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【摘要】：当变电站直流系统出现接地故障时，怎样正确快速地分析及处理，快速查找到故障点并处理，是保证电力系统安全运行的关键。必须对直流系统及其接地故障的危害进行分析以及对引起直流系统接地故障的原因，随后分析了否则可能会引起控制回路、信号回路、继电保护及自动装置回路误动作。及时地对直流系统故障进行排查和预防，能有效防止和保护直流系统安全稳定运行。
【关键词】：变电站；直流系统；接地故障；分析查找
1引言
变电站是电网的重要组成部分，而变电站直流系统遍布整个二次系统，直流系统作为变电站内的操控系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源，支路复杂，涉及的设备众多，能供给事故照明用电。它的安全运行直接关系到电网的安全稳定，其中，变电站设备问题是电网安全运行的关键，特别是直流系统的负荷极为重要，它影响着电网的供电质量。然而直流系统发生直流接地故障的概率也相应增大，如果直流系统存在一点接地，在接地点未消除时再发生第二点接地，供电可靠性大大降低，极易引起直流短路和保护及断路器误动、拒动。如果设备问题不能得到及时有效的处理，极易造成大面积停电的情况。变电站直流系统分布范围广，几乎遍布变电站的所有角落，发生直流系统接地故障的几率非常高，变电站直流系统发生接地故障时，在处理故障时由于直流系统的不可间断性，通常不会让直流系统全部退出运行，电力系统的安全运行直接受直流接地判断的正确与否及处置是否恰当的影响，与此同时如果直流系统本身配置不合理，也会对其造成影响，对直流系统造成新的冲击。快速、正确地排除接地故障尤为重要。因此确保直流系统的正常运行，是保证变电站安全运行的决定性条件之一。
2变电站直流系统简介
直流系统作为变电站内远距离操作的操控系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源，主要由蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统。直流系统的运行不因站用变、发电机等的改变而受到影响作为独立的电源。主要承担变电站的信号回路、控制回路及相关应急、事故照明等直流电的供应任务，所以直流电源的是否可靠变与电站的供电平稳性和运行安全有着直接关系，在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池组继续提供直流电源。图1所示为直流系统的流程图。
3直流系统接地故障分析查找
3.1直流系统接地的分类
3.1.1接地点分类
按接地点分类可以分为一点接地和多点接地。一点接地是指单点接地发生在一组直流系统内；而如果发生的是发生两点及以上接地就是多点接地。一般绝缘监测装置在一点接地和多点接地时均能正确告警，一点接地能正确选线，但是后者就可能出现不正确选线情况，直流系统一点接地对保护装置的运行无影响，现场运行人员就需要对多点接地采取其它方法查找故障回路。但一点接地时，若超过4h内则构成障碍。为了防止两点接地的出现，要视接地点情况判断和分析，一般要求尽快查明故障点并加以排除直流系统多点接地对保护装置的影响[1]。图2、图3、图4为典型多点接地示意图。
3.1.2按极性分类
按极性分类有正、负极接地和两极同时接地以及接地极别的转换四种分类。负极接地时，是指直流系统内负极接地。如图2和图3中，若S1继电器原始状态为励磁，则d2处出现的就是第二种接地。直流系统内如果正极接地就属于正极接地。如图2和图3中，若S1继电器状态失去磁而发生改变，则d2接地点出现的就是正极接地。不同的是如果一组直流系统内两极同时接地就表现为正负极同时接地。正、负极一极接地时接地极别都能由一般绝缘监测装置选取。然而绝缘监测装置在正、负极同时接地时，可能出现选取接地极别错误的情况。而两者的相同点在于负极接地可能是一点接地，而不会出现多点接地，多点接地如图1。相对的正负极同时接地时，控制回路会发生误动或拒动，及保护装置可能会受到危害。转换对一个接地点，接地极别在二次回路是静态不动的时候，表现出一定值不变，即为第四种接地故障。但同一接地点一旦二次回路出现继电器状态改变可能表现出另一极别接地。
