SSB蓄电池直流系统在光伏电站中的作用及直流接地故障处理

2025-12-29 17:35:14

摘要：在节能减排这个绿色理念持续深入发展的情形下，光伏电站的修建数量渐渐增多，它凭借自身具备的良好环保性、经济性以及适应性等优势，在各个领域里得到广泛应用。直流系统是光伏电站中提供稳定电源的关键组成部分，这对光伏电站的安全运行有着极大影响，为达成光伏电站的长效运行，要充分掌握其直流故障接地的主要缘由，并且采取有效举措加以处理。针对此，文章对直流系统在光伏电站里的作用以及其直流故障接地处理措施展开了分析，用来供人参考。

关键词：直流系统；光伏电站；直流故障；接地处理

前言：

当光伏电站处于运行阶段时，直流系统属于为光伏电站的控制回路、信号回路以及安全自动装置等系统供应不间断电源的关键系统，它的稳定性对光伏电站电力设备能否安全运行起着决定性作用，是光伏电站安全运行的基础性保障。要是直流系统出现接地故障，那么会对光伏电站的安全性造成严重影响，从而致使电力系统的运行效率降低。因此，要全面把控致使直流系统故障接地的缘由，根据实际情形采用科学有效的处理办法及时处理直流系统故障接地事宜，保障直流系统的稳定性，保证光伏电站能够高效、安全且稳定地运行 。

一、直流系统及其作用概述

那光伏电站里头的直流系统，多数是单母线接线方式，在交流系统没了电的状况下，它能凭借蓄电池组具备的独立电源功能，给继电保护装置、自动装置、断路器跳合闸装置以及事故照明等装置，供应连续不间断的直流电力，以此确保出现故障问题之际，保护装置能够做出正确的动作 。^[1]一般情况下，直流系统配备了双电源自动切换装置，也就是把两路交流电源分别接入到直流系统当中，一旦两路交流电源里的其中一路出现故障，系统能够自己切换至另一路可以稳定供电的交流电源，通过这样的方式来达成不间断供电的目标 。

直流系统主要是由充电模块组建而成，是由交流配电组建而成，是由直流馈电组建而成，是由主监控组建而成，是由子监控组建而成 。其中，充电模块乃是保障整体系统稳定运行的根基所在，是达成AC/DC变换的关键要素；交流配电是把交流电源予以引流并分配至各个充电模块内，为增强功能性进而为自动切换两路交流输入筑牢根基的事儿；直流馈电用于分配直流输出电源，保证每一路输出线路均稳固供电；主监控与子监控在运行之际，是依靠子监控去收集并处理系统交流、直流里的各类模拟量和开关量信号的，同时与主监控开展数据交换，况且电池管理以及后台远程监控皆由主监控统一管理，以此及时察觉光伏电站直流系统中的异常状况，为系统检修提供可靠建议 。

二、造成光伏电站直流系统故障接地的原因分析

（一）天气因素引起的故障接地

光伏发电站运行环境复杂，户外二次接线盒封闭工作若不到位，在强降雨等恶劣天气里，雨水极易渗透进接线盒内部，致使接线桩头与外壳导通，进而引发接地故障。对于瓦斯继电装置，若运维人员忽视防护装备，未按要求安装防雨罩，一旦雨水侵入接线盒并且浸透接线柱，就会导致直流接地故障以及误跳闸现象，如此便会影响光伏发电站的稳定运行 。^[2]同时，要是户外电缆芯出现了破损状况，并且长时间处在潮湿的环境里，此时空气中的水分就会使得它的绝缘性能下降，从而引发直流接地故障。

（二）内部结构引起的故障接地

于直流系统运行之际，一旦二次线路跟经常开关的开关柜柜门等转动部件相接触，二次线路的绝缘皮会因转动部件而遭磨损，当磨损严重受损之时，就会造成直流接地故障。另外，接线松动也会引发接地故障，在连接断路器机构箱端子排的二次线路时，要是操作人员未依照规范标准把螺丝拧紧，那么接线头在断路器多次跳合时极易从端子处滑出，当搭在铁件时就会引起接地故障。因为光伏电站直流系的接线盒有好多是装在外界环境里头的，十分容易遭受小动物的毁坏进而出现了直流接地故障，在小老鼠把电缆外皮咬坏之际，就会致使直接故障 。

此外，于季节交替、昼夜温差偏大的环境里，地基有时会因热胀冷缩的作用力而发生下沉，然而在其下沉之际，动机构箱底部的电缆也会跟着向下沉陷，进而导致电缆产生断裂问题，在其断裂之后导线截面与大地接触之时也会引发直流故障。

除此以外时，电缆芯于二次接线之上运行期间，要是操作人员误以为另一端是备用芯或者未曾带电的电缆头，进而把它暴露于铁件之上，这样就容易引发接地故障。在拆除电缆芯之际，当操作人员未采取任何绝缘包扎举措，就把带电的电缆芯从端子排上拆除，此时拆除的电缆芯对侧依旧处于运行状态，在这种情形下一旦接触到铁件就会出现接地故障。

三、光伏电站直流系统接地故障的处理方式

（一）拉回路法

常用的检查直流系统接地故障的方法之中，有一种是拉回路法。在进行检查阶段，要把接地故障回路的直流电源予以断开，并且将那个停电的时间控制在3s之内，操作人员能够依照顺序去拉开由各直流屏所提供的照明之回路,有关信号的回路,涉及操作的回路以及相关保护的回路等直流负荷回路 。拉路的时候，操作人员得留意去保障其他电路的稳定性，防止出现保护误动，据悉，常见的保护装置依据反措要求都会有防止直流电源消失而导致保护误动的手段，对于光伏电站里的重要设备来讲，要先做好防护举措，要是有必要能够申请调度断开保护跳闸压板。与此同时，操作人员还得强化故障防范意识，在实施拉路或者启动控制保险之际应充分做好事故防御准备，防止开关误跳等意外状况出现。

