障。因此，若在变电站直流系统中出现某点接地事故后，不能快速找到事故点，将会导致其他点出现接地事故，进而导致直流电源停止供电，电力需求得不到正常供应，造成较高的国民经济损失，不利于我国的经济发展进程。因此当变电站直流系统出现某单点故障后，快速找出该点的位置是变电站正常供电的关键工作，具有极大的必要性。
4 直流系统接地故障快速定位方法及预防措施
4.1 直流系统接地故障快速定位方法
4.1.1 绝缘监测装置可选出接地支路
通常情况下，在变电站直流系统中设置有直流绝缘监测装置。该装置的检测原理为电桥平衡。当系统中出现某点接地，绝缘检测装置中的电桥平衡就会遭到破坏，从而发出警报。一般情况下，绝缘检测装置只能够精确地判断出支路中的接地点，对于母线中出现的接地故障点则难以识别。
当绝缘监测装置识别出故障点时，运行维护人员应首先拉合馈线空开检查接地信号是否消失，判断选线结果是否正确，并及时隔离故障支路，防止故障进一步扩大，待二次检修人员到现场后通过电位测量方法准确定位故障点后排除故障。若选出支路不能真实反映故障点，应及时通知二次检修人员尽快到现场进行检查。
4.1.2 绝缘监测装置无法选出接地支路
（1）拉路法
在使用拉路法定位直流系统接地点故障时，首先要做的一点是及时通知相关部门，并且遵循先信号回路后操作回路的原则，并且保证每次断开支路低压断路器的时间不能够超过3s。除此之外，对于断开电源可能导致误出口的装置应提前做好隔离措施。
（2）分段隔离法
第一步要做的检查工作：检查直流母线的外侧有没有干扰物质附着；第二步要做的工作：通过轮流退出充电设备、蓄电池组等方式判断故障点是否发生在充电设备或蓄电池本体。最关键的步骤是最后一步，检查直流母线有没有出现环供现象。
经过以上检查，若仍然没有找到接地故障点，应当及时通过断开系统中的充电设备，以此来检查是不是存在互串现象。
4.2 直流系统接地故障预防措施
（1）对于变电站直流系统来说，相关管理和运维人员的工作能力以及专业素养，以及对事故的判断和处理能力是相当重要的。因此，在相关人员上岗时应当对其职业素质进行严格考查。同时，对于已经在职的相关运维人员应该定期开展事故处理培训，并设置排除故障的比赛，从而激励相关员工更好的培养自身处理各项事故的能力。
（2）定期对变电站直流系统工作进行验收。重点完成蓄电池充放电试验、充电设备工作状态检查、绝缘检测装置选线功能测试、直流馈线接入前绝缘测试等试验项目、直流馈线低压断路器标示检查，确保蓄电池、充电设备可靠运行，绝缘监测装置参数设置正确。
（3）变电站内的直流系统相关设备图样、说明书应完善、齐备；站内直流系统原理图应清晰、准确，并与实际接线相符，便于检修人员查找故障时使用。变电运维人员在平时设备巡视时应加强户外表计、主变非电量继电器、油位计以及户外开关端子箱、机构箱的防潮防渗检查。
5 结 语
变电站直流系统是二次系统的核心组成部分，是保证电网系统正常运行的关键组成部分。而直流接地故障是威胁该系统的重大问题，因此在事故发生之前应正确及时做好防护措施，真正做到防患于未然，是解除该类威胁一个最主要的方法。而当变电站直流系统接地故障发生后，首要的解决问题的关键之处在于第一时间找到并定位直流接地故障点。维护排查人员应当熟悉直流系统结构及绝缘监测装置选线原理，综合当下环境，快速定位故障点并及时排除故障，使直流系统恢复正常运行，在最短时间内解决出现的问题，从而保证电力系统地正常运行。
参考文献
[1]葛 猛，陶安培.一次变SF6封闭式组合电器故障原因分析[C].吉林省电机工程学会学术年会，2015.
[2]陈神思.直流系统接地故障的分析与处理[C].福建省科学技术协会第七届学术年会分会场-提高水力发电技术促进海西经济建设研讨会，2014.
[3]张金亮，曾彩凤.变电站直流系统运行与维护的探讨[J].硅谷，2013（21）.
[4]杨莉敏.浅谈变电站直流系统的运行维护[J].科技创新与应用，2014（35）.
