尹劍烽

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞523120）

直流回路在正常運(yùn)行狀態(tài)常受到多種不利因素的影響而造成接地，如設(shè)備的絕緣材料不合格、絕緣性能降低，或存在某些外力造成損傷缺陷等。最常見(jiàn)的直流接地是由于氣候的因素造成的，如在雨天或霧天，二次回路及設(shè)備的嚴(yán)重污穢和受潮、端子箱的進(jìn)水，都可能導(dǎo)致室外的直流系統(tǒng)絕緣降低，從而造成直流接地。在直流接地故障中，一點(diǎn)接地可能造成保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)。而危害更大的兩點(diǎn)接地，除導(dǎo)致保護(hù)、信號(hào)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)外，還可能造成直流保險(xiǎn)熔斷，使整個(gè)變電所的保護(hù)、自動(dòng)裝置、控制回路全部失去電源；另外，在復(fù)雜的保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地，還可能令某些繼電器短接，使之越級(jí)跳閘，擴(kuò)大事故范圍。

1 直流絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)直流接地的檢測(cè)

變電站內(nèi)配置直流絕緣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，便于對(duì)整個(gè)直流系統(tǒng)的監(jiān)視。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣電阻低于整定值（詳見(jiàn)表1）時(shí)，直流絕緣檢測(cè)裝置可靠動(dòng)作，并發(fā)送相應(yīng)信號(hào)至后臺(tái)機(jī)或集控系統(tǒng)，提醒運(yùn)維人員檢查直流系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)。

接地故障引起的對(duì)地電壓變化，與接地電阻值和橋電阻值大小相關(guān)。目前國(guó)內(nèi)微機(jī)化直流接地巡檢裝置內(nèi)的橋電阻一般都大于25 kΩ（如深圳奧特訊約為200 kΩ，珠海泰坦約為40 kΩ）。

表1 絕緣電阻整定值

在眾多的直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置的定值設(shè)置中，當(dāng)接地極對(duì)地電壓小于1/3母線(xiàn)電壓，而非接地極對(duì)地電壓則大于2/3母線(xiàn)電壓，直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置就發(fā)出直流接地告警。

而國(guó)家電網(wǎng)公司《直流電源系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范》第二十八條對(duì)接地故障提出了更高的要求，即“220 V直流系統(tǒng)兩極對(duì)地電壓絕對(duì)值差超過(guò)40 V……，應(yīng)視為直流系統(tǒng)接地?！贝藭r(shí)，接地極對(duì)地電壓小于90 V（約40.9%母線(xiàn)電壓），非接地極對(duì)地電壓為130 V（約59.1%母線(xiàn)電壓）。

在變電站實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)220 V直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，任意極對(duì)地電壓低于60～70 V（27.3%～31.8%母線(xiàn)電壓），不管絕緣監(jiān)測(cè)裝置是否告警，檢修部門(mén)也會(huì)安排處理接地故障。

2 接地故障引起保護(hù)不正常運(yùn)行分析

2.1 直流系統(tǒng)正極接地故障

當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生正極接地故障時(shí)，可能會(huì)引起保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)。因?yàn)橐话銛嗦菲鞯奶祥l線(xiàn)圈以及繼電器線(xiàn)圈是與負(fù)極電源接通的，如果在這些回路上再發(fā)生另一點(diǎn)直流接地，就可能引起誤動(dòng)作，如圖1所示，當(dāng)A、B兩點(diǎn)同時(shí)發(fā)生直流接地故障時(shí)，相當(dāng)于將KA接點(diǎn)短接，而使繼電器KM誤動(dòng)作跳閘。此外，在合閘回路中，若正極兩點(diǎn)接地還可能造成誤合閘，信號(hào)回路則會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)信號(hào)的現(xiàn)象。

圖1 直流系統(tǒng)接地模擬圖

2.2 直流系統(tǒng)負(fù)極接地故障

當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生負(fù)極接地故障時(shí)，可能會(huì)造成保護(hù)及自動(dòng)裝置拒絕動(dòng)作。因?yàn)槿粼跀嗦菲鞯奶?、合閘線(xiàn)圈和保護(hù)繼電器回路再有接地故障時(shí)，線(xiàn)圈被接地點(diǎn)短接而不能動(dòng)作。同時(shí)，直流回路短路電流會(huì)使電源保險(xiǎn)熔斷，并且可能燒壞繼電器接點(diǎn)，失去保護(hù)及操作電源。如圖1所示，當(dāng)直流接地故障發(fā)生在A(yíng)、C兩點(diǎn)時(shí)，繼電器KM的線(xiàn)圈被短接，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)KM不能動(dòng)作，開(kāi)關(guān)拒動(dòng)并將直流保險(xiǎn)FU燒壞。

3 使用直流接地查找設(shè)備引起保護(hù)誤動(dòng)作實(shí)例

2011年6月28日，東莞供電局繼保人員會(huì)同廣州拓威訊便攜式直流接地儀廠(chǎng)家技術(shù)人員，在110 kV某基建站，模擬＃1主變本體重瓦斯回路金屬性接地，將便攜式查找儀接入直流系統(tǒng)，進(jìn)行接地故障的檢測(cè)，如圖2所示，測(cè)試、分析結(jié)果記錄如下。

圖2 主變重瓦斯回路接地的模擬實(shí)驗(yàn)接線(xiàn)圖

根據(jù)接地方式分為2種情況：

（1）A點(diǎn)完全接地。便攜式直流接地儀對(duì)直流系統(tǒng)發(fā)送出4種不同電壓等級(jí)的交變信號(hào)，將導(dǎo)致直流系統(tǒng)電壓的變化，保護(hù)的動(dòng)作情況如表2所示。

