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        變電站直流系統(tǒng)接地處理方法

        2011-12-30 08:56:20樊博
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2011年21期
        關(guān)鍵詞:饋電支路絕緣

        樊博

        (云南電網(wǎng)公司昆明供電局,云南 昆明 650011)

        1 直流系統(tǒng)接地的危害

        變電站內(nèi)的直流操作電源系統(tǒng),其直流供電網(wǎng)絡(luò)分布各個(gè)一次和二次設(shè)備處,發(fā)生接地的概率很高且對電力系統(tǒng)危害性較大的故障。直流系統(tǒng)正極接地,就會有造成繼電保護(hù)誤動的可能,因?yàn)橐话闾l線圈(如出口中間繼電器線圈和跳閘線圈等)均接電源負(fù)極,回路再發(fā)生接地或絕緣不良就會形成兩點(diǎn)接地,引起保護(hù)誤動;直流系統(tǒng)負(fù)極接地,如果回路中再有一點(diǎn)接地,形成兩點(diǎn)接地可將跳閘回路或合閘回路短路,保護(hù)拒動,此時(shí)系統(tǒng)發(fā)生故障,保護(hù)的拒動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴(kuò)大(即越級擴(kuò)大事故),同時(shí)還可能燒壞繼電器的觸點(diǎn)和燒保險(xiǎn)。因此直流系統(tǒng)對地應(yīng)有良好的絕緣并對其進(jìn)行實(shí)時(shí)的在線監(jiān)測,當(dāng)某一點(diǎn)出現(xiàn)接地故障時(shí),立即發(fā)出告警信號,提醒運(yùn)行人員查找并排除故障,從而杜絕直流系統(tǒng)接地可能引起的事故。

        2 造成變電站直流系統(tǒng)接地的幾種原因

        2.1 在帶電二次設(shè)備上工作時(shí)將直流電源誤碰設(shè)備外殼,施工中導(dǎo)致帶電電纜外皮損壞,交直流共用一根電纜。

        2.2 雷雨季節(jié),室外端子箱或機(jī)構(gòu)箱內(nèi)潮濕積水導(dǎo)致直流二次回路中的正電源或負(fù)電源對地絕緣電阻下降,嚴(yán)重者可能到零,從而形成接地。

        2.3 部分型號手車開關(guān)的可動部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施,手車來回移動導(dǎo)致其中導(dǎo)線破損,從而使直流回路與開關(guān)金屬部分相接觸,從而導(dǎo)致接地。

        2.4 部分直流系統(tǒng)已運(yùn)行多年,二次設(shè)備絕緣老化、破損,極易出現(xiàn)接地現(xiàn)象。

        2.5 因施工工藝不嚴(yán)格,造成直流回路出現(xiàn)裸線、線頭接觸柜體等,引起接地。

        3 直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測的原理

        目前,變電站常用的絕緣監(jiān)測裝置檢測正負(fù)直流母線的對地電壓,通過對地電壓計(jì)算出正負(fù)母線對地絕緣電阻。當(dāng)絕緣電阻低于設(shè)定的報(bào)警值時(shí),自動啟動支路巡檢功能,對直流系統(tǒng)各饋電支路正負(fù)對地的絕緣電阻的檢測,是在各饋電支路回路安裝電流互感器,采用低頻疊加或直流漏電流的原理,計(jì)算出饋電支路的正負(fù)對地的絕緣電阻值。

        低頻疊加原理:由低頻信號源產(chǎn)生的超低頻信號由直流母線對地耦合到直流系統(tǒng),采用無源交流微電流傳感器,感應(yīng)流過各饋電支路中接地電阻與接地電容的超低頻信號電流,其大小直接反映出支路接地電阻的變化。感應(yīng)電流信號經(jīng)過放大、相位比較、濾波、A/D轉(zhuǎn)換后,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計(jì)算出相應(yīng)的接地電阻值,判斷出直流饋電支路的接地故障。這一技術(shù)的電流傳感器不受一次測電流和溫度變化的影響,缺點(diǎn)是檢測精度受分布電容和低頻信號衰減的影響較大。

        直流漏電流原理:采用磁調(diào)制有源直流微電流傳感器,饋電支路正負(fù)穿過傳感器的正常負(fù)荷電流大小相等、方向相反,在傳感器中的合成直流電磁場為零,其二次輸出也為零;當(dāng)支路回路的正負(fù)極存在接地電阻時(shí),就會感應(yīng)產(chǎn)生漏電流,并且在傳感器中合成漏電流磁場,二次輸出就直接反映接地漏電流的大小,結(jié)合母線絕緣檢測不平衡電橋電路的對地電壓測量數(shù)據(jù),可以計(jì)算出支路對地的絕緣電阻值,從而判斷出直流饋電支路的接地故障。

