关于直流系统接地故障的原因分析与查找方法

关于直流系统接地故障的原因分析与查找方法

直流系统是发电厂的重要组成部分，承担着为控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故情况下的直流润滑油泵、密封油泵、照明等设备供电的任务。直流系统犹如人体内的控制神经一样具有非常重要的地位和作用，对保证发供电设备的安全投运和可靠切除起着关键作用。
当直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流，熔断器不会熔断，仍可继续运行，但必须及时处理；否则，当发生另一点接地后，便可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作与跳闸、越级跳闸，以致损坏设备，扩大事故范围，严重威胁系统的安全运行。直流正极接地有造成保护误动的可能，直流负极接地有造成保护拒动的可能。
1、故障现象
2012年8月17日，某电厂（2*640MW机组）110V直流系统绝缘监测仪发接地告警，显示负极对地电阻为0Ω，无法确定接地支路。现场用万用表测量负极对地电压为0.2V，正极对地电压为116.8V，判断本次接地为负极直接接地。此时1台机组正值检修期间，全厂仅1台机组运行，消缺风险很大。直流系统中若出现两点同时接地，就很可能造成继电保护装置、自动装置等误动或拒动，熔断丝烧断等故障，将带来更大的风险与隐患。电厂经研究决定立即组成接地查找小组，开展接地点查找工作。
2、故障可能原因分析
接地查找小组通过对故障进行讨论，确定故障原因可能有以下几点：
1）基建的故障隐患。在基建施工时，由于施工及安装问题导致的故障隐患，因直流系统的特点，在投产初期隐患不易控制和检查，投运时间越长，系统接地故障的发生概率就越大。
2）外力损伤。直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中挤压、移动及不当冲洗等外力造成的损伤。由于故障发生时#1机组正在检修施工，且放电缆的工作量较大，因此，将此原因定为主要查找对象。
3）电缆质量原因。因市场供应的直流电缆设备质量参差不齐，质量不良的直流电缆成为一种直流接地的故障隐患。
4）自然原因。发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障。由于发生接地时天气晴朗，空气湿度适中，可排除天气影响造成的直流接地现象，但是由于直流系统热控负荷的环境比较恶劣，此原因也定为主要查找对象。
5）绝缘测试仪未报出支路的原因有三个：直流系统母线段接地；直流系统两段同时有接地；热控电源柜内部负荷接地。
3、常用故障查找方法
常用的故障查找方法有：
1）通过测量正负极对地电压，确定是正极还是负极接地。
2）对两段母线进行区分，使查找的接地范围不会扩大。
3）退出运行中有误报现象的直流绝缘测试仪。
4）立即停止二次回路的施工或检修试验，并拉开其工作电源，看信号是否消除。
5）采用分段分部位拉路法来确定直流接地点。采用这种方法时，操作电源一定要由蓄电池供电，先停不重要的回路，如信号回路和照明回路等。由于直流接地回路一旦从直流系统中脱离，直流系统母线的正负极对地电压就会出现平衡，因此，通常采用直流接地回路瞬间停电的办法来确定直流接地点，这就是所谓的“拉路法”。但由于直流系统是不间断电源，人们不能随意对其停电，“拉路法”常造成直流系统控制或保护回路跳闸等事故。