來源：繼保小講堂

概述

變電站直流系統接地問題一直是威脅變電站安全的一個頑症，我們從事電力系統的人一定要對其加以重視，不要等到真的由於它的原因引起保護裝置誤動或者拒動了在進行相關的學習和安全責任的追究，這樣會很被動，但是目前現狀500千伏變電站裏的直流系統大部分由二次專業人員負責維護，然而目前二次專業複雜程度相當之高，超出想象，所以對直流系統的不夠重視，有導致停電故障風險存在的可能，下面分享一下直流故障查找的（不用拉路法）兩個新方法，希望對從事二次專業的人員有幫助。

1.直流系統配置

該500千伏變電站直流系統配置3套直流接地絕緣裝置，分別爲直流總饋線屏內一套、220千伏保護室直流分饋線屏一套和500千伏保護室直流分饋線屏一套，配置三臺充電、浮充電裝置，兩組蓄電池組的供電方式。蓄電池1組和1號充電機接於一段直流母線上，蓄電池2組和2號充電機接於二段直流母線上第三臺0號充電裝置（備用充電裝置）可在兩段母線之間切換。直流相關反措要求見附頁2，該500千伏變電站直流系統配置如圖1所示：

圖1

2.故障現象描述

由圖所示該變電站採用I段、II段在線絕緣監測裝置是採用江都華宇電氣HDM-2000兩段合體監測，絕緣裝置顯示I段V+：119V，V-：112V，R+：500 kΩ，R-：500kΩ；II段V+：119V，V-：113V，R+：500 kΩ，R-：495kΩ；使用萬用表測量系統對地電壓與絕緣裝置顯示基本一致。兩套系統單獨運行時，在線絕緣監測裝置各支路的接地電流基本爲0mA,沒有告警。

由於蓄電池更換工作，需要環形供電方式，把一組蓄電池脫離出來，但兩套系統通過聯絡開關進行聯絡時，在線絕緣監測裝置出現9支路的接地電流爲10.4mA，發出接地告警。於是我們恢復到兩組蓄電池並列運行正常運行方式時，絕緣監測裝置又顯示二段欠壓，發出告警。

3.故障查找過程

3.1 9支路告警查找

把直流系統接地測試儀接於直流總饋線屏（廣州千順QDB-81儀器基本測試方法見附頁1），便於查找故障直流正常分列運行方式改爲由蓄電池2組供電環形臨時供電方式，把QDB-81信號源接入II段直流系統，在I段接入47K的平衡橋，QDB-81信號源檢測出的正負極對地阻值爲R+：45.8 kΩ，R-：196.4kΩ，系統電容爲49.3uF。

絕緣監測系統報9支路接地告警，由於直流饋線總屏9支路電纜接至220千伏保護室直流饋線屏II（分饋線屏），於是我們來到這裏用測試儀鉗形表進行檢查各支路，發現一組至母差保護屏的直流波形不對（不是相對平直的直流電壓波形），而是有交流特徵的正弦波，工作人員沿着這個線索來到母差保護屏對其各個支路進行檢測，由於母差保護屏沒有接入信息保護子站和軟報文信息，沒有遙信量，我們又對波形波動比較大的迴路對應的啓動失靈壓板進行投退，當對XXX線路啓動失靈壓板推出時，9支路接地故障恢復正常，我們在這個XXX線電纜線芯所在的保護屏對其啓動母差失靈的正電源MICI和M2C1用萬用表導通檔測量時是通路的狀態，於是我們斷定此現象由於XXX線路保護屏1段直流和2段直流正極形成正正環網，導致絕緣降低所致，如圖2。

圖2

3.2 欠壓告警查找

工作人員進行了分析，爲了提高查出直流接地故障效率，同時保證電力裝置安全穩定運行和保證正常的運行不受查找故障時各種遙信的影響（至於爲什麼怕遙信影響這個問題，你懂的！），我們制定採用以下創新的方法查找此問題，直流運行方式切換和二段直流端子排出線支路用一段直流母線空端子帶來二段出線支路負荷的嘗試方式來查找故障的方法，具體步驟如下。

