王逸寧

　　國能廣投柳州發(fā)電有限公司，廣西柳州 545600

　　摘要：近年來，我國電力事業(yè)發(fā)展迅速，對我國電力系統(tǒng)不斷供電提出了更高的要求。繼電保護裝置作為電網(wǎng)重要組成部分，安全性和效率對社會所有主要行業(yè)的能耗效率有著巨大影響。本文以理論實踐為基礎(chǔ)，直接分析了直流接地故障對電氣系統(tǒng)的損傷。

　　關(guān)鍵詞：直流接地;電力系統(tǒng);危害

　　引言

　　直流電源接地一般分為內(nèi)部接地及外部接地。內(nèi)部接地一般是由于設(shè)備老化，內(nèi)部電纜破損或者違規(guī)施工造成直流電纜接地;外部接地一般是由于異常天氣造成，例如雨水及潮濕天氣，會使設(shè)備端子盒或外殼受潮、吸水，降低二次電源的絕緣，從而導致直流電源接地故障 。此外，施工人員和維修人員對直流電源線的不當改造都有可能導致直流電源接地。所以設(shè)備老化和異常天氣是直流電源接地的主要原因。因此直流電源異常變化導致直流母線的及時隔離或故障預測是當今電力系統(tǒng)迫切需要解決的一個重要問題。

　　1直流系統(tǒng)接地產(chǎn)生原因

　　直流系統(tǒng)適合長期穩(wěn)定且不間斷的電源裝置，一般允許向大面積設(shè)備和線路供電，作為繼電保護裝置的電源，因此在長時間運行下情況下，可能會因熱、污染、氣候和環(huán)境的變化而損壞直流電纜絕緣，比如設(shè)備板件老化，內(nèi)部絕緣受損、直流電纜老化，絕緣下降。直流系統(tǒng)使用時間和絕緣下降時間成正比。主要體現(xiàn)在:(1)影響絕緣的組件、設(shè)備和電纜損壞。霧、暴雨等惡劣天氣也可能導致直流系統(tǒng)接地，通常在較好的天氣下恢復正常。(2)拆除、分離和接觸設(shè)備金屬外殼，如果直流系統(tǒng)的接線受到設(shè)備外殼的影響，可能導致直流系統(tǒng)接地，例如通過施工或設(shè)備修理導致電纜外皮破損接地;(3)導致直流系統(tǒng)接地的原因還有設(shè)備二次回路的中間繼電器燒損，導致正負極短路，這情況下通常會產(chǎn)生燒糊氣味，從而導致開關(guān)的拒合拒分等。

　　2電力系統(tǒng)繼電保護裝置直流接地問題

　　直流正極接地也有可能導致保護誤動的情況出現(xiàn)，因為一般跳閘線圈都會連接負極電源，如果回路再發(fā)生接地或絕緣不良的情況就會引發(fā)保護誤動作。一般的繼電保護裝置都是利用電源的負極接入繼電保護裝置，如果在設(shè)備正常運行過程中發(fā)生正極接地的情況，就會導致繼電保護裝置的電源負極斷電，而且電纜間會產(chǎn)生少量正極電源負荷，導致負極斷電的線砸產(chǎn)生負電荷。一旦發(fā)生這種情況，繼電保護裝置就會立即接收指令并啟動，發(fā)生繼電保護誤合斷路器，導致繼電保護裝置不會再起到保護作用。

　　3排除直流接地故障的方法

　　(1)定頻法。其工作原理是，在接地故障點，將一個低頻交流信號注入直流系統(tǒng)正極和負極，使用電流互感器時，分別檢測直流系統(tǒng)中的每個支路電流，如果電流互感器電流相互抵消，則支路不會發(fā)生接地故障;如果電流互感器電流不再平衡，則測量連接處的交流電流值，計算并獲得絕緣電阻，通過與設(shè)定值的比較，判斷該點是否發(fā)生接地故障。該方法簡單，易于實施，主要應用于便攜式檢測裝置中。缺點是檢測結(jié)果更依賴于系統(tǒng)分配容量，這可能導致誤判。

　　(2)變頻法。提出該方法是為了使分布式容量對檢測結(jié)果產(chǎn)生更大的影響。其原理是在定頻法的基礎(chǔ)上，將兩個振幅和頻率相同的低頻交流電壓信號輸入直流系統(tǒng)的正極和負極，通過用鉗式電流表觀察直流系統(tǒng)中各支路電流大小的變化，尋找接地位置。接地電阻或交流線路隨著地分配容量的增加，會導致找不到接地支路。因此，添加低頻交流信號會增加直流系統(tǒng)的電壓紋波系數(shù)，從而影響直流系統(tǒng)的安全運行。

　　4直流電源接地故障模型的構(gòu)建

　　4.1電流信號識別函數(shù)

