霍克锂电池直流屏直流正极接地故障分析

简述：变电站、发电厂等地方的直流系统回路是相当复杂的，所连接的设备也是数量较多的，所以在长时间运行期间会由于气候变化、环境发生改变、设备自身存在问题、电缆以及接头出现老化等诸多因素，无可避免地致使直流系统发生接地现象，甚至会造成重大损失。本文乃是针对统部直流屏正极接地故障展开分析，寻找到其中缘由，而且提供了一种有效的避免方式，这对于杜绝直流屏正极接地或者负极接地有着积极的借鉴价值。

关键词：直流屏；直流正极接地故障；预防措施

1导言

当直流电源系统内，负极或者正极针对“地”的绝缘电阻数值，低于某一个规定数值的时候，又或者降低直某一个整定值之际，称呼这个直流系统之中，存在负极接地故障或者正极接地故障。直流电源的正极接地，会致使保护自动装置出现产生误动的可能性。正常情况下，一般的继电器以及跳合闸线圈跟电源的负极相连接，要是这些回路出现再次直流接地的情形，便存在产生误动的可能性。所以当发生接地时，及时运用良好的仪器以及准确的判定方法，查出并且消除故障，对于电网的安全稳定运行，具备十分重要的意义。

2直流系统接地的定义、产生与危害

2.1直流系统接地定义

当直流系统之中，正极跟大地之间的绝缘水平，下降至某一整定值，或者是低于某一规定值的时候，这便被称作直流系统接地；当正极的绝缘水平，低于某一规定值之时，称作正接地；当负极的绝缘水平，低于某一规定值的时候，称作负接地。

2.2正极接地危害

如图1所示，当图里的A点以及B点同时接地时，这就等同于A点与B点借助大地连接了起来，中间继电器2J1动作进而生成断路器的跳闸。同样的道理，当图中的A点以及C点同时接地时，或者当图中的A点、D点同时接地时，都有可能生成断路器的跳闸。

图1

2.3排查方法

当没法精准判定故障回流线路的时候，平常得以采纳这种办法被称作”拉路法”。一旦直流接地的线路从直流系统里脱离出去继而开始运转状态改变，那么对于直流母线而言其正负极朝着地面的电压就会呈现出平衡态势。因而一般状况下人们会把直流接地中的线路在瞬间实施停电操作，以此来判定直流接地点是不是在这条线路当中。

直流系统属于不间断电源，鉴于其具有特殊性，所以人们不可以随意进行停电操作。近些年来，随着计算机被大量运用，微机保护同样不允许人们随便断开直流电源。在现场排除故障期间，常常会出现非正常的闭环回路，采用双电源供电回路，还有就是变电站在现场施工、扩建、修试进程中遗留了直流负载的信号回路、控制回路以及保护回路之间未作区分等情况，致使直流接地故障查找难度加大。“拉路法”常常引发了控制回路或者保护回路跳闸等事故。

于是，于新型直流系统里面，各个直流回路分类明晰，借由专用断路器操控投退，能够经由操作控制开关或者保险来开展”拉路”检查；当遭遇诸多直流回路交叉极为严重，并无明确控制开关的旧直流系统之际，通常借助打开某直流回路特定电缆接头的”打头法”来实施分段排查。”打头法”事实上是拉路法的一种延伸运用。

3直流屏直流正极接地故障案例

某变电站存有两台直流屏，其所采用的是 1 加 1 冗余系统，该系统输出并联连接带动所有负载。在 2018 年 12 月时，1 号直流屏出现了正极接地故障。经过分析判断过程、排查及相关故障处理操作，发现 1 号直流屏的一个单相桥式整流器的 2 号管脚出现了接地情况。将具备金属底座的单相桥式整流器替换为拥有绝缘底座类型的情况下，能够杜绝此处管脚再次接地，从而有效避免该处出现直流接地故障 。

3.1直流屏1+1冗余系统工作原理

为直流屏输入一项三相交流电，借由整流使之转变为直流电，将其用作电源输出至直流负载 。

直流屏1+1冗余系统，是把两台直流屏的输出，经由母联开关连接到一块，一同去带负载。当有一台直流屏要进行检修时，能够由另一台去承担所有负载，图示情况如下：

3.2直流接地故障

直流正极出现接地情况时，直流屏的触摸屏会报出正对地绝缘不良以及合母电压异常的状况，测量可得正对地为0VDC，负对地是220VDC，在这个时候正对地呈现的就是正极对负极的电压；相反地，要是直流负极发生接地，那么正对地为220VDC，负对地则是0VDC。

