摘要:本文针对发电厂和变电站直流系统在运行中存在一定的接地故障隐患,且成因复杂,影响电力系统的稳定与安全运行,分析了故障成因,探讨了直流系统接地故障检测方法,旨在提供一定的参考与借鉴。
现阶段,发电厂和变电站继电保护与控制回路中的装置与设备多采用直流电源。在实际运行过程中,部分直流系统会在气候、设备条件及人为因素的影响下出现接地故障。在出现单点直流接地的情况下,相应的故障影响并不明显,但应尽早处理,否则可能发展为两点接地,进而导致保护与控制系统出现拒动等问题,严重时将出现熔断、短路等事故。可见,在发电厂和变电站直流系统出现故障的情况下,应准确判断故障类型,定位故障问题,并采取正确的处理方式,以保证电力系统运行的稳定性与安全性。
1 直流系统接地故障成因
目前,发电厂和变电站直流系统接地故障的主要成因包含以下几类。
(1)直流系统设备材料绝缘性能不达标,设备线路老化明显,存在破损缺陷问题,而破损部位裸露在空气或地面环境中,会直接导致接地故障。
(2)在运行环境相对恶劣的条件下,直流系统可能会因降水、潮湿等因素而出现线路或设备对地绝缘降低情况,从而形成直流接地故障。较为常见的是降雨条件下,部分封闭不严的线路接线盒因雨水飘人后连通接线头和壳体而形成了接地故障。
(3)动物进入或器件脱落导通直流系统形成接地故障。如老鼠、蛇等从直流系统连接件空隙进入回路,造成电路连通短接;金属器件连接不牢,掉落在带电回路上,形成电路连通短接。
(4)在直流系统设计安装存在缺陷或运维过程出现漏洞的情况下,存在一定的隐蔽性接地故障隐患。常见的接地故障隐患包含:直流系统线路连接不稳定,在运行过程中受外界环境因素的干扰而形成误接触,出现接地故障;在接线安装过程中,由于人员操作失误,线路一端接入直流系统,而另一端未准确连接,裸露接地形成故障;设备设计或安装间距不足,电磁感应现象明显,在存在过电压情况时,形成接地短路故障。
2 直流系统接地故障危害
直流系统接地故障的危害主要包含以下几种类型:
(1)直流系统出现正极接地故障,极易造成继电保护系统误动。继电保护系统控制元器件通常与负极相连接,在正极接地情况下,将因存在流通电流而判定系统接通进而误动。如图1所示,当直流系统接地故障出现在A、B两点时,1LJ、2LJ接点短接,启动线圈CKJ,继电器误动跳闸。而当接地故障出现在A、C两点时,CKJ接点被短接,继电器误动跳闸。
(2)直流系统出现负极接地故障,将造成继电保护系统拒动。当直流系统中存在接地故障时,系统保护器件将因接地短路而无法完成操作;同时,接地短路形成的电流将使继电保护系统因电流过载而出现燃烧问题。在图1中,B、E两点接地,CKJ线圈被短接,保护动作时,CKJ不能动作,开关将不能跳闸且保险会熔断。D、E两点接地时,跳闸线圈TQ被短接,保护动作及操作时开关拒跳。
(3)直流系统出现两极单点接地故障时,继电保护与控制系统将因失去电源而无法工作。在图1中,直流接地故障发生在A、E两点和F、E两点时,即形成短路使电源保险熔断。B、E两点和C、E两点接地时,电源保险将会熔断,同时还会烧毁电气接点。