表2 全接地時(shí)查找裝置對(duì)保護(hù)的影響

（2）A點(diǎn)連續(xù)觸發(fā)接地。便攜式直流接地儀對(duì)直流系統(tǒng)發(fā)送出4種不同電壓等級(jí)的交變信號(hào)，亦導(dǎo)致直流系統(tǒng)電壓的變化，保護(hù)的動(dòng)作情況如表3所示。

表3 頻繁接地時(shí)查找裝置對(duì)保護(hù)的影響

根據(jù)上述情況分析，直流接地查找設(shè)備引起微機(jī)保護(hù)重瓦斯中間繼電器動(dòng)作條件和原因是：

（1）直流接地查找設(shè)備發(fā)出的信號(hào)幅度影響直流電壓達(dá)到42 V以上，達(dá)到了繼電器的動(dòng)作電壓，將會(huì)導(dǎo)致繼電器的誤動(dòng)作；

（2）A點(diǎn)的連續(xù)觸發(fā)接地會(huì)產(chǎn)生尖峰電流，此時(shí)如果剛好疊加上信號(hào)的波峰值，會(huì)使繼電器動(dòng)作。但如果接地查找儀發(fā)送的交變信號(hào)幅度稍小一點(diǎn)，如第4種交變信號(hào)幅度（＋4.90～＋30.7 V），則疊加在繼電器上的電壓沒(méi)有達(dá)到繼電器的動(dòng)作電壓，故繼電器不動(dòng)作。

因此，在該站這種配置情況下，用便攜式直流接地儀給系統(tǒng)的低頻信號(hào)小于某一值時(shí)（小于31 V），則可以進(jìn)行系統(tǒng)接地故障的檢測(cè)。

4 使用直流接地查找裝置不產(chǎn)生保護(hù)誤動(dòng)的分析

4.1 直流系統(tǒng)負(fù)極接地故障對(duì)直流接地查找裝置的要求

按上述分析，當(dāng)負(fù)極發(fā)生接地故障時(shí)，負(fù)極對(duì)地電壓（絕對(duì)值）＜40%母線(xiàn)電壓，只要使用的直流接地查找裝置輸出電壓＜5%母線(xiàn)電壓，在使用直流接地查找裝置處理接地故障過(guò)程中，負(fù)極對(duì)地電壓＜35%～45%母線(xiàn)電壓，低于繼電器動(dòng)作電壓（50%～70%母線(xiàn)電壓），這時(shí)即使再發(fā)生繼電器線(xiàn)圈回路接地，也不會(huì)誤動(dòng)。

4.2 直流系統(tǒng)正極接地故障對(duì)直流接地查找裝置的要求

當(dāng)正極發(fā)生接地故障時(shí)，負(fù)極對(duì)地電壓（絕對(duì)值）＞59%母線(xiàn)電壓，已在繼電器動(dòng)作電壓范圍（50%～70%母線(xiàn)電壓），這時(shí)再發(fā)生繼電器線(xiàn)圈接地，有可能滿(mǎn)足條件，使繼電器誤動(dòng)作，這也正是要及時(shí)處理直流系統(tǒng)接地故障的原因。

使用直流接地查找設(shè)備處理接地故障時(shí)，由于負(fù)極對(duì)地電壓（絕對(duì)值）＞54～64%母線(xiàn)電壓，在繼電器動(dòng)作電壓區(qū)域（50%～70%母線(xiàn)電壓）內(nèi)，若直流接地查找設(shè)備輸出的是正弦波信號(hào)，那么一半時(shí)間使負(fù)極對(duì)地電壓略為減少（5%以?xún)?nèi)），另一半時(shí)間使負(fù)極對(duì)地電壓略為增加（5%以?xún)?nèi)），則系統(tǒng)的安全影響非常小。

4.3 使用直流接地查找裝置不產(chǎn)生保護(hù)誤動(dòng)的方法

退出告警裝置，以免其接地檢測(cè)過(guò)程中，引起對(duì)地電壓波動(dòng)；

降低信號(hào)源接地信號(hào)電壓幅值（小于5%母線(xiàn)）；

在信號(hào)源內(nèi)部，負(fù)極對(duì)地接入500 kΩ電阻，可將負(fù)極對(duì)地電壓拉低到40%母線(xiàn)電壓以?xún)?nèi)，確保線(xiàn)圈接地初始電壓小于50%母線(xiàn)電壓（40%＋5%＝45%）。

5 結(jié)束語(yǔ)

為盡量減少接地故障處理過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)局內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備情況，特制定接地查找作業(yè)流程如下：

（1）用300 V檔萬(wàn)用表測(cè)量對(duì)地電壓，確定接地極性。

（2）針對(duì)負(fù)極接地情況

1）絕緣裝置為奧特訊產(chǎn)品

a.接入50 kΩ平衡橋電阻，先接正負(fù)極，再接地；

b.在負(fù)極接入50 kΩ電阻；

c關(guān)絕緣裝置電源；

d.開(kāi)始接地查找。

2）絕緣裝置為其它公司產(chǎn)品

a.在負(fù)極接入50 kΩ電阻；

b.開(kāi)始接地查找。

（3）針對(duì)正極接地情況

1）絕緣裝置為奧特訊產(chǎn)品

a.接入50 kΩ平衡橋電阻；

b.關(guān)絕緣裝置電源；

c.開(kāi)始接地查找。

2）絕緣裝置為其它公司產(chǎn)品

可直接開(kāi)始接地查找。