110V控制直流接地对设备的危害以及处理

杨伟

摘要：发电厂中的继电保护、自动装置、信号装置和断路器分合闸的远距离操作，一般采用直流电源作为操作电源。因此直流系统的稳定、完全并保持良好的工作状态是安全运行的主要保障。当发生直流系统接地故障时，极易引起逻辑控制回路误动作、控制回路失去电源等事故，严重时威胁机组安全运行。因此发生直流系统接地故障时，应及时查找接地点，排除接地故障，确保机组安全运行。

关键词：直流系统、接地故障、绝缘监测装置

一、某电厂110V控制直流系统简介：

某火电厂的110V控制直流系统由深圳奥特迅电力设备股份有限公司提供，主要由蓄电池组、高频开关电源充电装置、直流电源监控系统、微机绝缘监测仪、电压检测装置、蓄电池巡检仪、直流馈线屏等组成。

具体配置如下：充电装置为MDL11020-2110V型，监视器为奥特迅DJKQ-5100型。每台机组各配置两段110V直流母线和两组蓄电池组，每组蓄电池组各配一台充电机，未配置公用充电机，两段110V直流母线间设置母联开关。

110V控制直流系统为该厂保护装置、自动切换装置、厂用电母线及电动机操作电源提供电源，也为控制负荷和动力负荷以及事故照明负荷等提供电源，是电力系统控制、保护的基础。我厂的直流系统以直流屏为电源核心，控制、信号、测量回路及继电保护装置、自动装置和断路器的操作为用电负荷，为厂用电系统、保护、远动通讯的供电。

正常运行时，110V直流系统母线正常以浮充电方式运行，蓄电池和高频开关充电装置并列运行，充电装置向直流母线和直流负荷供给直流电源，对蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池组的自放电，母联开关在分闸位。

若系统发生故障，微机绝缘监测装置监测到直流系统单极接地或系统绝缘降低时，装置发出预警和报警，绝缘预警值为50kΩ，报警值为25kΩ。当直流系统发生有效值≥10V的交流窜电故障时，装置在3S内发出交流窜电故障报警信息，并显示窜入交流电压的幅值及支路。当参数设置异常、支路漏电流采样回路异常及通讯故障时发自检报警。

二、火电厂直流系统的原理

两路交流输入经交流配电单元选择其中一路交流输入提供给充电模块;充电模块输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组补充充电和提供合闸输出，另外通过降压单元提供控制输出，为负载提供正常的工作电流;绝缘监测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况;集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。其原理图如下：

三、直流接地的危害

在直流系统中，发生一极接地并不引起任何危害，但是一极接地长期工作是不允许的，因为当同一极的另一地点再发生接地时，可能使信号装置、继电保护和控制装置误动作或拒动作，或者发生另外一极接地时将造成直流系统短路，造成严重后果。因此不允许直流系统长期带一点接地运行。所以，当发生直流系统一点接地后，必须尽快查找出来进行处理。

（1）只有一点接地，对直流系统无影响;

（2）F1、F2发生接地时，将造成继电器

误动作;

（3）F2、F3发生接地时，将造成继电器拒动作

（4）F1、F4发生接地时，将造成直流系统短路;

接地根据不同的地点，在另一极发生不同地点的接地构成通路后起作用。常见的损坏有保护误动、拒动，短路造成原件损坏及直流供电消失等，应根据原件的质量和入接地点具体分析其概率。

一般在发电厂认为直流正极接地有造成保护误动的可能。因为一般跳闸线圈（如出口中间继电器线圈和跳合闸线圈等）均接负极电源，若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理，如回路中再有一点接地就可能造成保护拒绝动作（越级扩大事故）。因为两点接地将跳闸或合闸回路短路，这时还可能烧坏继电器触点。直流系统发生正极接地有造成保护误动作的可能。因为电磁操作机构的跳闸线圈通常都接于负极电源，倘若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起保护误动作。直流系统负极接地时，如果回路中再有一点发生接地，就可能使跳闸或合闸回路短路，造成保护或断路器拒动，或烧毁继电器，或使熔断器熔断等。

五、直流接地的原因

1、由下雨天气引起的接地。在大雨天气，雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒，使接线桩头和外壳导通起来，引起接地。潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者黑胶布包扎处，绝缘大大降低，从而引发直流接地。

2、由小动物破坏引起的接地。

3、由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件靠在一起时，二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损，当其磨破时，便造成直流接地。

4、接线松动脱落引起接地。接在断路器机构箱端子排的二次线（如10kV开关机构箱内的二次线），若螺丝未紧固，则在断路器多次跳合时接线头容易从端子中滑出，搭在铁件上引起接地。