（二）直流接地选线装置监测法

现代化设备（如图1）助力下，对直流系统绝缘情况展开在线监测的方式，被称作直流接地选线装置监测法。它凭借信息化技术优势，达成对直流系统运行状态的在线监测，能实时汇报直流系统的接地故障，还能即刻显示接地回路的编号。然而在应用进程里，它存在一定局限性，易因监测点安装数量的影响，而无法精确确定故障位置，并且运用该方式时，要先安装相应的监测设备，所以适用于新系统建设，不适用于旧系统改造。检修工作人员，要依据光伏发电站的运行规模情况，还要兼顾成本造价状况，结合直流系统的运行情形，来挑选适宜的接地故障检测方式，以此保障检测方式具备适应性，从而能够迅速查找出直流系统接地故障的确切位置，进而提升故障检修的效率，及时促使直流系统恢复稳定运行状态，最终为光伏发电站的长效持续运行交付可靠保障 。

图1.直流接地绝缘监测装置示意图

四、查找光伏电站直流系统接地故障的注意事项

（一）严格按照查找步骤实施作业

检修人员在对光伏电站直流系统接地故障进行处理工作之际，应强化规范意识，严格按照故障查找步骤去施行具体的操作。直流系统里空气开关以及熔断器的安装方式是分层分级配置，一般是由总路空开、分路空开串联而成，如此一来，两级空气开关就把直流回路划分成了三段。并且两级空气开关还能够当作直流屏总路空气开关以及各设备分路的空气开关，所以能够把三段回路分别判定为，1）直流母线以及引出线回路；2）总路空开馈出电缆以及桥接母线回路；3）分路空开馈出的保护、控制、监视以及储能回路。于查找故障之际，检修人员需要依照顺序针对这三段回路展开检测工作，与此同时应当留意重点查找第三段回路，主要是因为第三段回路数量众多、接地繁杂并且故障几率是最高的。从而，从事检测人员都必须强化检修方面意识，依据查找步骤逐个完成检测相关内容，以此笃定故障检测具备普遍性，防止出现遗漏检测、错误检测等状况。

（二）明确查找要求

检修人员要充分掌握三段回路的组织结构，充分掌握三段回路的运行功能，充分掌握现场设备、系统的安装位置，为了能快速定位直流系统接地故障的准确地点，为了能确定接地原因，在确定光伏电站直流系统接线的具体位置后，才可开展故障查找作业，这样才能在开展拉路操作时做到不漏拉，这样才能在开展拉路操作时做到不错拉等问题，保证直流系统接地故障处理方式应用的有效性，以便及时恢复直流系统的正常运行。

针对于分路空气开关的查找要求来讲，检修人员要先去确定总路空开下级串联的全部空气开关，它能够依据先信号后控制、从室外往室内的原则排出拉路顺序，以此快速确定故障回路。对于测控装置的电源空开、遥信电源空开以及通讯电源空开等信号回路的查找要求而言，通常在其不影响故障跳闸的情形下能够先行拉路。若是这类空开控制回路里存在接地故障，那么检修人员便无需再对控制回路、保护回路等关键回路进行短时停电，这样一来也就有益于提升检修效率、节省检修成本。

五、光伏电站预防直流系统接地故障的有效措施

鉴于，直流系统，对光伏电站，有着重要性，在其运转进程里，要强化，风险管控意识，加强，电力系统的，故障防范举措，一旦，直流系统，出现接地故障，要及时，采取有效办法，予以处理，迅速恢复，直流系统的，正常运行状态。因，直流系统的，结构较为繁杂，所以，当其发生接地故障后，会加大，故障检修难度，故而，为了有效降低，直流系统的，接地故障情况，应落实，故障预防措施，提升，光伏电站直流系统的，运行质量水平。

处于光伏电站营造进程里，有关人员要强化现场施工品质的监督程度，严谨按照各个系统、设备的装设指标、联结标准等开展操作，切实保障直流系统各个装设、联结环节的操作质量，确保其衔接严实，运用此方式消除系统内部的安全风险，提升其稳固性 。^[3]。

此外，光伏电站开始投入运营之后，电站的管理人员需要落实日常巡检这项工作，要定期针对各类设备着手进行清理，要全面检查室外端子箱、机构箱等重要设备的密封性，要及时清除尘土、杂物这类污物，防止其附着在直流系统内部的设备之中，避免影响设备的安全性。对于室外电缆来讲，运维管理人员要定期清理电缆沟里的积水以及杂物，防止电缆因为受潮致使绝缘能力下降，借此规避接地故障，保证直流系统能够稳定运行。日常维护时，运维人员要对二次电缆绝缘功能测试，为及时发现电缆破损等问题，绝缘测试工作能准确找出绝缘指标不合格电缆，利于运维人员更换，防止直流系统出现接地故障，便于进行更换处置 。

五、结束语：

我国清洁能源的有效利用借助光伏电站建设得以达成，此举可减少环境污染问题，还能降低不可再生资源的消耗量，进而促进我国可用能源与光伏产业共同获得发展。要充分发挥光伏电站的效用价值，在其运行期间，需重视直流系统以及其他重要系统稳健运行，结合光伏电站与直流系统实际运行环境、运行状态，准确判断直流系统接地故障，依据运行指标挑选科学有效检修方式处理，及时消除故障隐患，提升直流系统可靠性、稳定性，确保光伏电站正常运行，为光伏电站经济发展奠定良好基础，。