　　直流接地時，采用主電源元件檢測突然電流波動和頻率波動，分為四個主要步驟:第一，正交函數(shù)作為直流電源調(diào)節(jié)函數(shù);第二、調(diào)整電流變化幅度限值，以獲得穩(wěn)定和脈沖信號。第三，比較各組電流值，在電流波動超過預期值時輸出直流輸出信號;第四，確定電流波動最大的時間，跟蹤接地裝置。

　　4.2接地故障定位

　　當直流電源工作時，電流方向不會改變，并且表示相同的波形。直流電源上的接地插頭會產(chǎn)生相反的波形，可能會危害電氣系統(tǒng)。臨時波中反向波形發(fā)生的次數(shù)越多，接地就越困難。對于普通波形，結(jié)果為0，顯示輸出結(jié)果為1的相反波形。如果電氣系統(tǒng)被反向波形損壞，結(jié)果為2，使用上述標準設(shè)置檢查電力系統(tǒng)中的直流電源接地，確定系統(tǒng)絕緣是否損壞。

　　5電力系統(tǒng)繼電保護裝置直流接地問題的對策

　　5.1認真排查直流接地問題，及時發(fā)現(xiàn)問題根源

　　直流接地問題在繼電保護裝置的正常運行中十分常見，數(shù)據(jù)表明，誘發(fā)直流接地問題的因素具有多種，可以歸類為內(nèi)在因素和外在因素兩種。因此，要想盡可能減少直流接地情況的發(fā)生，需要積極探索有效對策，并進行深入有效地分析。一方面，仔細排查各個接地支路，重點排查絕緣監(jiān)測裝置中存在的問題，及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生直流接地的源頭;另一方面，確保繼電保護裝置和回路的安全，盡可能減少排查故障的時間。確切來講，在進行直流接地問題排查時，需要按照室內(nèi)至室外的順序，以最快的速度找到直流接地問題的根源和位置，而且在排查過程中要盡量保證直流負荷分段開環(huán)運作，同時將直流線路中的母線和環(huán)路的開關(guān)及時斷開，再運用拉路法排查故障。應注意的是，工作人員在具體實操中，一定要確保切斷回路的時間小于3s，確保人身安全，然后再進一步觀察直流接地信號。

　　5.2加強培訓，提高相關(guān)人員的專業(yè)水平

　　電力系統(tǒng)繼電保護裝置復雜龐大，導致直流接地問題的因素多種多樣，因此需要嚴格要求相關(guān)工作人員具有較高的技術(shù)水平。電力公司應對相關(guān)工作人員定期開展培訓和學習，以此提高其相關(guān)基礎(chǔ)知識掌握水平和實際操作能力。保證發(fā)生直流接地問題時，工作人員可以在最短的時間內(nèi)修復故障，并能預防類似問題。

　　5.3加強直流電源管理，降低直流接地問題發(fā)生的概率

　　加強直流電源管理的主要目標是:保證直流設(shè)計、裝配和模塊質(zhì)量。根據(jù)系統(tǒng)繼電保護的實際情況，確保繼電保護裝置的電壓供應系統(tǒng)符合相關(guān)規(guī)范和標準的要求。在安裝和調(diào)試過程中，必須仔細分析某些細節(jié)問題，特別是直接問題經(jīng)常發(fā)生的情況，并且必須采取行之有效的措施。一、加強直流電源的維護和管理能力，確保設(shè)備在維護和運行過程中能夠遵循指令和程序，確保電池容量滿足繼電保護穩(wěn)定運行的要求;二，定期檢查和更換蓄電池，檢查直流系統(tǒng)各分支的絕緣情況，及時解決問題。

　　5.4合理排除直流接地，提高直流接地問題處理效率

　　由于電源控制設(shè)備存在大量可能導致直流電源直接接地的因素，因此技術(shù)人員必須具備較高的技術(shù)要求。在此基礎(chǔ)上，電力公司必須完成對相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)培訓，以大大改善其運營。確保在發(fā)生直接故障后能夠快速恢復，并防止同一問題再次發(fā)生。從而為電力系統(tǒng)的持續(xù)、穩(wěn)定和安全運行提供堅實的基礎(chǔ)。

　　結(jié)束語

　　直流電源接地是電力系統(tǒng)的常見故障，具有較高的搜索難度和強的連鎖反應，嚴重影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定性�？紤]到電力尺寸的增加和智能設(shè)備數(shù)量的增加，直流電源連接搜索是一個重要問題。一種基于遺傳算法的接地故障搜索模型，根據(jù)電流和直流母線電壓屬性值的變化預測了整個電網(wǎng)接地故障的危險。還對模型預測的精度進行了仿真，從而產(chǎn)生了更好的總體預測。

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