水電站直流電源系統(tǒng)接地故障的處理與技巧分析

　　一、 前言

　　辰溪大洑潭水電站位于湖南省辰溪縣境內(nèi)、沅水干流中流，是沅水河的第八個(gè)梯級(jí)電站。電站裝機(jī)容量為5×40MW，屬大型水力發(fā)電站。面前電站五臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組均已投產(chǎn)發(fā)電。由于電站屬河床式電站，閘門(mén)的可靠調(diào)度及電站機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行是電站的工作重點(diǎn)問(wèn)題，因此電站的電源穩(wěn)定將是關(guān)鍵因素，而直流系統(tǒng)在水電站中承擔(dān)的負(fù)荷極為重要,它提供為確保全廠繼電保護(hù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、電氣控制、二次信號(hào)、事故照明、交流不間斷電源等的不間斷供電，上述系統(tǒng)要求對(duì)供電的可靠性很高。因此直流系統(tǒng)的可靠性是保障電站安全運(yùn)行的關(guān)鍵條件之一。

　　二、 直流系統(tǒng)故障接地的分析

　　大洑潭水電站直流系統(tǒng)安裝完成投運(yùn)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后出現(xiàn)了直流系統(tǒng)故障接地報(bào)警，但未出現(xiàn)接地故障斷電退出運(yùn)行的現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)直流系統(tǒng)的蓄電池、一次回路、二次控制回路等的檢查未發(fā)現(xiàn)有接地現(xiàn)象。

　　由于直流系統(tǒng)在電站分布范圍廣、外露部分多、電纜多、且較長(zhǎng)。所以，特別是在仍再建水電站的很容易受塵土、潮氣的腐蝕，使某些絕緣薄弱元件絕緣降低，甚至絕緣破壞造成直流接地。因此在分析直流接地的原因有如下幾個(gè)方面：1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣性能低，或年久失修、嚴(yán)重老化?；虼嬖谀承p傷缺陷、如磨傷、砸傷、壓傷、扭傷或過(guò)流引起的燒傷等;2、二次回路及設(shè)備嚴(yán)重污穢和受潮、接地盒進(jìn)水，使直流對(duì)地絕緣嚴(yán)重下降;3、小動(dòng)物爬入或小金屬物件掉落搭接在元件上造成直流電源系統(tǒng)接地故障，另外老鼠、蜈蚣等小動(dòng)物爬入帶電回路導(dǎo)致接地故障;4、在安裝施工過(guò)程中某些元件的線(xiàn)頭、未使用的螺絲、墊圈等零件，掉落在帶電回路上從而引起故障。

　　大洑潭水電站直流電源系統(tǒng)通過(guò)上述分析的原因進(jìn)行排查，排除了由于設(shè)備本身質(zhì)量發(fā)生個(gè)故障的原因，最后判斷由于電站面前仍然處在建設(shè)工程中，蓄電池室由于土建在施工過(guò)程中存在室外雨水進(jìn)入，電池工作環(huán)境下降導(dǎo)致受潮影響，采取適當(dāng)措施后故障消失。

　　三、直流系統(tǒng)接地故障的危害

　　通常在直流電源的接地故障中，兩點(diǎn)接地是危害較大的，由此可能造成嚴(yán)重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點(diǎn)接地故障，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)，二次信號(hào)異常，或造成直流電源動(dòng)作消失，使保護(hù)及自動(dòng)裝置、控制回路失去電源。在復(fù)雜的保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地，還可能將某些繼電器短接，不能動(dòng)作于跳閘、致使斷路器越級(jí)跳閘的發(fā)生。

　　1、直流正極接地，有使保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)的可能。因?yàn)橐话闾祥l線(xiàn)圈、繼電器線(xiàn)圈正常與負(fù)極電源接通，若這些回路再發(fā)生一直接地，就可能引起誤動(dòng)作。并且兩點(diǎn)接地還可能造成誤合閘，誤報(bào)動(dòng)作信號(hào)。

　　2、直流負(fù)極接地，有使保護(hù)自動(dòng)裝置拒絕動(dòng)作的可能。因?yàn)?，跳、合閘線(xiàn)圈、保護(hù)繼電器會(huì)在這些回路再有一點(diǎn)接地時(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)，保險(xiǎn)熔斷會(huì)失去保護(hù)及操作電源。

　　三、直流系統(tǒng)接地故障的處理方法和技巧

　　查找直流接地故障的一般順序和方法

　　1、分清接地故障的極性，分析故障發(fā)生的原因;

　　2、若站內(nèi)二次回路有工作，或有設(shè)備檢修試驗(yàn)，應(yīng)立即停止。拉開(kāi)其工作電源，看信號(hào)是否消除;

