淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障及處理論文

1 摘摘要要 變電站直流系統(tǒng)是十分重要的電源系統(tǒng) 它是一個(gè)獨(dú)立的電源 為電力系統(tǒng) 的控制回路 信號回路 繼電保護(hù) 自動裝置及事故照明等提供可靠穩(wěn)定的不間 斷電源 它還為斷路器的分 合閘提供操作電源 直流系統(tǒng)的可靠與否 對變電 站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用 是保障變電站安全運(yùn)行的決定條件之一 盡 管直流系統(tǒng)十分穩(wěn)定可靠 但由于直流系統(tǒng)在二次系統(tǒng)中處于重要的地位 直流 系統(tǒng)自身的可靠及安全直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的安全 同時(shí)由于電力系統(tǒng)應(yīng)用直流 電源的特殊性 特別是控制回路和保護(hù)回路的應(yīng)用 使直流系統(tǒng)的故障成為電力 系統(tǒng)更大故障的事故隱患 其中之一就是我們常說的直流系統(tǒng)接地故障 以下是 淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障分析及處理 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 對直流系統(tǒng)接地 故障分析 故障處理 直流系統(tǒng) 直流系統(tǒng)接地 直流接地故障排查 2 目目錄錄 引言引言 1 1 1 1 關(guān)于直流系統(tǒng)接地關(guān)于直流系統(tǒng)接地 2 2 1 1直流接地的概念及產(chǎn)生的原因 2 2 2直流系統(tǒng)接地的危害直流系統(tǒng)接地的危害 2 2 2 1 接地分類 2 2 2 接地的危害 3 3 3 直流系統(tǒng)接地故障的查找 排除直流系統(tǒng)接地故障的查找 排除 3 3 3 1 拉回路法 3 3 2 直流接地選線裝置監(jiān)測法 4 3 3 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法 4 4 4查找直流接地故障的技巧查找直流接地故障的技巧 4 4 5 5查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng)查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng) 5 5 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 6 6 附錄附錄 7 7 3 引引言言 直流系統(tǒng)作為電力二次系統(tǒng)的重要組成部分 涉及到繼保 遠(yuǎn)動和通訊裝置 的安全穩(wěn)定運(yùn)行 受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注 實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行過程中 直流系統(tǒng)引起 保護(hù)的誤動或拒動嚴(yán)重威脅到電網(wǎng)的安全運(yùn)行 因此快速查找直流系統(tǒng)故障與及 時(shí)消除故障隱患 從而保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性 變電站的直流系統(tǒng)是控制及信號系統(tǒng) 繼電保護(hù)及自動裝置的供給電源 直 流系統(tǒng)的可靠性直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全 目前變電站的直流系統(tǒng)均采用 1IOV或220V電源供電 正 負(fù)母線一般 接有絕緣監(jiān)察裝置 對地電壓為兩極電 壓的一半 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)一點(diǎn)接地故障時(shí) 雖不至對二次回路馬上造成事故 如果 有兩點(diǎn)接地 可能發(fā)生造成繼電保護(hù) 信號 自動裝置誤動或拒動外 還可能造 成直流保險(xiǎn)熔斷 使保護(hù)及自動裝置 控制回路失去電源 在復(fù)雜保護(hù)回路中同極 兩點(diǎn)接地 還可能將某些繼電器短接 不能動作跳閘 致使越級跳閘 造成事故擴(kuò) 大 本文介紹變電站直流系統(tǒng)接地直流接地的概念及產(chǎn)生的原因 分析了直流接 地系統(tǒng)故障的危害及解決方法 與其常見直流接地故障的對策 為現(xiàn)場檢修及維 護(hù)人員迅速且有效地應(yīng)對直流系統(tǒng)接地故障提供參考 4 淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障及處理淺談變電站直流系統(tǒng)接地故障及處理 1 1 關(guān)于直流系統(tǒng)接地 關(guān)于直流系統(tǒng)接地 1 1 