浙江省電力公司 緊水灘水力發(fā)電廠 陳利平
發(fā)電廠電氣直流系統(tǒng)的運行及故障處理
浙江省電力公司 緊水灘水力發(fā)電廠 陳利平
電氣直流系統(tǒng)在發(fā)電廠的設備運行中非常重要,它為繼電保護裝置、自動裝置、控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、事故照明、UPS 等設備提供工作電源,是保證發(fā)電廠正常運行的必備條件。
直流系統(tǒng)主要由充電模塊、監(jiān)控單元、直流饋電單元、降壓單元、絕緣監(jiān)測、蓄電池組等組成。一臺完整的充電柜一般由若干臺高頻開關電源模塊組成,正常情況下,單個的充電模塊故障不會對直流系統(tǒng)的運行造成影響,在故障時可以臨時使用備用充電機的模塊替代,然后單獨將故障模塊拔下處理。由于目前電氣設備制造工藝水平的不斷提高,除直流電動機負荷外,一般很少有沖擊負荷的出現(xiàn)。特別是在開關的控制回路中,分合閘線圈及儲能電機的電流都非常小,在工作狀態(tài)對直流母線電壓影響幾乎很小。監(jiān)控單元作為充電模塊和蓄電池組的指揮系統(tǒng),在根據設置參數進行控制的同時還能夠進行故障監(jiān)視,及時將故障信息傳送給DCS 等上位機監(jiān)視系統(tǒng),以便運行人員及時發(fā)現(xiàn)問題。
直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地是直流系統(tǒng)常見的異常運行狀態(tài),雖不立即產生后果,但潛在危險性很大。直流系統(tǒng)中如果發(fā)生一點接地后,若在同一極的另一地點再發(fā)生接地時,即構成兩點接地短路,此時雖然一次系統(tǒng)并沒有故障,但由于直流系統(tǒng)某兩點接地短接了有關元件,就會造成繼電保護的誤動作,甚至造成斷路器的誤跳、拒跳和直流熔絲熔斷等嚴重情況。因此,當直流系統(tǒng)中有一點接地時,運行人員應盡快找到接地點,隔離故障點并消除故障,防止發(fā)展成兩點接地故障。
1. 兩點接地可造成斷路器或保護誤動作。以某電氣直流系統(tǒng)(圖1)為例,當直流接地同時發(fā)生在A,B 兩點時,斷路器控制開關SA 的6~7觸點、KQ 線圈、QF 觸點被短路接,跳閘線圈勵磁,使斷路器跳閘,此時,一次系統(tǒng)并未發(fā)生故障,所以稱為斷路器誤跳。當B,C 兩點及A,E 兩點接地時,都能使斷路器誤跳閘,同樣,當兩點接地使保護出口動作時,即造成保護誤動作。
2. 兩點接地可造成斷路器或保護拒動。當直流接地同時發(fā)生在A、D 兩點時,跳閘線圈回路被短路接,此時若一次系統(tǒng)發(fā)生故障,保護動作,不能使跳閘線圈勵磁,將造成斷路器拒動。
3. 兩點接地可造成直流熔絲熔斷。當接地點發(fā)生在A,D 兩點時,會引起熔斷器熔斷,當接地點發(fā)生在D、E 兩點而保護動作時,不但斷路器拒跳,而且熔斷器熔斷,同時有燒壞繼電器的可能。
4. 兩點接地可造成誤發(fā)信號,在正常運行中斷路器控制開關觸點SA的有關觸點是接通的,而斷路器的輔助觸點QF 是斷開的,中央事故信號回路不通,不發(fā)信號。但當發(fā)生A,F(xiàn) 兩點接地時,QF被短接,中央事故信號回路誤發(fā)斷路器跳閘信號。直流系統(tǒng)接地故障,不僅對設備不利,而且對整個電力系統(tǒng)的安全構成威脅。
(1)直流電源為220 V,兩極對地電壓絕對值差超過50 V或絕緣能力降低到25 kΩ。
(2)直流電源為48 V,任一極對地電壓有明顯變化時,應視為直流系統(tǒng)接地。
1. 直流母線電壓消失。事故特征為硅整流跳閘輸出電流電壓到零,蓄電池不放電,所有控制開關紅綠燈均滅。處理時首先要拉開失壓直流母線所有開關、刀閘,檢查母線及蓄電池有無明顯故障點,硅整流一次電源是否完好。若母線正常,可倒換運行方式, 恢復母線供電。若母線故障,分段隔離處理,必要時停機處理。投運時依次對負荷試送,注意監(jiān)測母線電壓。
2. 直流系統(tǒng)接地。由于直流系統(tǒng)覆蓋面比較廣, 線路比較長,查找接地點比較復雜。絕緣監(jiān)察裝置的應用使這一工作得到大大的簡化。檢查接地時首先啟動絕緣監(jiān)察裝置,測量各支路絕緣電阻值, 根據絕緣監(jiān)察裝置的測量值,判斷接地支路, 然后采用瞬停的方法驗證正確性,確認后交檢修處理。若絕緣監(jiān)察裝置故障,問題就要復雜得多,首先要根據以往的經驗以及天氣原因、回路是否有工作等判斷最可能的接地支路, 再采用逐一瞬停的方法處理。逐一瞬停的方法并不能檢查出多點接地的情況, 并且絕緣監(jiān)察裝置接地、硅整流器接地及蓄電池接地也查不出來。因此若支路沒有接地點,應試停絕緣監(jiān)察裝置, 將工作硅整流器轉換至備用硅整流器運行,或者倒換運行方式將蓄電池短時退出,以判斷接地情況。若以上情況均已排除則判斷為直流母線接地, 無法排除則申請停機處理。
值得注意的是, 當直流發(fā)生接地時,禁止在二次回路上工作,處理時不得造成直流短路和另一點接地;拉合直流電源前應采取必要的措施防止直流失電可能引起保護、自動裝置誤動;拉合支路電源直流保險要向中調匯報, 拉開后不論該支路是否接地都應立即合上, 時間一般不超過10 s。
3. 直流母線電壓過高(或過低)。若為硅整流自動誤切至均充狀態(tài),則是充電電流大引起的,可立即手動復歸至浮充狀態(tài);若為硅整流故障,應切換至備用運行。交流電源異常也會引起硅整流二次電壓異常, 應檢查硅整流一次電源、保險是否正常,若為保險損壞,更換后重新投運。若為系統(tǒng)故障引起的充電設備失去電源而跳閘, 引起蓄電池放電過甚, 電壓嚴重降低,應立即恢復硅整流運行。
1. 瞬停直流電源時,應經調度同意,時間不應超過3 s,動作應迅速,防止失去保護電源及帶有重合閘電源的時間過長。
2. 為防止誤判斷,觀察接地現(xiàn)象是否消失時,應從信號、光字牌和絕緣監(jiān)察表計指示情況綜合判斷。
3. 盡量避免在高峰負荷時進行。
4. 防止人為造成短路或另一點接地導致誤跳閘。
5. 按符合實際的圖紙進行,防止拆錯端子線頭,防止恢復接線時遺留或接錯;所拆線頭應做好記錄和標記。
6. 使用儀表檢查時,表計內阻應不低于2 000 Ω。
7. 查找故障,必須兩人及以上進行,防止人身觸電,要做好安全監(jiān)護。
8. 防止保護誤動作,必要時在瞬斷操作電源前,解除可能誤動的保護,操作電源正常后再投入保護。