3.2直流接地故障类型及特点
直流系统的总绝缘电阻会在直流系统发生多点经高阻接地故障时逐步下降，从而出现多点接地现象，当低于整定值时，发出接地告警。多分支接地是指由于施工不小心或图纸设计不合理及有关设备经过多次改造导致某个设备会被经多个电源点引来正电源或负电源，造成的直流回路发生接地时。有源接地是指通过一端是接地的交流常压交流电源或电压互感器引起的接地。直流系统正极或负极通过电阻单点接地。就表现为无源电阻性接地。通过直流拉路查找可以处理这种在运行中的直流接地故障决大多数情况出现的接地方式。多分支接地通过拉闸几乎不可能找出接地支路，此种情况比多点接地更麻烦。发生有源接地故障时，功率很大，应特别关注对保护系统影响，是最严重的故障现象。由于故障发生时电压较高，保护和控制设备常常会被烧损。发生此类直流系统引起的接地故障情况后应立即进行查找。
3.3直流系统接地故障的分析查找
（1）转移负荷法[2]
变电站现场直流端子与交流端子必须用空端子隔离开，应严禁交、直流同缆，转移负荷法检查直流母线各分路中有无故障。该方法主要应用于不太重要的馈电分路，对所需检测的分路进行有序的短路断开，若断开某一分路时接地信号消失，测正、负极对地电压恢复正常，则接地故障点就在此分路范围之内。
（2）用直流接地选线装置
检查分析主要是用便携式直流接地检测仪的钳形表沿该分路的小母线检测接地电流，但是要先根据直流接地选线装置判断是哪条分路出现故障，当检查到接地电流消失时，前面小母线下的分路存在接地。如果直流系统有2段及以上的母线，各段母线都有直流电源时，可以经倒闸操作拉开母线分段刀闸。若有接地电流，此时可用钳形表测各直流专用空开的上桩头，检查该专用直流回路，当接地回路存在环路时，接地选线装置会报两条或以上分路接地，用直流盘上的绝缘监察信号转换开关，检查故障在哪一段母线范围内，而后再在有故障的范围内进行查找。进一步可测出哪一根接线有接地情况。但便携式直流接地检测仪不能直接找到故障点，这时必须首先检查环路。 （3）瞬停法
如果用瞬停法查找故障，对于直流母线上操作、保护、信号回路较重要的馈电分路，容易造成查找过程中相关设备与线路失去保护电源。可以将故障所在的母线进行有序的移动与切换，在检测重要分路接地故障时，在另一母线上监视“直流母线接地”信号是否消失，查出接地点在哪一个分路。
（4）用直流绝缘监察装置
在直流盘上使用绝缘监察装置检查测量正、负极对地电压，判明接地故障的极性。负极接地状态表现为如果在测量过程中出现负极对地电压没有电压值，而正极电压为电源电压的数值情况，则说明系统处于完全接地状态。当直流系统处于接地绝缘良好的状态时，正、负极对地电压几乎为零，即没有电压。反之，在测量过程中则会出现一极接地电压较高而一极接地电压较低的情形，说明可能是一些不完全接地故障。如果正极无电压而负极有电压，则说明装置中的正极接地或可能出现了故障。
3.4直流系统接地故障的危害
如果直流系统仅仅是一点接地，一般不会对二次回路造成事故，则对应的负接地可能导致断路器的拒跳闸，正接地可能导致断路器误跳闸。如果有两点接地，可能发生造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源外，还可能造成自动装置、信号、继电保护误动或拒动，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。
4直流系统接地故障预防措施
（1）直流系统的设计合理化。保证直流系统的馈线网络供电可靠性的首要前提就是直流系统的设计合理化。设计的各项指标必须要满足应属的电网公司的直流系统的要求和规范，同时也要满足变电站实际运行状况和实际负荷情况的要求。而且只有合理的选择所需要的供电方式，才能采根本上保障所设计的直流系统的各个参数的准确。另外，加强直流电源和回路的全过程管理，从设计施工到变电站的直流改造工作，必须严格执行有关设计规程要求。直流电源容量选择要满足事故最大冲击负荷的要求，直流熔断器与相关回路配置应满足基本要求，增加保护功能冗余度。蓄电池必须按照现场运行规程进行维护，按时充放电，保证蓄电池的电压质量和容量。