　　3、用分網(wǎng)法縮小查找范圍，將直流系統(tǒng)分成幾個(gè)不相聯(lián)系的部分。注意：不能使保護(hù)失去電源，操作電源盡量用蓄電池帶;

　　4、對(duì)于不太重要的直流負(fù)荷及不能轉(zhuǎn)移的分路，利用“瞬時(shí)停電”的方法，查該分路中所帶回路有無(wú)接地故障;

　　5、對(duì)于重要的直流負(fù)荷，用轉(zhuǎn)移負(fù)荷法，查該分路而帶回路有無(wú)接地故障。查找直流系統(tǒng)接地故障，后隨時(shí)與調(diào)度聯(lián)系，并由二人及以上配合進(jìn)行，其中一人操作，一人監(jiān)護(hù)并監(jiān)視表計(jì)指示及信號(hào)的變化。利用瞬時(shí)停電的方法選擇直流接地時(shí)，應(yīng)按照下列順序進(jìn)行;

　?、?斷開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工作電源;② 斷合事故照明回路;③ 斷合同信電源;④ 斷合附屬設(shè)備;⑤ 斷合充電回路;⑥ 斷合合閘回路;⑦ 斷合信號(hào)回路;⑧ 斷合操作回路;⑨ 斷合蓄電池回路。

　　在進(jìn)行上述各項(xiàng)檢查選擇后仍未查出故障點(diǎn)，則應(yīng)考慮同極性?xún)牲c(diǎn)接地。當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后，有環(huán)路的應(yīng)先解環(huán)，再進(jìn)一步采用取保險(xiǎn)及拆端子的辦法，直至找到故障點(diǎn)并消除;

　　直流接地故障發(fā)生排查同時(shí)注意某些技巧

　　1、查找必須及時(shí)。由于運(yùn)行環(huán)境及氣候的變化都可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)其工作不穩(wěn)定，或者造成故障的直接發(fā)生，因此，如果發(fā)生故障即應(yīng)立即進(jìn)行排查。

　　2、定期進(jìn)行巡檢。主要是利用精度較高的檢查裝置對(duì)直流回路進(jìn)行檢查，記錄絕緣較差部位的回路，并在條件較為惡劣的情況下復(fù)查情況，做到重點(diǎn)部位重點(diǎn)檢測(cè)。

　　3、按序查找。故障發(fā)生后，可先按：信號(hào)回路，照明回路，操作回路，控制回路，再保護(hù)回路進(jìn)行。同時(shí)又要結(jié)合前面提及的絕緣情況較差的部位和回路優(yōu)先排查。

　　四、 查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng)

　　1、瞬停直流電源時(shí)，應(yīng)經(jīng)調(diào)度同意，時(shí)間不應(yīng)超過(guò)3秒鐘，動(dòng)作應(yīng)迅速，防止失去保護(hù)電源及帶有重合閘電源的時(shí)間過(guò)長(zhǎng);

　　2、為防止誤判斷，觀察接地現(xiàn)象是否消失時(shí)，應(yīng)從信號(hào)、光字牌和絕緣監(jiān)察表計(jì)指示情況綜合判斷;

　　3、盡量避免在高峰負(fù)荷時(shí)進(jìn)行;

　　4、防止人為造成短路或另一點(diǎn)接地，導(dǎo)致誤跳閘;

　　5、按符合實(shí)際的圖紙進(jìn)行，防止拆錯(cuò)端子線(xiàn)頭，防止恢復(fù)接線(xiàn)時(shí)遺留或接錯(cuò);所拆線(xiàn)頭應(yīng)做好記錄和標(biāo)記;

　　6、使用儀表檢查時(shí)，表計(jì)內(nèi)阻應(yīng)不低于2000歐/伏;

　　7、查找故障，必須二人及以上進(jìn)行，防止人身觸電，做好安全監(jiān)護(hù);

　　8、防止保護(hù)誤動(dòng)作，必要時(shí)在順斷操作電源前，解除可能誤動(dòng)的保護(hù)，操作電源正常后再投入保護(hù)。

　　五、結(jié)論

　　在各類(lèi)電站就發(fā)電廠直流系統(tǒng)中，如發(fā)生直流接地系統(tǒng)故障發(fā)出報(bào)警時(shí)，應(yīng)當(dāng)用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備和平時(shí)運(yùn)行中積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行具體分析，適當(dāng)應(yīng)用直流系統(tǒng)接地排查的一些方法和技巧，就能迅速查明接地的原因，排查故障，確保電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。