步驟：

1.在直流總饋線屏二段母線端子排上的四個出線支路的分析好那個最有可能出問題，我們選擇戶外電纜多的19支路。

2.把運行方式改爲環路運行（這樣我們就不擔心瞬間該支路全部失壓發遙信了）。

3.找出一段母線段端子排上的空端子，找出二段母線端子排上波形問題最大的出線19支路電纜用兩根試驗線（4平方多股軟銅線）一邊用鉗子夾住19支路一端正、負級，一邊用聯片接在一段母線空端子上（注意對應好正、負極），這時大家注意一定要用萬用表確認一下電壓已經接通，然後合上一段母線端子排上的原空端子對應的空開，在把在拉開原來由二段母線供電的19支路的空開，這時19支路是一段母線來供電。

4.改變環形供電方式，恢復並列的運行方式，這時正極或者負極電壓一段報欠壓，而且電壓壓差降低比較大，並且二段母線電壓比較正常電壓，這時就能確認這個支路有問題。同理這個方法也能推廣其它支路進行測試。

5.改變並列的運行方式，形成環形供電方式，把二段的19支路空開合上（一定要用萬用表量一下試驗線是否有電壓，小心出線失壓），然後把一段空端子的拉開，這時19支路恢復到原來的第二段母線來供電，最後改變回兩段並列運行的正常方式，這時第二段欠壓告警燈亮起，再次確定就是這個支路所接的某個保護裝置有問題。如圖3.

圖3

3.3 經過分析

19支路給500千伏保護室直流分饋線屏供電，考慮主變本體屏有戶外到這裏的電纜，我們斷開73B（B相油位異常告警）電纜芯後，二段電壓恢復正常，工作人員在戶外接線箱內對其用搖表測試戶外端子箱到主變本體接線盒處的電纜芯發現阻值小於1兆歐(用1000V兆歐表），按規定不合格，更換線芯，接上保護室內主變本體保護屏的電纜芯後，二段電壓依然正常。如圖4.

圖4

4.兩套直流系統合母聯後報告接地的分析

圖5正常運行環網電氣簡圖

正常運行時，如圖5所示，負載通過環網從I段直流系統母線和II段直流系統母線取電源，I段直流系統母線和II段直流系統母線除了該環網支路外無其他直流，所以電流有以下關係式：

由於沒有其他環網支路，支路不存在不平衡電流。

圖6兩套直流系統合母聯運行環網電氣簡圖

合母聯運行時，如圖6所示，負載通過環網從I段直流母線和II段直流系統母線取電源，I段直流系統母線和II段直流系統母線合母聯，相當於一個電源，所以電流有以下關係式：

由於存在母聯合環，兩電源變成一電源，兩回路出現不平衡負載電流，導致

不等於0。微機在線絕緣監測裝置有母線電阻門限告警和支路門限告警，所以母線絕緣在500k左右，但支路絕緣電阻根據電流計算誤判計算結果較小，發出絕緣告警。母線絕緣電阻大於支路絕緣電阻，與實際絕緣電阻違背。

附件1 接線要求與故障探測的基本方法

圖8接線要求與查找方法

1.1接線要求

如圖8所示，測試線按以下要求接線：

①接入信號源“正極”端子的紅色導線，夾在蓄電池正極保險

②接入信號源“負極”端子的黑色導線，夾在蓄電池負極保險

③接入信號源“地”端子的黃色導線，夾在接地銅排上。

1.2查找方法

如圖8所示，做好準備工作後，可開始以下接地故障查找：

①儀器自校驗：如圖中＃1位置，將鉗表夾住信號源黃色接地線，並使鉗表中的箭頭指向信號源，再按“自校”鍵，提示“儀器正常”，表明設備工作正常。否則，要更換電池或需清潔鉗口等。見4.2節。

②告警裝置引起的接地故障：如圖中＃2位置，鉗住告警裝置的接地線，如果測量的電阻與信號源第一行顯示的絕緣電阻相同或相近，表明該接地故障由絕緣裝置造成的，需維護絕緣裝置。

③蓄電池接地：如圖中＃3位置，鉗住蓄電池正負極2根電纜進線，如果報接地故障並有圖中（1）顯示的正弦波，表明是蓄電池接地。

④饋線支路接地：如圖中＃4、5、6位置，分別同時鉗住各饋線的正負極電纜，進行支路接地檢測，鉗到＃5將報有接地，順着該支路往負荷方向繼續查找，＃7有接地，＃8報無接地，表明接地故障點在＃7和＃8之間。

⑤多條支路同時檢測：如圖中＃9位置，可同時鉗住多條饋線，如果報有接地，表明被鉗住的饋線中間有接地支路，可再用2分法，找出具體的接地支路。否則表明這一把饋線都沒有接地故障，可加快接地查找速度！