（2）严把施工过程中的质量控制关。施工单位在施工工作工程中一定要严格控制并保证施工工艺的质量，必须对回路进行检查测试，特别是要针对电缆定期进行绝缘试验，尤其是对于直流接地连线的二次设备绝缘水平要有严格的要求。及时更换不合格的电池，保证蓄电池的正常运行。熔断器的接触部分应定期检查打磨保证接触部良好。对使用已久、接触不良的熔断器要及时更换。直流操作、控制和信号负荷必须相对独立，经专用熔断器供电。低压交流回路与直流回路严禁共用电缆，以防交流短路影响到直流系统。
（3）加大对站内直流系统的运行维护力度。必须对运行过程中的直流系统进行定期检查和维护，尤其天气为雨雪天气时，检查次数应该适度增加，以便于及时发觉系统运行时的异常情况，避免不必要的故障[3]。做好室外端子箱的驱潮工作，定期检查端子箱内加热器是否按规定投入运行；加强室外设备维护。从运行经验来看直流接地大多数均发生在室外设备上，因此加强室外设备维护可以大大减少直流接地故障。对于操作机构、户外端子箱，进行一定的防护处理，如防潮、防水。搞好室外端子箱、机构箱门的维修和密封工作，防止雨水或潮气侵入；加强室外端子箱、机构箱的巡视检查，特别是暴风雨来临前对室外端子箱、机构箱门的检查。
5结束语
二次系统的心脏以及核心系统是直流系统，变电站直流系统接地故障对变电站供电运行质量有着严重的影响，二次系统的关键在于其能否稳定运行。因此为了确保变电站变电运行的质量和安全，有必要做好其相对应的接地故障处理。为了防止直流系统网络发生接地时而引起继电器的误动，减少不必要的故障，要求直流系统的绝缘一定要良好，运行人员对绝缘系统运行情况随时进行掌握，根据直流系统的绝缘情况进行分析判断，为全站的信号装置、继电保护及自动装置、断路器的安全可靠运行提供强有力的保障，以确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]杨书文.<湖北电力>变电站直流系统接地故障分析与查找[J]，2008，32（1）：17-19
[2]朱新菊.张亚峰<电气开关>.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].2013（1）：7-9
[3]王斌.<民营科技>变电站直流系统接地故障分析及排查[J].，2013（12）：85
【关键词】：变电站；直流系统；接地故障；分析查找
1引言
变电站是电网的重要组成部分，而变电站直流系统遍布整个二次系统，直流系统作为变电站内的操控系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源，支路复杂，涉及的设备众多，能供给事故照明用电。它的安全运行直接关系到电网的安全稳定，其中，变电站设备问题是电网安全运行的关键，特别是直流系统的负荷极为重要，它影响着电网的供电质量。然而直流系统发生直流接地故障的概率也相应增大，如果直流系统存在一点接地，在接地点未消除时再发生第二点接地，供电可靠性大大降低，极易引起直流短路和保护及断路器误动、拒动。如果设备问题不能得到及时有效的处理，极易造成大面积停电的情况。变电站直流系统分布范围广，几乎遍布变电站的所有角落，发生直流系统接地故障的几率非常高，变电站直流系统发生接地故障时，在处理故障时由于直流系统的不可间断性，通常不会让直流系统全部退出运行，电力系统的安全运行直接受直流接地判断的正确与否及处置是否恰当的影响，与此同时如果直流系统本身配置不合理，也会对其造成影响，对直流系统造成新的冲击。快速、正确地排除接地故障尤为重要。因此确保直流系统的正常运行，是保证变电站安全运行的决定性条件之一。
2变电站直流系统简介
直流系统作为变电站内远距离操作的操控系统、继电保护、信号装置、自动装置提供电源，主要由蓄电池组与浮充电装置并联供给直流负荷的运行系统。直流系统的运行不因站用变、发电机等的改变而受到影响作为独立的电源。主要承担变电站的信号回路、控制回路及相关应急、事故照明等直流电的供应任务，所以直流电源的是否可靠变与电站的供电平稳性和运行安全有着直接关系，在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池组继续提供直流电源。图1所示为直流系统的流程图。
