接地查找(查找变电站直流接地创新方法和实例分析)

来源：继保小课堂

概述

变电站直流系统接地问题一直是威胁变电站安全的一个顽症，我们从事电力系统的人一定要对其加以重视，不要等到真的由于它的原因引起保护装置误动或者拒动了在进行相关的学习和安全责任的追究，这样会很被动，但是目前现状500千伏变电站里的直流系统大部分由二次专业人员负责维护，然而目前二次专业复杂程度相当之高，超出想象，所以对直流系统的不够重视，有导致停电故障风险存在的可能，下面分享一下直流故障查找的（不用拉路法）两个新方法，希望对从事二次专业的人员有帮助。

1.直流系统配置

该500千伏变电站直流系统配置3套直流接地绝缘装置，分别为直流总馈线屏内一套、220千伏保护室直流分馈线屏一套和500千伏保护室直流分馈线屏一套，配置三台充电、浮充电装置，两组蓄电池组的供电方式。蓄电池1组和1号充电机接于一段直流母线上，蓄电池2组和2号充电机接于二段直流母线上第三台0号充电装置（备用充电装置）可在两段母线之间切换。直流相关反措要求见附页2，该500千伏变电站直流系统配置如图1所示：

图1

2.故障现象描述

由图所示该变电站采用I段、II段在线绝缘监测装置是采用江都华宇电气HDM-2000两段合体监测，绝缘装置显示I段V+：119V，V-：112V，R+：500 kΩ，R-：500kΩ；II段V+：119V，V-：113V，R+：500 kΩ，R-：495kΩ；使用万用表测量系统对地电压与绝缘装置显示基本一致。两套系统单独运行时，在线绝缘监测装置各支路的接地电流基本为0mA,没有告警。

由于蓄电池更换工作，需要环形供电方式，把一组蓄电池脱离出来，但两套系统通过联络开关进行联络时，在线绝缘监测装置出现9支路的接地电流为10.4mA，发出接地告警。于是我们恢复到两组蓄电池并列运行正常运行方式时，绝缘监测装置又显示二段欠压，发出告警。

3.故障查找过程

3.1 9支路告警查找

把直流系统接地测试仪接于直流总馈线屏（广州千顺QDB-81仪器基本测试方法见附页1），便于查找故障直流正常分列运行方式改为由蓄电池2组供电环形临时供电方式，把QDB-81信号源接入II段直流系统，在I段接入47K的平衡桥，QDB-81信号源检测出的正负极对地阻值为R+：45.8 kΩ，R-：196.4kΩ，系统电容为49.3uF。

绝缘监测系统报9支路接地告警，由于直流馈线总屏9支路电缆接至220千伏保护室直流馈线屏II（分馈线屏），于是我们来到这里用测试仪钳形表进行检查各支路，发现一组至母差保护屏的直流波形不对（不是相对平直的直流电压波形），而是有交流特征的正弦波，工作人员沿着这个线索来到母差保护屏对其各个支路进行检测，由于母差保护屏没有接入信息保护子站和软报文信息，没有遥信量，我们又对波形波动比较大的回路对应的启动失灵压板进行投退，当对XXX线路启动失灵压板推出时，9支路接地故障恢复正常，我们在这个XXX线电缆线芯所在的保护屏对其启动母差失灵的正电源MICI和M2C1用万用表导通档测量时是通路的状态，于是我们断定此现象由于XXX线路保护屏1段直流和2段直流正极形成正正环网，导致绝缘降低所致，如图2。

图2

3.2 欠压告警查找

工作人员进行了分析，为了提高查出直流接地故障效率，同时保证电力装置安全稳定运行和保证正常的运行不受查找故障时各种遥信的影响（至于为什么怕遥信影响这个问题，你懂的！），我们制定采用以下创新的方法查找此问题，直流运行方式切换和二段直流端子排出线支路用一段直流母线空端子带来二段出线支路负荷的尝试方式来查找故障的方法，具体步骤如下。

