李金昊

摘 要：變電站室外設(shè)備受環(huán)境因素的影響，很容易發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障。根據(jù)相關(guān)案例，簡(jiǎn)要分析了查找直流接地故障點(diǎn)過程中遇到的一些共性問題，提出了相應(yīng)的解決方案，以提升設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行水平。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)接地故障；刀閘輔助接點(diǎn)；網(wǎng)絡(luò)環(huán)流

中圖分類號(hào)：TM862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.22.115

目前，變電站直流系統(tǒng)線路長(zhǎng)、分布廣，所帶下級(jí)負(fù)荷多，有些還存在環(huán)網(wǎng)供電和寄生回路，因此，很容易受到外界環(huán)境的影響，出現(xiàn)絕緣電阻降低的情況。直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻降低會(huì)直接產(chǎn)生直流接地故障。出現(xiàn)這種故障的原因主要有以下幾點(diǎn)：①有些戶外匯控柜、機(jī)構(gòu)箱存在返潮現(xiàn)象，雨雪天氣情況下存在漏水、滲水等現(xiàn)象；②在施工時(shí)，因?yàn)榧夹g(shù)水平所限，導(dǎo)致電纜絕緣層破損，引發(fā)直流接地故障；③在設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的過程中，環(huán)境因素導(dǎo)致電纜老化、龜裂，進(jìn)而造成直流系統(tǒng)接地；④設(shè)備檢修時(shí)，在一次設(shè)備絕緣噴涂的過程中，工人誤碰套管外電纜，導(dǎo)致電纜受力，與金屬外殼摩擦導(dǎo)致電纜破損，絕緣降低；⑤在直流接地易發(fā)點(diǎn)，比如刀閘輔助接點(diǎn)、主變本體接點(diǎn)、SF6壓力表接點(diǎn)，現(xiàn)有金屬外殼防雨、防潮、抗機(jī)械外力能力不足或者更換不及時(shí)，容易導(dǎo)致電纜絕緣性能降低。

一旦發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障，變電站全站控制和保護(hù)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行將會(huì)受到嚴(yán)重影響。如果不及時(shí)排除此類故障，極有可能導(dǎo)致開關(guān)誤動(dòng)、拒動(dòng)、直流電源的正負(fù)極短路，使得全站的控制部分癱瘓。此時(shí)，如果一次系統(tǒng)發(fā)生故障，事故范圍很可能立刻擴(kuò)大，引發(fā)嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。

1 案例分析

1.1 案例1

在雨雪等潮濕氣候條件下，變電站室外的刀閘輔助接點(diǎn)有可能發(fā)生接地。刀閘輔助接點(diǎn)接地通常有以下3種情況：①輔助接點(diǎn)上金屬螺栓銹蝕。當(dāng)銹蝕產(chǎn)生的碎屑累積到一定程度時(shí)，在潮濕的條件下，直流電源二次電纜與外殼通過碎屑導(dǎo)通，發(fā)生接地故障。②設(shè)備檢修時(shí)，在一次設(shè)備絕緣噴涂過程中，工人誤碰裸露電纜，導(dǎo)致電纜受力；與金屬外殼摩擦，導(dǎo)致電纜破損，絕緣降低。③施工時(shí)，由于技術(shù)水平有限，導(dǎo)致電纜絕緣層破損。在潮濕條件下，電纜線芯對(duì)地電阻降低，發(fā)生直流接地故障。

針對(duì)上述情況，具體的解決方案是：①提高刀閘輔助接點(diǎn)防雨罩的密封性，采用接線端子抗銹蝕能力較強(qiáng)的輔助接點(diǎn)。②縮短二次電纜暴露在電纜套管之外的部分，避免二次電纜承受機(jī)械應(yīng)力。同時(shí)，對(duì)連接刀閘輔助接點(diǎn)的二次電纜采取必要的防護(hù)措施，提高其抵抗磨損的能力。③提升施工質(zhì)量。嚴(yán)格把控刀閘輔助接點(diǎn)電纜接線的施工質(zhì)量。

