尹劍烽

（廣東電網(wǎng)公司東莞供電局，廣東 東莞523120）

直流回路在正常運行狀態(tài)常受到多種不利因素的影響而造成接地，如設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，二次回路及設備的嚴重污穢和受潮、端子箱的進水，都可能導致室外的直流系統(tǒng)絕緣降低，從而造成直流接地。在直流接地故障中，一點接地可能造成保護及自動裝置誤動或者拒動。而危害更大的兩點接地，除導致保護、信號、自動裝置誤動或拒動外，還可能造成直流保險熔斷，使整個變電所的保護、自動裝置、控制回路全部失去電源；另外，在復雜的保護回路中同極兩點接地，還可能令某些繼電器短接，使之越級跳閘，擴大事故范圍。

1 直流絕緣監(jiān)測系統(tǒng)對直流接地的檢測

變電站內(nèi)配置直流絕緣監(jiān)測系統(tǒng)，便于對整個直流系統(tǒng)的監(jiān)視。當直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣電阻低于整定值（詳見表1）時，直流絕緣檢測裝置可靠動作，并發(fā)送相應信號至后臺機或集控系統(tǒng)，提醒運維人員檢查直流系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)。

接地故障引起的對地電壓變化，與接地電阻值和橋電阻值大小相關。目前國內(nèi)微機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)測裝置的定值設置中，當接地極對地電壓小于1/3母線電壓，而非接地極對地電壓則大于2/3母線電壓，直流絕緣監(jiān)測裝置就發(fā)出直流接地告警。

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

在變電站實際運行過程中，對220 V直流系統(tǒng)來說，任意極對地電壓低于60～70 V（27.3%～31.8%母線電壓），不管絕緣監(jiān)測裝置是否告警，檢修部門也會安排處理接地故障。

2 接地故障引起保護不正常運行分析

2.1 直流系統(tǒng)正極接地故障

當直流系統(tǒng)發(fā)生正極接地故障時，可能會引起保護及自動裝置誤動。因為一般斷路器的跳合閘線圈以及繼電器線圈是與負極電源接通的，如果在這些回路上再發(fā)生另一點直流接地，就可能引起誤動作，如圖1所示，當A、B兩點同時發(fā)生直流接地故障時，相當于將KA接點短接，而使繼電器KM誤動作跳閘。此外，在合閘回路中，若正極兩點接地還可能造成誤合閘，信號回路則會出現(xiàn)誤報信號的現(xiàn)象。

圖1 直流系統(tǒng)接地模擬圖

2.2 直流系統(tǒng)負極接地故障

當直流系統(tǒng)發(fā)生負極接地故障時，可能會造成保護及自動裝置拒絕動作。因為若在斷路器的跳、合閘線圈和保護繼電器回路再有接地故障時，線圈被接地點短接而不能動作。同時，直流回路短路電流會使電源保險熔斷，并且可能燒壞繼電器接點，失去保護及操作電源。如圖1所示，當直流接地故障發(fā)生在A、C兩點時，繼電器KM的線圈被短接，當保護動作時KM不能動作，開關拒動并將直流保險FU燒壞。

3 使用直流接地查找設備引起保護誤動作實例

2011年6月28日，東莞供電局繼保人員會同廣州拓威訊便攜式直流接地儀廠家技術(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)，進行接地故障的檢測，如圖2所示，測試、分析結(jié)果記錄如下。

圖2 主變重瓦斯回路接地的模擬實驗接線圖

根據(jù)接地方式分為2種情況：

（1）A點完全接地。便攜式直流接地儀對直流系統(tǒng)發(fā)送出4種不同電壓等級的交變信號，將導致直流系統(tǒng)電壓的變化，保護的動作情況如表2所示。

表2 全接地時查找裝置對保護的影響

（2）A點連續(xù)觸發(fā)接地。便攜式直流接地儀對直流系統(tǒng)發(fā)送出4種不同電壓等級的交變信號，亦導致直流系統(tǒng)電壓的變化，保護的動作情況如表3所示。

表3 頻繁接地時查找裝置對保護的影響

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

（1）直流接地查找設備發(fā)出的信號幅度影響直流電壓達到42 V以上，達到了繼電器的動作電壓，將會導致繼電器的誤動作；

（2）A點的連續(xù)觸發(fā)接地會產(chǎn)生尖峰電流，此時如果剛好疊加上信號的波峰值，會使繼電器動作。但如果接地查找儀發(fā)送的交變信號幅度稍小一點，如第4種交變信號幅度（＋4.90～＋30.7 V），則疊加在繼電器上的電壓沒有達到繼電器的動作電壓，故繼電器不動作。

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)的低頻信號小于某一值時（小于31 V），則可以進行系統(tǒng)接地故障的檢測。

4 使用直流接地查找裝置不產(chǎn)生保護誤動的分析

4.1 直流系統(tǒng)負極接地故障對直流接地查找裝置的要求

按上述分析，當負極發(fā)生接地故障時，負極對地電壓（絕對值）＜40%母線電壓，只要使用的直流接地查找裝置輸出電壓＜5%母線電壓，在使用直流接地查找裝置處理接地故障過程中，負極對地電壓＜35%～45%母線電壓，低于繼電器動作電壓（50%～70%母線電壓），這時即使再發(fā)生繼電器線圈回路接地，也不會誤動。

4.2 直流系統(tǒng)正極接地故障對直流接地查找裝置的要求

當正極發(fā)生接地故障時，負極對地電壓（絕對值）＞59%母線電壓，已在繼電器動作電壓范圍（50%～70%母線電壓），這時再發(fā)生繼電器線圈接地，有可能滿足條件，使繼電器誤動作，這也正是要及時處理直流系統(tǒng)接地故障的原因。

使用直流接地查找設備處理接地故障時，由于負極對地電壓（絕對值）＞54～64%母線電壓，在繼電器動作電壓區(qū)域（50%～70%母線電壓）內(nèi)，若直流接地查找設備輸出的是正弦波信號，那么一半時間使負極對地電壓略為減少（5%以內(nèi)），另一半時間使負極對地電壓略為增加（5%以內(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)生保護誤動的方法

退出告警裝置，以免其接地檢測過程中，引起對地電壓波動；

降低信號源接地信號電壓幅值（小于5%母線）；

在信號源內(nèi)部，負極對地接入500 kΩ電阻，可將負極對地電壓拉低到40%母線電壓以內(nèi)，確保線圈接地初始電壓小于50%母線電壓（40%＋5%＝45%）。

5 結(jié)束語

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

（1）用300 V檔萬用表測量對地電壓，確定接地極性。

（2）針對負極接地情況

1）絕緣裝置為奧特訊產(chǎn)品

a.接入50 kΩ平衡橋電阻，先接正負極，再接地；

b.在負極接入50 kΩ電阻；

c關絕緣裝置電源；

d.開始接地查找。

2）絕緣裝置為其它公司產(chǎn)品

a.在負極接入50 kΩ電阻；

b.開始接地查找。

（3）針對正極接地情況

1）絕緣裝置為奧特訊產(chǎn)品

a.接入50 kΩ平衡橋電阻；

b.關絕緣裝置電源；

c.開始接地查找。

2）絕緣裝置為其它公司產(chǎn)品

可直接開始接地查找。