步骤：

1.在直流总馈线屏二段母线端子排上的四个出线支路的分析好那个最有可能出问题，我们选择户外电缆多的19支路。

2.把运行方式改为环路运行（这样我们就不担心瞬间该支路全部失压发遥信了）。

3.找出一段母线段端子排上的空端子，找出二段母线端子排上波形问题最大的出线19支路电缆用两根试验线（4平方多股软铜线）一边用钳子夹住19支路一端正、负级，一边用联片接在一段母线空端子上（注意对应好正、负极），这时大家注意一定要用万用表确认一下电压已经接通，然后合上一段母线端子排上的原空端子对应的空开，在把在拉开原来由二段母线供电的19支路的空开，这时19支路是一段母线来供电。

4.改变环形供电方式，恢复并列的运行方式，这时正极或者负极电压一段报欠压，而且电压压差降低比较大，并且二段母线电压比较正常电压，这时就能确认这个支路有问题。同理这个方法也能推广其它支路进行测试。

5.改变并列的运行方式，形成环形供电方式，把二段的19支路空开合上（一定要用万用表量一下试验线是否有电压，小心出线失压），然后把一段空端子的拉开，这时19支路恢复到原来的第二段母线来供电，最后改变回两段并列运行的正常方式，这时第二段欠压告警灯亮起，再次确定就是这个支路所接的某个保护装置有问题。如图3.

图3

3.3 经过分析

19支路给500千伏保护室直流分馈线屏供电，考虑主变本体屏有户外到这里的电缆，我们断开73B（B相油位异常告警）电缆芯后，二段电压恢复正常，工作人员在户外接线箱内对其用摇表测试户外端子箱到主变本体接线盒处的电缆芯发现阻值小于1兆欧(用1000V兆欧表），按规定不合格，更换线芯，接上保护室内主变本体保护屏的电缆芯后，二段电压依然正常。如图4.

图4

4.两套直流系统合母联后报告接地的分析

图5正常运行环网电气简图

正常运行时，如图5所示，负载通过环网从I段直流系统母线和II段直流系统母线取电源，I段直流系统母线和II段直流系统母线除了该环网支路外无其他直流，所以电流有以下关系式：

由于没有其他环网支路，支路不存在不平衡电流。

图6两套直流系统合母联运行环网电气简图

合母联运行时，如图6所示，负载通过环网从I段直流母线和II段直流系统母线取电源，I段直流系统母线和II段直流系统母线合母联，相当于一个电源，所以电流有以下关系式：

由于存在母联合环，两电源变成一电源，两回路出现不平衡负载电流，导致

不等于0。微机在线绝缘监测装置有母线电阻门限告警和支路门限告警，所以母线绝缘在500k左右，但支路绝缘电阻根据电流计算误判计算结果较小，发出绝缘告警。母线绝缘电阻大于支路绝缘电阻，与实际绝缘电阻违背。

附件1 接线要求与故障探测的基本方法

图8接线要求与查找方法

1.1接线要求

如图8所示，测试线按以下要求接线：

①接入信号源“正极”端子的红色导线，夹在蓄电池正极保险

②接入信号源“负极”端子的黑色导线，夹在蓄电池负极保险

③接入信号源“地”端子的黄色导线，夹在接地铜排上。

1.2查找方法

如图8所示，做好准备工作后，可开始以下接地故障查找：

①仪器自校验：如图中＃1位置，将钳表夹住信号源黄色接地线，并使钳表中的箭头指向信号源，再按“自校”键，提示“仪器正常”，表明设备工作正常。否则，要更换电池或需清洁钳口等。见4.2节。

②告警装置引起的接地故障：如图中＃2位置，钳住告警装置的接地线，如果测量的电阻与信号源第一行显示的绝缘电阻相同或相近，表明该接地故障由绝缘装置造成的，需维护绝缘装置。

③蓄电池接地：如图中＃3位置，钳住蓄电池正负极2根电缆进线，如果报接地故障并有图中（1）显示的正弦波，表明是蓄电池接地。

④馈线支路接地：如图中＃4、5、6位置，分别同时钳住各馈线的正负极电缆，进行支路接地检测，钳到＃5将报有接地，顺着该支路往负荷方向继续查找，＃7有接地，＃8报无接地，表明接地故障点在＃7和＃8之间。

⑤多条支路同时检测：如图中＃9位置，可同时钳住多条馈线，如果报有接地，表明被钳住的馈线中间有接地支路，可再用2分法，找出具体的接地支路。否则表明这一把馈线都没有接地故障，可加快接地查找速度！

