变电站直流系统接地故障查找方法研究

李家淇

摘 要：直流系统对变电站的正常运营有非常重要的意义。对于变电站而言，最难处理的就是直流系统中的线路接地问题。因此，全面阐述了接地故障的多种检测方法，以期为变电站的安全运行提供一定的参考和借鉴。

关键词：变电站；直流系统；接地故障；平衡桥

中图分类号：TM862 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.03.156

目前，直流电源已经被广泛运用在了各个变电站的装置及回路中，比如继电保护装置、控制以及出口回路等，进而组成了直流系统。只有变电站中的直流系统是可靠的，变电站才能实现高效、稳定运转。在实际中，变电站的很多区域都会存在直流系统，如果遇到恶劣天气或发生电缆老化的情况，则可能使直流系统出现接电故障，且在实际操作中，检测接地故障的难度非常大，这是因为直流系统在变电站中的分布十分复杂，线路的数目也比较多。

1 变电站直流系统接地的原因

变电站中直流系统的线路回路众多、工作负荷较大，如果遇到极端天气或其他状况（线路老化、外部挤压、漏水等），则可能导致其绝缘程度下降，最终引发线路接地。除上述原因外，人为原因也可能造成线路接地，比如，安装工人在安装中随意使用电缆、工程防水工作不到位、电缆的绝缘层被破坏等。

2 直流系统接地的查找方法

当变电站的直流系统无法正常工作时，应先找到故障的确切位置，并依据以往的检测经验和经典案例研究故障原因，最后处理已发生的故障，从而确保直流系统可正常运行。

2.1 直流电桥

直流电桥可分为平衡桥、不对称桥两类。它通常用来检测直流系统。平衡桥的理论依据为：直流系统中的正极或负极下降打破了电桥原有的平衡时，通过不平衡的程度确定故障位置。这种方法最大的缺陷是应用范围非常小，仅能体现正、负极的状况，无法完整地反映整个系统的状况。

低频电压一般作用于直流母线与地面之间。一般而言，直流电路是不会接地的，且在正常工作状态下，其仅允许直流电流流过。如果电路中某一部分出现了接地问题，则系统会自动使低频电流通过该路段。此时，后台的专属检测软件会接收到该信号，最终通过计算、分析可找到线路接地的区域，且可了解电阻接地的程度。拉回路法是以往检测接地的方法之一，采用该方法时各回路会间歇性地断电。目前，低频信号的发送和接收不需要依靠间歇性断电，直接可检测到发生故障的路段和具体的接地情况，极大地提升了工作效率。

2.2 低频信号注入法

目前，主流的做法是采用电桥法确定故障的水平位置，采用低频信号法确定故障的深度，进而得到确切的故障位置和数值。当装置发生故障时，通常采用双不对称电桥法来处理。采用闭合电路测定电压，可得到线路的绝缘情况。如果线路中的正极存在绝缘问题，正母线测定的电压会偏小；如果线路中的负极存在绝缘问题，负母线测定的电压会偏小。

2.3 拉路法

拉路法是电力系统故障排查中一种较为简单的方法，其原理为：由于线路接地处为负极，负极可在直流导线下产生电流，因此，人们可断开直流导线，观察线路的电流情况，从而判断接地位置。如果在电力系统中发现变压电直流系统接地的情况，可采取拉路法观察接地是否消失。如果接地已消失，则说明接地存在于切断的导线中；反之，则应立即重连所有的导线，并再次使用拉路法一一排查其他线路，最终确定直流系统接地故障产生的原因。但在实际情况中，受到电力系统变电站规划和施工等方面的影响，易导致系统的各项回路错综复杂、线路放置比较混乱，且系统控制线路、反馈线路等回路存在一系列的问题，进而增大了实施拉路法的难度，增大了系统直流接地故障排查的难度。因此，在建设电力系统的过程中，应注意这方面的问题。

2.4 自动隔离定位法

采用隔离定位法，可在查找接地故障时保持各支路电路通畅，从而在排查线路接地时可较为容易地判断故障部位。采用该方法的前提是具备多个直流电源，且需要将接地的直流电源中的线路重新接入到其他直流电源中。

采用该方法可通过直流板控制电阻，从而及时发现、隔离故障点。要想实现上述功能，就必须在配备其他直流电源的基础上，切换变压电系统中所有支路的原电源与现有电源，并配备检测系统。如果在单条或多条支路中出现了线路故障，则可通过检测系统切换电源，从而判断哪一条线路存在故障。如果切换电源后，线路接到了隔离电源上系统仍能正常运行，则说明该线路没有问题；反之，则可以确定该线路存在故障。

3 结束语

综上所述，直流系统接地故障的排查难度较大，且故障发生后常造成重大的损失。因此，为了及时、准确地发现问题所在，在最短的时间内了解事故发生的原因对整个电力系统的运行而言极其重要。本文对变电站直流系统接地故障进行了研究，目的在于有效解决电力系统工作人员遇到的排查难题，从而减少安全隐患，保障电力系统的正常运行。

参考文献

[1]蔡骏峰.解决直流接地故障的新思路[J].湖北电力，2011（01）.

[2]朱新菊.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].电气开关，2013（01）.

[3]廖军.直流接地故障分析与查找[J].广东电力，2013（01）.

〔编辑：张思楠〕