附頁2 《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》中關於變電站直流系統相關規定摘要

5.1.1.8 在新建、擴建和技改工程中，應按《電力工程直流系統設計技術規程》（DL/T 5044）和《蓄電池施工及驗收規範》（GB 50172）的要求進行交接驗收工作。所有已運行的直流電源裝置、蓄電池、充電裝置、微機監控器和直流系統絕緣監測裝置都應按《蓄電池直流電源裝置運行與維護技術規程》（DL/T 724）和《電力用高頻開關整流模塊》（DL/T 781）的要求進行維護、管理。

5.1.1.9 變電站直流系統配置應充分考慮設備檢修時的冗餘，330kV 及以上電壓等級變電站及重要的 220kV 變電站應採用三臺充電、浮充電裝置，兩組蓄電池組的供電方式。每組蓄電池和充電機應分別接於一段直流母線上，第三臺充電裝置（備用充電裝置）可在兩段母線之間切換，任一工作充電裝置退出運行時，手動投入第三臺充電裝置。變電站直流電源供電質量應滿足微機保護運行要求。

5.1.1.10 變電站直流系統的饋出網絡應採用輻射狀供電方式，嚴禁採用環狀供電方式。

5.1.1.11 直流系統對負載供電，應按電壓等級設置分電屏供電方式，不應採用直流小母線供電方式。

5.1.1.12 直流母線採用單母線供電時，應採用不同位置的直流開關，分別帶控制用負荷和保護用負荷。

5.1.1.13 新建或改造的變電站選用充電、浮充電裝置，應滿足穩壓精度優於0.5%、穩流精度優於1%、輸出電壓紋波係數不大於0.5%的技術要求。在用的充電、浮充電裝置如不滿足上述要求，應逐步更換。

5.1.1.14 新、擴建或改造的變電所直流系統用斷路器應採用具有自動脫扣功能的直流斷路器，嚴禁使用普通交流斷路器。加強直流斷路器上、下級之間的級差配合的運行維護管理。

5.1.1.15 除蓄電池組出口總熔斷器以外,逐步將現有運行的熔斷器更換爲直流專用斷路器.當直流斷路器與蓄電池組出口總熔斷器配合時，應考慮動作特性的不同，對級差做適當調整。

5.1.1.16 直流系統的電纜應採用阻燃電纜，兩組蓄電池的電纜應分別鋪設在各自獨立的通道內，儘量避免與交流電纜並排鋪設，在穿越電纜豎井時，兩組蓄電池電纜應加穿金屬套管。

5.1.1.17 及時消除直流系統接地缺陷，同一直流母線段，當出現同時兩點接地時，應立即採取措施消除，避免由於直流同一母線兩點接地，造成繼電保護或開關誤動故障。當出現直流系統一點接地時，應及時消除。

5.1.1.18 嚴防交流竄入直流故障出現

5.1.1.18.1 雨季前，加強現場端子箱、機構箱封堵措施的巡視，及時消除封堵不嚴和封堵設施脫落缺陷。

5.1.1.18.2 現場端子箱不應交、直流混裝，現場機構箱內應避免交、直流接線出現在同一段或串端子排上。

5.1.1.18.3 新建或改造的變電所，直流系統絕緣監測裝置，應具備交流竄直流故障的測記和報警功能。原有的直流系統絕緣監測裝置，應逐步進行改造，使其具備交流竄直流故障的測記和報警功能。

5.1.2.6 兩組蓄電池組的直流系統，應滿足在運行中二段母線切換時不中斷供電的要求，切換過程中允許兩組蓄電池短時並聯運行，禁止在兩系統都存在接地故障情況下進行切換。

5.1.2.7 充電、浮充電裝置在檢修結束恢復運行時，應先合交流側開關，再帶直流負荷。

5.1.2.8 新安裝的閥控密封蓄電池組，應進行全覈對性放電試驗。以後每隔二年進行一次覈對性放電試驗。運行了四年以後的蓄電池組，每年做一次覈對性放電試驗。

5.1.2.9 浮充電運行的蓄電池組，除製造廠有特殊規定外，應採用恆壓方式進行浮充電。浮充電時，嚴格控制單體電池的浮充電壓上、下限，每個月至少以此對蓄電池組所有的單體浮充端電壓進行測量記錄，防止蓄電池因充電電壓過高或過低而損壞。

8.5.1.5每套控制保護系統要採用兩套電源同時供電，各裝置的兩路電源應分別取自不同直流母線。

來源：繼保小講堂