1.2 案例2

在連續(xù)陰雨天氣過后，某220 kV變電站兩段直流母線的絕緣監(jiān)測(cè)裝置同時(shí)發(fā)出直流接地故障告警信號(hào)。絕緣監(jiān)測(cè)裝置顯示直流接地故障的位置，該直流饋線屏直流總電源空開，斷開該空開之后，故障告警信號(hào)依然存在。將其中任意一個(gè)屏各支路空開依次斷電后，2個(gè)直流總電源絕緣檢測(cè)裝置始終同時(shí)顯示直流接地故障。由此得出結(jié)論，兩段直流電母線之間存在至少一處合環(huán)點(diǎn)，2段直流母線之間在負(fù)載內(nèi)部存在網(wǎng)絡(luò)環(huán)流。另外，該變電站當(dāng)時(shí)同時(shí)發(fā)生至少2處直流接地故障。直流接地故障存在重大事故隱患，需及時(shí)處理。當(dāng)時(shí)，工作人員采用非常規(guī)方法，在做好安全措施的前提下，經(jīng)調(diào)度允許后，短時(shí)間內(nèi)將所有室外回路直流電源斷開后依次拉合，最終找到2處接地點(diǎn)，一處為1號(hào)主變非電量保護(hù)支路中壓力釋放回路，另一處為110 kV某間隔支路刀閘輔助接點(diǎn)回路。由于現(xiàn)場(chǎng)接地故障點(diǎn)多，2個(gè)直流電源之間存在網(wǎng)絡(luò)環(huán)流，無法按照常規(guī)方式進(jìn)行故障檢查，而非常規(guī)檢查方式需要在短時(shí)間內(nèi)使全站大多數(shù)間隔保護(hù)裝置同時(shí)退出運(yùn)行，就只能依靠母線保護(hù)做后備保護(hù)，使該故障排查在極大的事故風(fēng)險(xiǎn)下進(jìn)行。

針對(duì)這種情況，具體的解決方案是：①統(tǒng)一記錄雙回路供電負(fù)載，并做清晰標(biāo)識(shí)，便于在排查直流接地故障時(shí)切斷，提升故障排查效率；②保持兩段直流母線的獨(dú)立性，確保在各自回路之間處于電氣隔離的狀態(tài)，防止變電站施工過程中產(chǎn)生寄生回路影響直流母線的獨(dú)立性。③主變本體保護(hù)接點(diǎn)，比如油溫表，壓力釋放接點(diǎn)需著重做好加裝防雨罩等防水措施，制訂相關(guān)設(shè)備的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并在設(shè)備驗(yàn)收、設(shè)備檢修時(shí)檢查，及時(shí)更換絕緣水平低的設(shè)備，防止直流接地故障的發(fā)生。

1.3 案例3

在極端惡劣天氣過后，某220 kV變電站站內(nèi)絕緣監(jiān)測(cè)裝置報(bào)某220 kV線路間隔儲(chǔ)能電源支路直流接地故障。工作人員打開該間隔儲(chǔ)能回路電源接線后，直流接地故障報(bào)警信號(hào)依然存在。檢查發(fā)現(xiàn)，該間隔儲(chǔ)能電源與其標(biāo)識(shí)含義不同，不僅為本間隔儲(chǔ)能回路供電，而且它是全站220 kV間隔開關(guān)機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能回路總電源。通過對(duì)該站220 kV間隔匯控柜儲(chǔ)能空開分別進(jìn)行拉路檢查，終于確定為某220 kV間隔儲(chǔ)能電源回路發(fā)生接地。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，接地故障點(diǎn)位于SF6壓力表。該站220 kV、110 kV部分一次設(shè)備為GIS設(shè)備，GIS設(shè)備SF6壓力表與主變油溫表類似，僅依靠其外殼與外界隔離。在連續(xù)陰雨天氣下，其外殼滲水，導(dǎo)致表內(nèi)直流電纜絕緣水平降低，引發(fā)直流系統(tǒng)接地故障。

針對(duì)這種情況，具體的解決方案是：①為全站同類型的SF6壓力表加裝防雨罩，或者將其安裝位置移動(dòng)至就近間隔室外匯控柜內(nèi)，并做好其指示位置標(biāo)識(shí)；②新建變電站驗(yàn)收或變電站改造驗(yàn)收時(shí)，對(duì)二次直流電源使用情況做完整、詳細(xì)的標(biāo)識(shí)，方便后期維護(hù)；③在條件允許的情況下，各間隔直流電源分別由各支路獨(dú)立供電，或者通過增鋪電纜的方式減少共用同組直流電源的間隔數(shù)。

2 方案總結(jié)

對(duì)于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行存在的直流接地共性問題，應(yīng)及時(shí)與廠家反饋、協(xié)調(diào)，盡早改進(jìn)廠家設(shè)備的不足，從根源上減少故障的發(fā)生。

在施工過程中，對(duì)容易留下事故隱患的環(huán)節(jié)加強(qiáng)質(zhì)量把控，杜絕由于施工現(xiàn)場(chǎng)管理不嚴(yán)產(chǎn)生事故隱患。

在設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)細(xì)則中，增加對(duì)直流接地易發(fā)生點(diǎn)的狀態(tài)評(píng)價(jià)條目，制訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，定期考核戶外二次回路、儀表的設(shè)備狀態(tài)，增強(qiáng)設(shè)備維護(hù)的針對(duì)性。

在排查直流接地故障的過程中，對(duì)于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的標(biāo)識(shí)不明、記錄不完善的情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)記錄、完善，提高故障的排查效率，降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。

〔編輯：白潔〕