3直流系统接地故障分析查找
3.1直流系统接地的分类
3.1.1接地点分类
按接地点分类可以分为一点接地和多点接地。一点接地是指单点接地发生在一组直流系统内；而如果发生的是发生两点及以上接地就是多点接地。一般绝缘监测装置在一点接地和多点接地时均能正确告警，一点接地能正确选线，但是后者就可能出现不正确选线情况，直流系统一点接地对保护装置的运行无影响，现场运行人员就需要对多点接地采取其它方法查找故障回路。但一点接地时，若超过4h内则构成障碍。为了防止两点接地的出现，要视接地点情况判断和分析，一般要求尽快查明故障点并加以排除直流系统多点接地对保护装置的影响[1]。图2、图3、图4为典型多点接地示意图。
3.1.2按极性分类
按极性分类有正、负极接地和两极同时接地以及接地极别的转换四种分类。负极接地时，是指直流系统内负极接地。如图2和图3中，若S1继电器原始状态为励磁，则d2处出现的就是第二种接地。直流系统内如果正极接地就属于正极接地。如图2和图3中，若S1继电器状态失去磁而发生改变，则d2接地点出现的就是正极接地。不同的是如果一组直流系统内两极同时接地就表现为正负极同时接地。正、负极一极接地时接地极别都能由一般绝缘监测装置选取。然而绝缘监测装置在正、负极同时接地时，可能出现选取接地极别错误的情况。而两者的相同点在于负极接地可能是一点接地，而不会出现多点接地，多点接地如图1。相对的正负极同时接地时，控制回路会发生误动或拒动，及保护装置可能会受到危害。转换对一个接地点，接地极别在二次回路是静态不动的时候，表现出一定值不变，即为第四种接地故障。但同一接地点一旦二次回路出现继电器状态改变可能表现出另一极别接地。
3.2直流接地故障类型及特点
直流系统的总绝缘电阻会在直流系统发生多点经高阻接地故障时逐步下降，从而出现多点接地现象，当低于整定值时，发出接地告警。多分支接地是指由于施工不小心或图纸设计不合理及有关设备经过多次改造导致某个设备会被经多个电源点引来正电源或负电源，造成的直流回路发生接地时。有源接地是指通过一端是接地的交流常压交流电源或电压互感器引起的接地。直流系统正极或负极通过电阻单点接地。就表现为无源电阻性接地。通过直流拉路查找可以处理这种在运行中的直流接地故障决大多数情况出现的接地方式。多分支接地通过拉闸几乎不可能找出接地支路，此种情况比多点接地更麻烦。发生有源接地故障时，功率很大，应特别关注对保护系统影响，是最严重的故障现象。由于故障发生时电压较高，保护和控制设备常常会被烧损。发生此类直流系统引起的接地故障情况后应立即进行查找。
3.3直流系统接地故障的分析查找
（1）转移负荷法[2]
变电站现场直流端子与交流端子必须用空端子隔离开，应严禁交、直流同缆，转移负荷法检查直流母线各分路中有无故障。该方法主要应用于不太重要的馈电分路，对所需检测的分路进行有序的短路断开，若断开某一分路时接地信号消失，测正、负极对地电压恢复正常，则接地故障点就在此分路范围之内。
（2）用直流接地选线装置
检查分析主要是用便携式直流接地检测仪的钳形表沿该分路的小母线检测接地电流，但是要先根据直流接地选线装置判断是哪条分路出现故障，当检查到接地电流消失时，前面小母线下的分路存在接地。如果直流系统有2段及以上的母线，各段母线都有直流电源时，可以经倒闸操作拉开母线分段刀闸。若有接地电流，此时可用钳形表测各直流专用空开的上桩头，检查该专用直流回路，当接地回路存在环路时，接地选线装置会报两条或以上分路接地，用直流盘上的绝缘监察信号转换开关，检查故障在哪一段母线范围内，而后再在有故障的范围内进行查找。进一步可测出哪一根接线有接地情况。但便携式直流接地检测仪不能直接找到故障点，这时必须首先检查环路。 （3）瞬停法
如果用瞬停法查找故障，对于直流母线上操作、保护、信号回路较重要的馈电分路，容易造成查找过程中相关设备与线路失去保护电源。可以将故障所在的母线进行有序的移动与切换，在检测重要分路接地故障时，在另一母线上监视“直流母线接地”信号是否消失，查出接地点在哪一个分路。
