水电站直流电源系统接地故障的处理与技巧分析

　　一、 前言

　　辰溪大洑潭水电站位于湖南省辰溪县境内、沅水干流中流，是沅水河的第八个梯级电站。电站装机容量为5×40MW，属大型水力发电站。面前电站五台灯泡贯流式机组均已投产发电。由于电站属河床式电站，闸门的可靠调度及电站机组的稳定运行是电站的工作重点问题，因此电站的电源稳定将是关键因素，而直流系统在水电站中承担的负荷极为重要,它提供为确保全厂继电保护、计算机监控、电气控制、二次信号、事故照明、交流不间断电源等的不间断供电，上述系统要求对供电的可靠性很高。因此直流系统的可靠性是保障电站安全运行的关键条件之一。

　　二、 直流系统故障接地的分析

　　大洑潭水电站直流系统安装完成投运后，经过一段时间的运行后出现了直流系统故障接地报警，但未出现接地故障断电退出运行的现象，经过现场对直流系统的蓄电池、一次回路、二次控制回路等的检查未发现有接地现象。

　　由于直流系统在电站分布范围广、外露部分多、电缆多、且较长。所以，特别是在仍再建水电站的很容易受尘土、潮气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。因此在分析直流接地的原因有如下几个方面：1、二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低，或年久失修、严重老化。或存在某些损伤缺陷、如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等;2、二次回路及设备严重污秽和受潮、接地盒进水，使直流对地绝缘严重下降;3、小动物爬入或小金属物件掉落搭接在元件上造成直流电源系统接地故障，另外老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路导致接地故障;4、在安装施工过程中某些元件的线头、未使用的螺丝、垫圈等零件，掉落在带电回路上从而引起故障。

　　大洑潭水电站直流电源系统通过上述分析的原因进行排查，排除了由于设备本身质量发生个故障的原因，最后判断由于电站面前仍然处在建设工程中，蓄电池室由于土建在施工过程中存在室外雨水进入，电池工作环境下降导致受潮影响，采取适当措施后故障消失。

　　三、直流系统接地故障的危害

　　通常在直流电源的接地故障中，两点接地是危害较大的，由此可能造成严重后果。直流系统发生两点接地故障，便可能构成接地短路，造成继电保护、自动装置误动或拒动，二次信号异常，或造成直流电源动作消失，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地，还可能将某些继电器短接，不能动作于跳闸、致使断路器越级跳闸的发生。

　　1、直流正极接地，有使保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通，若这些回路再发生一直接地，就可能引起误动作。并且两点接地还可能造成误合闸，误报动作信号。

　　2、直流负极接地，有使保护自动装置拒绝动作的可能。因为，跳、合闸线圈、保护继电器会在这些回路再有一点接地时，线圈被接地点短接而不能动作。同时，直流回路短路电流会使电源保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断会失去保护及操作电源。

　　三、直流系统接地故障的处理方法和技巧

　　查找直流接地故障的一般顺序和方法

　　1、分清接地故障的极性，分析故障发生的原因;

　　2、若站内二次回路有工作，或有设备检修试验，应立即停止。拉开其工作电源，看信号是否消除;

　　3、用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几个不相联系的部分。注意：不能使保护失去电源，操作电源尽量用蓄电池带;

　　4、对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路，利用“瞬时停电”的方法，查该分路中所带回路有无接地故障;

　　5、对于重要的直流负荷，用转移负荷法，查该分路而带回路有无接地故障。查找直流系统接地故障，后随时与调度联系，并由二人及以上配合进行，其中一人操作，一人监护并监视表计指示及信号的变化。利用瞬时停电的方法选择直流接地时，应按照下列顺序进行;

　　① 断开现场临时工作电源;② 断合事故照明回路;③ 断合同信电源;④ 断合附属设备;⑤ 断合充电回路;⑥ 断合合闸回路;⑦ 断合信号回路;⑧ 断合操作回路;⑨ 断合蓄电池回路。

　　在进行上述各项检查选择后仍未查出故障点，则应考虑同极性两点接地。当发现接地在某一回路后，有环路的应先解环，再进一步采用取保险及拆端子的办法，直至找到故障点并消除;

　　直流接地故障发生排查同时注意某些技巧

　　1、查找必须及时。由于运行环境及气候的变化都可能导致直流系统其工作不稳定，或者造成故障的直接发生，因此，如果发生故障即应立即进行排查。

　　2、定期进行巡检。主要是利用精度较高的检查装置对直流回路进行检查，记录绝缘较差部位的回路，并在条件较为恶劣的情况下复查情况，做到重点部位重点检测。

　　3、按序查找。故障发生后，可先按：信号回路，照明回路，操作回路，控制回路，再保护回路进行。同时又要结合前面提及的绝缘情况较差的部位和回路优先排查。

　　四、 查找接地故障时的注意事项

　　1、瞬停直流电源时，应经调度同意，时间不应超过3秒钟，动作应迅速，防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长;

　　2、为防止误判断，观察接地现象是否消失时，应从信号、光字牌和绝缘监察表计指示情况综合判断;

　　3、尽量避免在高峰负荷时进行;

　　4、防止人为造成短路或另一点接地，导致误跳闸;

　　5、按符合实际的图纸进行，防止拆错端子线头，防止恢复接线时遗留或接错;所拆线头应做好记录和标记;

　　6、使用仪表检查时，表计内阻应不低于2000欧/伏;

　　7、查找故障，必须二人及以上进行，防止人身触电，做好安全监护;

　　8、防止保护误动作，必要时在顺断操作电源前，解除可能误动的保护，操作电源正常后再投入保护。

　　五、结论

　　在各类电站就发电厂直流系统中，如发生直流接地系统故障发出报警时，应当用先进的检测设备和平时运行中积累的经验对问题进行具体分析，适当应用直流系统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，确保电站的安全稳定运行。