        4 直流系統(tǒng)接地的處理

        當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地時(shí),由直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置發(fā)出預(yù)告信號。此時(shí),應(yīng)首先確定是正極接地,還是負(fù)極接地;是完全接地,還是絕緣電阻降低。然后再根據(jù)運(yùn)行方式、檢修、操作及氣候等因素的影響,判斷可能接地的地點(diǎn),確定尋找地點(diǎn)的方法和步驟。

        4.1 尋找接地點(diǎn)的一般原則

        4.1.1 對于兩段以上并列運(yùn)行的直流母線,先采用“分網(wǎng)法”,拉開兩段母線的分段刀閘,判明屬哪一段母線接地,以縮小查找范圍。

        4.1.2 對直流母線上允許短時(shí)停電的直流負(fù)荷饋線,采用“瞬間停電法”尋找。當(dāng)拉開某一回路時(shí),如接地信號消失,并且各極對地電壓恢復(fù)正常(不能只靠接地信號消失為準(zhǔn)),則說明接地點(diǎn)在該回路上。如接地發(fā)生在某一專用直流回路時(shí),可按先次要設(shè)備后主要設(shè)備取下(拉開)該回路的各分支路的熔斷器或刀閘來找出接地點(diǎn)。

        4.1.3 對于不允許短時(shí)停電的重要直流負(fù)荷,可采用“轉(zhuǎn)移負(fù)荷法”查找接地點(diǎn)。

        4.1.4 如接地不在各直流負(fù)荷上時(shí),可瞬間解列充電設(shè)備、蓄電池和倒換直流母線查找接地點(diǎn)。

        4.1.5 在電容補(bǔ)償裝置運(yùn)行中,查找直流系統(tǒng)接地時(shí),如需判斷帶有補(bǔ)償電容的控制回路有無接地時(shí),則必須將具有公共負(fù)極的補(bǔ)償控制回路全部斷開,否則會由于電容器上的殘余電壓造成接地假象而誤判斷。

        無論回路有無接地,斷開直流回路電源的時(shí)間一般不得超過3S,但集成電路和微機(jī)保護(hù)的直流電源拉開10S后才允許上電。即使回路有接地,也應(yīng)先合上,再設(shè)法處理。

        4.2 借助儀器查找直流接地故障

        在運(yùn)行過程中近幾年由于微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用和綜合自動化的發(fā)展,傳統(tǒng)的“拉回路”“斷保險(xiǎn)”查找直流接地的方法,已經(jīng)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)一、二次回路在安全性方面的要求。變電站的擴(kuò)改建,使得二次回路越來越復(fù)雜,系統(tǒng)本身已存在大量事故隱患,通過拉回路查找直流接地可能導(dǎo)致更大的事故。

        下面以ZJDT-TOP5Q便攜式直流系統(tǒng)接地故障定位裝置為例說明借助儀器查找接地故障的操作方法。首先將裝置的信號發(fā)生器接到靠近蓄電池輸出端的正、負(fù)母線和地線上。首先是將鉗表鉗在直流配電屏的屏面上的各個(gè)保險(xiǎn)(空氣開關(guān))的出口線上,如果檢測結(jié)果為“非接地”說明該扎直流電源的回路均無接地故障。如果該扎線檢測結(jié)果有“接地”再分別鉗各個(gè)回路,檢測方法同上。其次在直流配電屏的電纜出口處,對每條電纜分別鉗住查找,如果在“快速”期間,顯示為“非接地”,說明該回路無接地故障;顯示為“接地”,說明該回路有接地故障,且故障較為嚴(yán)重,并參考“絕緣模擬指示”的亮燈情況進(jìn)行判斷。檢測出接地支路后,對具體接地故障點(diǎn)進(jìn)行定位檢測,以便迅速地檢測出具體的接地故障點(diǎn)。

        直流系統(tǒng)的單個(gè)支路(回路)如果有多個(gè)直流電源相連(連接成閉環(huán)系統(tǒng)),如果現(xiàn)場條件允許,建議在檢測時(shí)斷開各個(gè)連接壓片,以提高檢測靈敏度,也可利用“絕緣模擬指示”的微小差異,分開實(shí)際接地回路和通過環(huán)路形成的虛假接地回路。

        5 結(jié)束語

        綜上所述,直流系統(tǒng)接地的危害性很高,必須快速尋找到接地點(diǎn)并快速切除直流系統(tǒng)接地故障。

        [1]潘東華,呂偉強(qiáng),劉昱.變電站接地系統(tǒng)研究-降低變電站的接地電阻值[J].2005,01,01.

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