5、误接线引起接地。在二次接线中，电缆芯的一头接在端子上运行，另一头被误认为是备用芯或者不带电而让其裸露在铁件上，引起接地。

6、插件内元件损坏引起接地。为抗干扰，插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容，该电容击穿时引起直流接地。

7、设备的维护不够恰当。

8、在直流回路中混入了交流电。交流電和电压互感器的二次回路电压源窜入到直流系统中导致的直流系统接地原因有好几种，主要原因有两种，首先是接线失误，其次是绝缘下降。

9、寄生回路。直线寄生回路在日常的检修过程中，出现的概率较高，它主要是让两个直流系统间产生电联系，从而导致假接地现象的产生。

（四）直流接地异常处理

1、确认直流接地故障的真实性。发生直流接地故障、直流绝缘降低故障报警时，首先应排除误报警的可能，可依据“直流系统接地故障的特征”进行测量判断。

2、利用微机绝缘监测仪查看各支路绝缘情况、接地极性、接地程度和接地支路，汇报值长。

3、根据微机绝缘监测仪显示故障支路编号，查找接地点。

4、询问有关人员该支路是否有人工作，若有则立即停止工作。

5、確认该支路有无新启、停的设备，对有怀疑的设备系统应重点进行查找。

6、按照从次要负荷到重要负荷，从室外到室内，最后停保护、热控负荷的顺序依次瞬停查找。拉开保护、热控、励磁负荷前应联系相关人员，并做好事故预想和防范措施。

7、试停电压表、变送器、绝缘监测仪后，若仍有接地，则说明充电装置、蓄电池及母线有接地点。

8、试拉蓄电池直流输出开关，若仍有接地，则说明充电装置及母线有接地点。

9、试拉直流电源进线开关，如果接地消失，说明是直流电源进线接地。如果接地仍不消失，说明是直流母线接地，应将控制直流负荷切至非接地母线运行，应根据值长命令将故障母线停电。

10、当查找出接地设备后，通知检修处理，处理完毕，尽快恢复原方式。

六、直流系统接地点查找注意事项

1、发生直流接地时，应迅速进行处理，不得延误，并停止直流回路上所有其它工作，以免造成二点接地或短路等现象发生。

2、直流电源瞬时停电试拉时，必须经总工批准。

3、回路进行试拉前，须经值长同意，应考虑相关的继电保护和热工自动装置，采取避免开关、保护装置误动的措施，会同继电或热工人员一起进行处理。涉及电网保护电源停用前需征得调度同意。

4、合上400V PC段母线PT二次开关。试拉回路后，应在最短时间内恢复供电。

5、直流系统接地查找应由二人以上进行处理，一人试拉，另一人严密监视母线电压变化情况，以判断接地是否由该回路引起。

6、试拉回路过程中，遇有故障发生，应立即恢复供电。

7、严禁使用拉合直流支路的方法查找接地。

七、防范直流系统接地/绝缘故障的措施

1、对施工工艺进行规范，从根本上避免直流系统接地故障的发生，最大限度的杜绝安全隐患。

2、在对室外端子排以及辅助开关等二次设备进行清扫的过程中，可以对停电的机套进行充分的利用;

3、要保证断路器端子箱、断路器机构箱、隔离开关机构箱等二次电缆穿管处的封堵性完好，避免在阴雨以及大雾天气或者是工作人员的疏忽将水流八而造成的设施浸泡等问题，从而保证直流系统的安全稳定运行;

4、对室外电缆而言，要加强对其的绝缘测试工作，及时采取相应的措施，避免直流系统接地事故的发生。

5、在配电室及网络继电保护室门口要有挡鼠板，定期放置粘鼠板等，严防小动物进入配电室造成直流接地等危害

八、总结

直流系统作为火电厂中一个重要的电源组成的部分，直流系统的可靠性直接影响机组安全稳定运行，及时排查直流系统绝缘报警并消除故障也就至关重要。本文简述了某厂110V控制直流系统的基本运行方式，分析了110V直流接地的危害原因及事故处理，深入了解了直流接地处理的步骤，为以后的设备故障能够提供帮助。

参考文献

[1微机绝缘监测仪ATCWZJ5-HL说明书

[2]曹方圆，孟晓波，廖永力，李锐海，张波.直流接地极对埋地金属管道影响的电路模型及应用[J].电网技术，2016，40（10）：3258-3265.

[3]刘昌，孟晓波，樊灵孟，陈鹏，廖永力，曾嵘，庄池杰.直流工程接地极入地电流对埋地金属管道的影响[J].南方电网技术，2015，9（03）：15-20.

[4]房媛媛，卢剑.直流接地极的地电流对埋地金属管道腐蚀影响分析[J].南方电网技术，2013，7（06）：71-75.

[5]郭剑.直流接地极对电气化铁路的电磁影响[J].高电压技术，2013，39（01）：241-250.