谈直流接地对电力系统的危害

　　直流电源接地一般分为内部接地及外部接地。内部接地一般是由于设备老化，内部电缆破损或者违规施工造成直流电缆接地;外部接地一般是由于异常天气造成，例如雨水及潮湿天气，会使设备端子盒或外壳受潮、吸水，降低二次电源的绝缘，从而导致直流电源接地故障。此外，施工人员和维修人员对直流电源线的不当改造都有可能导致直流电源接地。所以设备老化和异常天气是直流电源接地的主要原因。因此直流电源异常变化导致直流母线的及时隔离或故障预测是当今电力系统迫切需要解决的一个重要问题。

　　1直流系统接地产生原因

　　直流系统适合长期稳定且不间断的电源装置，一般允许向大面积设备和线路供电，作为继电保护装置的电源，因此在长时间运行下情况下，可能会因热、污染、气候和环境的变化而损坏直流电缆绝缘，比如设备板件老化，内部绝缘受损、直流电缆老化，绝缘下降。直流系统使用时间和绝缘下降时间成正比。主要体现在:(1)影响绝缘的组件、设备和电缆损坏。雾、暴雨等恶劣天气也可能导致直流系统接地，通常在较好的天气下恢复正常。(2)拆除、分离和接触设备金属外壳，如果直流系统的接线受到设备外壳的影响，可能导致直流系统接地，例如通过施工或设备修理导致电缆外皮破损接地;(3)导致直流系统接地的原因还有设备二次回路的中间继电器烧损，导致正负极短路，这情况下通常会产生烧糊气味，从而导致开关的拒合拒分等。

　　2电力系统继电保护装置直流接地问题

　　直流正极接地也有可能导致保护误动的情况出现，因为一般跳闸线圈都会连接负极电源，如果回路再发生接地或绝缘不良的情况就会引发保护误动作。一般的继电保护装置都是利用电源的负极接入继电保护装置，如果在设备正常运行过程中发生正极接地的情况，就会导致继电保护装置的电源负极断电，而且电缆间会产生少量正极电源负荷，导致负极断电的线砸产生负电荷。一旦发生这种情况，继电保护装置就会立即接收指令并启动，发生继电保护误合断路器，导致继电保护装置不会再起到保护作用。

　　3排除直流接地故障的方法

　　(1)定频法。其工作原理是，在接地故障点，将一个低频交流信号注入直流系统正极和负极，使用电流互感器时，分别检测直流系统中的每个支路电流，如果电流互感器电流相互抵消，则支路不会发生接地故障;如果电流互感器电流不再平衡，则测量连接处的交流电流值，计算并获得绝缘电阻，通过与设定值的比较，判断该点是否发生接地故障。该方法简单，易于实施，主要应用于便携式检测装置中。缺点是检测结果更依赖于系统分配容量，这可能导致误判。

　　(2)变频法。提出该方法是为了使分布式容量对检测结果产生更大的影响。其原理是在定频法的基础上，将两个振幅和频率相同的低频交流电压信号输入直流系统的正极和负极，通过用钳式电流表观察直流系统中各支路电流大小的变化，寻找接地位置。接地电阻或交流线路随着地分配容量的增加，会导致找不到接地支路。因此，添加低频交流信号会增加直流系统的电压纹波系数，从而影响直流系统的安全运行。

　　4直流电源接地故障模型的构建

　　4.1电流信号识别函数

　　直流接地时，采用主电源元件检测突然电流波动和频率波动，分为四个主要步骤:第一，正交函数作为直流电源调节函数;第二、调整电流变化幅度限值，以获得稳定和脉冲信号。第三，比较各组电流值，在电流波动超过预期值时输出直流输出信号;第四，确定电流波动最大的时间，跟踪接地装置。

　　4.2接地故障定位

　　当直流电源工作时，电流方向不会改变，并且表示相同的波形。直流电源上的接地插头会产生相反的波形，可能会危害电气系统。临时波中反向波形发生的次数越多，接地就越困难。对于普通波形，结果为0，显示输出结果为1的相反波形。如果电气系统被反向波形损坏，结果为2，使用上述标准设置检查电力系统中的直流电源接地，确定系统绝缘是否损坏。

　　5电力系统继电保护装置直流接地问题的对策

　　5.1认真排查直流接地问题，及时发现问题根源

　　直流接地问题在继电保护装置的正常运行中十分常见，数据表明，诱发直流接地问题的因素具有多种，可以归类为内在因素和外在因素两种。因此，要想尽可能减少直流接地情况的发生，需要积极探索有效对策，并进行深入有效地分析。一方面，仔细排查各个接地支路，重点排查绝缘监测装置中存在的问题，及时发现产生直流接地的源头;另一方面，确保继电保护装置和回路的安全，尽可能减少排查故障的时间。确切来讲，在进行直流接地问题排查时，需要按照室内至室外的顺序，以最快的速度找到直流接地问题的根源和位置，而且在排查过程中要尽量保证直流负荷分段开环运作，同时将直流线路中的母线和环路的开关及时断开，再运用拉路法排查故障。应注意的是，工作人员在具体实操中，一定要确保切断回路的时间小于3s，确保人身安全，然后再进一步观察直流接地信号。

　　5.2加强培训，提高相关人员的专业水平

　　电力系统继电保护装置复杂庞大，导致直流接地问题的因素多种多样，因此需要严格要求相关工作人员具有较高的技术水平。电力公司应对相关工作人员定期开展培训和学习，以此提高其相关基础知识掌握水平和实际操作能力。保证发生直流接地问题时，工作人员可以在最短的时间内修复故障，并能预防类似问题。

　　5.3加强直流电源管理，降低直流接地问题发生的概率

　　加强直流电源管理的主要目标是:保证直流设计、装配和模块质量。根据系统继电保护的实际情况，确保继电保护装置的电压供应系统符合相关规范和标准的要求。在安装和调试过程中，必须仔细分析某些细节问题，特别是直接问题经常发生的情况，并且必须采取行之有效的措施。一、加强直流电源的维护和管理能力，确保设备在维护和运行过程中能够遵循指令和程序，确保电池容量满足继电保护稳定运行的要求;二，定期检查和更换蓄电池，检查直流系统各分支的绝缘情况，及时解决问题。

　　5.4合理排除直流接地，提高直流接地问题处理效率

　　由于电源控制设备存在大量可能导致直流电源直接接地的因素，因此技术人员必须具备较高的技术要求。在此基础上，电力公司必须完成对相关技术人员的技术培训，以大大改善其运营。确保在发生直接故障后能够快速恢复，并防止同一问题再次发生。从而为电力系统的持续、稳定和安全运行提供坚实的基础。

　　结束语

　　直流电源接地是电力系统的常见故障，具有较高的搜索难度和强的连锁反应，严重影响了电网的稳定性。考虑到电力尺寸的增加和智能设备数量的增加，直流电源连接搜索是一个重要问题。一种基于遗传算法的接地故障搜索模型，根据电流和直流母线电压属性值的变化预测了整个电网接地故障的危险。还对模型预测的精度进行了仿真，从而产生了更好的总体预测。

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