附页2 《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中关于变电站直流系统相关规定摘要

5.1.1.8 在新建、扩建和技改工程中，应按《电力工程直流系统设计技术规程》（DL/T 5044）和《蓄电池施工及验收规范》（GB 50172）的要求进行交接验收工作。所有已运行的直流电源装置、蓄电池、充电装置、微机监控器和直流系统绝缘监测装置都应按《蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》（DL/T 724）和《电力用高频开关整流模块》（DL/T 781）的要求进行维护、管理。

5.1.1.9 变电站直流系统配置应充分考虑设备检修时的冗余，330kV 及以上电压等级变电站及重要的 220kV 变电站应采用三台充电、浮充电装置，两组蓄电池组的供电方式。每组蓄电池和充电机应分别接于一段直流母线上，第三台充电装置（备用充电装置）可在两段母线之间切换，任一工作充电装置退出运行时，手动投入第三台充电装置。变电站直流电源供电质量应满足微机保护运行要求。

5.1.1.10 变电站直流系统的馈出网络应采用辐射状供电方式，严禁采用环状供电方式。

5.1.1.11 直流系统对负载供电，应按电压等级设置分电屏供电方式，不应采用直流小母线供电方式。

5.1.1.12 直流母线采用单母线供电时，应采用不同位置的直流开关，分别带控制用负荷和保护用负荷。

5.1.1.13 新建或改造的变电站选用充电、浮充电装置，应满足稳压精度优于0.5%、稳流精度优于1%、输出电压纹波系数不大于0.5%的技术要求。在用的充电、浮充电装置如不满足上述要求，应逐步更换。

5.1.1.14 新、扩建或改造的变电所直流系统用断路器应采用具有自动脱扣功能的直流断路器，严禁使用普通交流断路器。加强直流断路器上、下级之间的级差配合的运行维护管理。

5.1.1.15 除蓄电池组出口总熔断器以外,逐步将现有运行的熔断器更换为直流专用断路器.当直流断路器与蓄电池组出口总熔断器配合时，应考虑动作特性的不同，对级差做适当调整。

5.1.1.16 直流系统的电缆应采用阻燃电缆，两组蓄电池的电缆应分别铺设在各自独立的通道内，尽量避免与交流电缆并排铺设，在穿越电缆竖井时，两组蓄电池电缆应加穿金属套管。

5.1.1.17 及时消除直流系统接地缺陷，同一直流母线段，当出现同时两点接地时，应立即采取措施消除，避免由于直流同一母线两点接地，造成继电保护或开关误动故障。当出现直流系统一点接地时，应及时消除。

5.1.1.18 严防交流窜入直流故障出现

5.1.1.18.1 雨季前，加强现场端子箱、机构箱封堵措施的巡视，及时消除封堵不严和封堵设施脱落缺陷。

5.1.1.18.2 现场端子箱不应交、直流混装，现场机构箱内应避免交、直流接线出现在同一段或串端子排上。

5.1.1.18.3 新建或改造的变电所，直流系统绝缘监测装置，应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。原有的直流系统绝缘监测装置，应逐步进行改造，使其具备交流窜直流故障的测记和报警功能。

5.1.2.6 两组蓄电池组的直流系统，应满足在运行中二段母线切换时不中断供电的要求，切换过程中允许两组蓄电池短时并联运行，禁止在两系统都存在接地故障情况下进行切换。

5.1.2.7 充电、浮充电装置在检修结束恢复运行时，应先合交流侧开关，再带直流负荷。

5.1.2.8 新安装的阀控密封蓄电池组，应进行全核对性放电试验。以后每隔二年进行一次核对性放电试验。运行了四年以后的蓄电池组，每年做一次核对性放电试验。

5.1.2.9 浮充电运行的蓄电池组，除制造厂有特殊规定外，应采用恒压方式进行浮充电。浮充电时，严格控制单体电池的浮充电压上、下限，每个月至少以此对蓄电池组所有的单体浮充端电压进行测量记录，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏。

8.5.1.5每套控制保护系统要采用两套电源同时供电，各装置的两路电源应分别取自不同直流母线。

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