（4）用直流绝缘监察装置
在直流盘上使用绝缘监察装置检查测量正、负极对地电压，判明接地故障的极性。负极接地状态表现为如果在测量过程中出现负极对地电压没有电压值，而正极电压为电源电压的数值情况，则说明系统处于完全接地状态。当直流系统处于接地绝缘良好的状态时，正、负极对地电压几乎为零，即没有电压。反之，在测量过程中则会出现一极接地电压较高而一极接地电压较低的情形，说明可能是一些不完全接地故障。如果正极无电压而负极有电压，则说明装置中的正极接地或可能出现了故障。
3.4直流系统接地故障的危害
如果直流系统仅仅是一点接地，一般不会对二次回路造成事故，则对应的负接地可能导致断路器的拒跳闸，正接地可能导致断路器误跳闸。如果有两点接地，可能发生造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源外，还可能造成自动装置、信号、继电保护误动或拒动，在复杂保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作跳闸，致使越级跳闸，造成事故扩大。
4直流系统接地故障预防措施
（1）直流系统的设计合理化。保证直流系统的馈线网络供电可靠性的首要前提就是直流系统的设计合理化。设计的各项指标必须要满足应属的电网公司的直流系统的要求和规范，同时也要满足变电站实际运行状况和实际负荷情况的要求。而且只有合理的选择所需要的供电方式，才能采根本上保障所设计的直流系统的各个参数的准确。另外，加强直流电源和回路的全过程管理，从设计施工到变电站的直流改造工作，必须严格执行有关设计规程要求。直流电源容量选择要满足事故最大冲击负荷的要求，直流熔断器与相关回路配置应满足基本要求，增加保护功能冗余度。蓄电池必须按照现场运行规程进行维护，按时充放电，保证蓄电池的电压质量和容量。
（2）严把施工过程中的质量控制关。施工单位在施工工作工程中一定要严格控制并保证施工工艺的质量，必须对回路进行检查测试，特别是要针对电缆定期进行绝缘试验，尤其是对于直流接地连线的二次设备绝缘水平要有严格的要求。及时更换不合格的电池，保证蓄电池的正常运行。熔断器的接触部分应定期检查打磨保证接触部良好。对使用已久、接触不良的熔断器要及时更换。直流操作、控制和信号负荷必须相对独立，经专用熔断器供电。低压交流回路与直流回路严禁共用电缆，以防交流短路影响到直流系统。
（3）加大对站内直流系统的运行维护力度。必须对运行过程中的直流系统进行定期检查和维护，尤其天气为雨雪天气时，检查次数应该适度增加，以便于及时发觉系统运行时的异常情况，避免不必要的故障[3]。做好室外端子箱的驱潮工作，定期检查端子箱内加热器是否按规定投入运行；加强室外设备维护。从运行经验来看直流接地大多数均发生在室外设备上，因此加强室外设备维护可以大大减少直流接地故障。对于操作机构、户外端子箱，进行一定的防护处理，如防潮、防水。搞好室外端子箱、机构箱门的维修和密封工作，防止雨水或潮气侵入；加强室外端子箱、机构箱的巡视检查，特别是暴风雨来临前对室外端子箱、机构箱门的检查。
5结束语
二次系统的心脏以及核心系统是直流系统，变电站直流系统接地故障对变电站供电运行质量有着严重的影响，二次系统的关键在于其能否稳定运行。因此为了确保变电站变电运行的质量和安全，有必要做好其相对应的接地故障处理。为了防止直流系统网络发生接地时而引起继电器的误动，减少不必要的故障，要求直流系统的绝缘一定要良好，运行人员对绝缘系统运行情况随时进行掌握，根据直流系统的绝缘情况进行分析判断，为全站的信号装置、继电保护及自动装置、断路器的安全可靠运行提供强有力的保障，以确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]杨书文.<湖北电力>变电站直流系统接地故障分析与查找[J]，2008，32（1）：17-19
[2]朱新菊.张亚峰<电气开关>.变电站直流系统接地故障分析与处理方法[J].2013（1）：7-9
[3]王斌.<民营科技>变电站直流系统接地故障分析及排查[J].，2013（12）：85