收稿日期：2018-5-23
关键词：变电站直流系统；接地故障；快速定位；预防对策
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）18-0051-02
1 引 言
我国经济社会的不断发展，对电力的需求也越来越大，并且也对我国电力系统提出了更严格的要求。电力系统能否稳定正常运行是电力持续供应的重要保证。变电站直流系统（DC system）是二次系统的核心组成部分。因此，该系统是否能够不出现事故地正常工作对于整个电网系统地稳定和安全至关重要。通常情况下，在直流系统中，接地故障是直接威脅变电运行的一类运行故障，并且引起了维护检修人员的广泛关注。研究实践表明，当直流系统中出现接地故障，极其有可能造成断路器偷跳，会导致直流系统直接短路，致使直流电源中断供电，甚至会出现断路装置误跳及拒跳的事故，严重威胁电网系统的安全运行，威胁社会公共财产安全。因此，对于变电站直流系统的检修工作，如何做好接地故障的预防工作，以及在故障发生后，如何在第一时间内快速对故障进行分析定位是检修工作的一个重要任务，这一任务的良好完成，势必会对直流系统的稳定运行以及电网地正常工作带来可观的益处。本文分析了变电站直流系统的构成，并在此基础上阐述了快速定位直流系统接地故障的必要性，并据此进一步给出了快速定位直流接地故障的流程、方法以及如何防患于未然，做好变电站直流系统接地故障的预防措施，从而为检修人员提供了思路，切实保证了变电站直流系统正常运营。
2 变电站直流系统的构成
图1为变电站直流系统的构成示意图。该直流系统的主要组成部分为：直流电源、直流母线和直流馈线等。如图可知，直流电源又由蓄电池组和相应的充电设备构成，其中的蓄电池组是通过三个及其以上各蓄电池相互串联得到的。由串联电路的原理可知，当变电站直流系统所需要达到的电压越高，则所需要相互串联的蓄电池单体的个数也就相应的要越多，具体个数的需要通过串联分压原理计算得到；同样，若对直流系统所输出的电流有较高的要求，则需要对并联的蓄电池个数及电流进行计算和设置。充电设备对直流电源进行充电，且充电方式为恒压充电。通常情况下，充电设备对直流电源充满电时，此时直流电源处于过充状态。
3 快速定位变电站直流系统接地故障的必要性
假设在变电站直流系统中已经出现了某一点接地，如果不能够第一时间找到该接地故障点，就极有可能出现其他点的接地故障，而这种情况出现之后，将会直接导致直流系统中出现短路，从而造成直流系统中直流电源供电不正常，当运行中的直流系统发生一点接地之后，运维检修人员应立即进行检查处理，避免进一步发展为两点接地故障。因此，若在变电站直流系统中出现某点接地事故后，不能快速找到事故点，将会导致其他点出现接地事故，进而导致直流电源停止供电，电力需求得不到正常供应，造成较高的国民经济损失，不利于我国的经济发展进程。因此当变电站直流系统出现某单点故障后，快速找出该点的位置是变电站正常供电的关键工作，具有极大的必要性。
4 直流系统接地故障快速定位方法及预防措施
4.1 直流系统接地故障快速定位方法
4.1.1 绝缘监测装置可选出接地支路
通常情况下，在变电站直流系统中设置有直流绝缘监测装置。该装置的检测原理为电桥平衡。当系统中出现某点接地，绝缘检测装置中的电桥平衡就会遭到破坏，从而发出警报。一般情况下，绝缘检测装置只能够精确地判断出支路中的接地点，对于母线中出现的接地故障点则难以识别。
当绝缘监测装置识别出故障点时，运行维护人员应首先拉合馈线空开检查接地信号是否消失，判断选线结果是否正确，并及时隔离故障支路，防止故障进一步扩大，待二次检修人员到现场后通过电位测量方法准确定位故障点后排除故障。若选出支路不能真实反映故障点，应及时通知二次检修人员尽快到现场进行检查。
4.1.2 绝缘监测装置无法选出接地支路
（1）拉路法
在使用拉路法定位直流系统接地点故障时，首先要做的一点是及时通知相关部门，并且遵循先信号回路后操作回路的原则，并且保证每次断开支路低压断路器的时间不能够超过3s。除此之外，对于断开电源可能导致误出口的装置应提前做好隔离措施。
（2）分段隔离法
第一步要做的检查工作：检查直流母线的外侧有没有干扰物质附着；第二步要做的工作：通过轮流退出充电设备、蓄电池组等方式判断故障点是否发生在充电设备或蓄电池本体。最关键的步骤是最后一步，检查直流母线有没有出现环供现象。
经过以上检查，若仍然没有找到接地故障点，应当及时通过断开系统中的充电设备，以此来检查是不是存在互串现象。
4.2 直流系统接地故障预防措施
（1）对于变电站直流系统来说，相关管理和运维人员的工作能力以及专业素养，以及对事故的判断和处理能力是相当重要的。因此，在相关人员上岗时应当对其职业素质进行严格考查。同时，对于已经在职的相关运维人员应该定期开展事故处理培训，并设置排除故障的比赛，从而激励相关员工更好的培养自身处理各项事故的能力。
（2）定期对变电站直流系统工作进行验收。重点完成蓄电池充放电试验、充电设备工作状态检查、绝缘检测装置选线功能测试、直流馈线接入前绝缘测试等试验项目、直流馈线低压断路器标示检查，确保蓄电池、充电设备可靠运行，绝缘监测装置参数设置正确。
（3）变电站内的直流系统相关设备图样、说明书应完善、齐备；站内直流系统原理图应清晰、准确，并与实际接线相符，便于检修人员查找故障时使用。变电运维人员在平时设备巡视时应加强户外表计、主变非电量继电器、油位计以及户外开关端子箱、机构箱的防潮防渗检查。
5 结 语
变电站直流系统是二次系统的核心组成部分，是保证电网系统正常运行的关键组成部分。而直流接地故障是威胁该系统的重大问题，因此在事故发生之前应正确及时做好防护措施，真正做到防患于未然，是解除该类威胁一个最主要的方法。而当变电站直流系统接地故障发生后，首要的解决问题的关键之处在于第一时间找到并定位直流接地故障点。维护排查人员应当熟悉直流系统结构及绝缘监测装置选线原理，综合当下环境，快速定位故障点并及时排除故障，使直流系统恢复正常运行，在最短时间内解决出现的问题，从而保证电力系统地正常运行。
参考文献
[1]葛 猛，陶安培.一次变SF6封闭式组合电器故障原因分析[C].吉林省电机工程学会学术年会，2015.
[2]陈神思.直流系统接地故障的分析与处理[C].福建省科学技术协会第七届学术年会分会场-提高水力发电技术促进海西经济建设研讨会，2014.
[3]张金亮，曾彩凤.变电站直流系统运行与维护的探讨[J].硅谷，2013（21）.
[4]杨莉敏.浅谈变电站直流系统的运行维护[J].科技创新与应用，2014（35）.
收稿日期：2018-5-23