（2）直流正接地的故障缘由。1）其一缘由是，在电源输出端范围里，正极出现了对地绝缘变为零的情况，以至于令正极直接接地，此时正对地电压成为0V。2）其二缘由是，直流屏配备的负载，涵盖高压柜内部的直流母线、低压柜内部的直流母线、其他杂项柜当中需要直流电源的部分。要是任意一台高压柜内部的直流正极出现接地现象，便会触发直流屏正极接地报警 。

（3）单相桥式整流器，它是由多只整流二极管进行桥式连接构成的，其外部采用绝缘塑料封装而成，对于大功率的桥式整流器而言，在绝缘外层会添加金属壳包封，以此来增强散热，它是将交流电转换成直流电的第一个步骤，此回路中的单相桥式整流器是双回路冗余运行。

（4）直流接地所带来的危害。当直流当中一极出现接地情况时，要是再发生另一极接地现象，就会致使直流正负极形成短路状况，进而引发开关跳闸，使得负载失去保护，那些带有直流失压脱扣的高压电机马上跳闸，最终导致装置停工。

（5）确定直流正极接地故障点的方法：

1）把直流输出母联开关断开，使得直流屏（1+1冗余）系统被分成两个单独的个体，进而确定故障直流屏。

2）将单台直流屏输出开关打开的连接予以切断，去判定故障发生的位置究竟是处于输出开关的范围以内，还是处于输出开关的范畴以外 。

3）要是故障处于外部负载的情况，那就逐个断开负载直流电源开关，借由这种方式去排查接地点；倘若故障点是在直流屏内部，那么就按照内部接线逐个展开排查。

3.3故障处理

于某变电站的直流屏（1+1）冗余系统之中，在巡检时察觉到1#直流屏发出了报警现象，其记录所显示的是正对地的绝缘状况表现为不良情况，经过测量可知1#直流屏的正对地电压为+4.58V，而负对地电压为-216V，据此判断该故障为正极接地故障。

把 1#和 2#直流屏控制母联断开，去观察接地电压状况，2#直流屏对地电压呈现正常状态，1#直流屏电压当中，正对着地是 +4.58V，负对着地是 -216V，据此判定故障处于 1#直流屏 。

将1#直流屏的负载甩开，使其处于空载运行状态，让2#直流屏带上全部负载。测量1#直流屏的电压，正极端对地为+4.58V，负极端对地为-216V，据此判断故障存在于1#直流屏的内部回路中。

首先，进一步去检查1#直流屏回路，接下来，只投入第一组充电机回路，然后测量正负母线对地电压，结果显示正常，之后，只投入第二组充电机回路，再测量电压，发现正对地为+4.58V，负对地为-216V，所以，据此判断故障点在1#直流屏第二组充电机回路。

首先，把1#直流屏第二组电池组的保险进行拆除，接着，将该电池组的正负极引线也拆除，之后测量那电池组正负极对地的电压，结果，都测不到电压，要知道，电池组正负极当时处于悬空状态，而无电压这种情况属于正常，由此表明那电池组是正常的，并且不存在接地现象 。

（6）针对1#直流屏停电的那部分，采用电阻法去排查故障情况，当检查到第二组充电机回路合闸母线降压硅堆下方之处时，回路电阻阻值出现异常，大概是0.6M欧姆，正常情况下对地阻值约为1.9M欧姆，对1#直流屏第一组充电回路以及第二组充电回路进行测量，经过对比发现，硅堆下方的桥式整流器连接端子部分的压降并不一致，第一组充电机回路压降末端数值大概是12V，然而第二组充电机压降末端数值是0V，据此判断故障点存在于硅堆下方、桥式整流器以及分压器这三个元件之间。将硅堆对地电阻进行测量，所测结果为1.9M欧姆，此情况正常，把分压器对地电阻予以测量，测得阻值是2.1M欧姆，该状况依旧正常；针对桥式整流器4个管脚的对地电阻展开测量，其中1#、3#、4#管脚的对地电阻为3.3M欧姆，此情形正常，可2#管脚对地阻值是1.6K欧姆，这一情况异常；运用测量法、对比法以及反向验证法，基本上把故障点锁定在了桥式整流器的2#管脚 。

4结语

直流系统具备可靠性为变电站安全运行起决定性作用，一旦这直流系统出现异常状况或者发生故障，便有可能致使保护出现拒动以及误动情况。其中，拒动会让事故范围得以扩大，严重情形下还可能造成电网振荡或者瓦解。所以，正确且迅速地处理好直流接地故障极为重要。