直流接地的概念及產(chǎn)生的原因 直流電源為帶極性的電源 即電源正極和電源負(fù)極 直流電源的 地 并不 是實(shí)際接地 僅僅是個(gè)中性點(diǎn)的概念 如果直流電源系統(tǒng)正極或負(fù)極對地間的絕 緣電阻值降低至某一整定值 這時(shí)我們稱直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障 直流系統(tǒng)由各種保護(hù) 控制設(shè)備 電纜 端子及箱體等構(gòu)成 所接設(shè)備多 回路復(fù)雜 在長期運(yùn)行過程中會由于環(huán)境的改變 氣候的變化 電纜以及接頭的 老化 設(shè)備本身的問題等等 在絕緣老化破損 機(jī)械振動 灰塵沉淀 金屬生銹 潮濕 漏水等各種因素的作用下 不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地 從我們所遇到 的直流接地情況看 以端子箱 壓力表進(jìn)水 電纜表皮破損 裸露金屬積有灰塵 在空氣潮濕時(shí)引起直流接地最為常見 備用電纜芯端面沒有包扎好而導(dǎo)致接地的 現(xiàn)象也時(shí)有發(fā)生 另外 電纜在金屬處拐彎或穿過金屬物 由于振動 碰撞下產(chǎn) 生絕緣磨損 也會發(fā)生直流接地 因此接地原因分析有四個(gè)方面 1 設(shè)備損壞造成 2 氣候原因如下雨等 導(dǎo)致室外直流系統(tǒng)絕緣下降 從而導(dǎo)致接地 3 因工作人員疏忽造成的接地 4 小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障 2 直流系統(tǒng)接地的危害直流系統(tǒng)接地的危害 變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備多 回路復(fù)雜 在長期運(yùn)行過程中會由于環(huán)境的改 變 氣候的變化 電纜以及接頭的老化 設(shè)備本身的問題等等 而不可避免的發(fā) 生直流系統(tǒng)接地 特別在變電站建設(shè)施工中或擴(kuò)建過程中 由于施工及安裝的種 種問題 難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患 直流系統(tǒng)更是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié) 投運(yùn)時(shí)間越長的系統(tǒng)接地故障的概率越大 2 12 1 接地分類接地分類 由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接比較復(fù)雜 其接地情況歸納起來有以下種種 按接 5 地極性分為正接地和負(fù)接地 按接地種類可分為直接接地 亦稱金屬接地或全 接地和間接接地 亦稱非金屬接地或半接地 按接地的情況可分為單點(diǎn)接地 多 點(diǎn)接地 環(huán)路接地和絕緣降低或稱片接地 2 22 2 接地的危害接地的危害 直流接地故障中 危害較大的是兩點(diǎn)接地 可能造成嚴(yán)重后果 正接地可能導(dǎo) 致斷路器誤跳閘 負(fù)接地可能導(dǎo)致斷路器的拒跳閘 直流系統(tǒng)如果僅僅是一點(diǎn)接 地 對二次回路一般不會造成事故 如果有兩點(diǎn)接地 可能發(fā)生造成繼電保護(hù) 信號 自動裝置誤動或拒動外 還可能造成直流保險(xiǎn)熔斷 使保護(hù)及自動裝置 控 制回路失去電源 在復(fù)雜保護(hù)回路中同極兩點(diǎn)接地 還可能將某些繼電器短接 不 能動作跳閘 致使越級跳閘 造成事故擴(kuò)大 就動作的實(shí)際情況看 當(dāng)直流系統(tǒng)監(jiān) 測回路發(fā)出預(yù)告信號報(bào)警 顯示該系統(tǒng)接地 可以斷定 直流系統(tǒng)的接地故障已 經(jīng)造成了斷路器可能發(fā)生誤跳或拒跳的事故隱患 應(yīng)立即排除 3 3 直流系統(tǒng)接地故障的查找 排除 直流系統(tǒng)接地故障的查找 排除 查找接地故障的原則 根據(jù)運(yùn)行方式 操作情況 氣候影響來判斷可能接地 的地點(diǎn) 以先信號 照明部分后操作部分 先室外后室內(nèi) 先負(fù)荷后電源為原則 采取拉路尋找 分路處理的方法 在切斷各專用直流回路時(shí) 切斷時(shí)間不得超過 3秒鐘 不論回路接地與否均應(yīng)合上 如設(shè)備不允許短時(shí)停電 失去電源后會引起 保護(hù)誤動作 則應(yīng)將直流系統(tǒng)解列后 再尋找接地點(diǎn) 排除直流接地故障 首先要找到接地的位置 這就是我們常說的接地故障定 位 直流接地大多數(shù)情況不是一個(gè)點(diǎn) 可能是多個(gè)點(diǎn) 或者是一個(gè)片 真正通過 一個(gè)金屬點(diǎn)去接地的情況是比較少見的 更多的會由于空氣潮濕 塵土粘貼 電 纜破損 或設(shè)備某部分的絕緣降低 或外界其它不明因素所造成 大量的接地故 障并不穩(wěn)定 隨著環(huán)境變化而變化 因此在現(xiàn)場查找直流接地是一個(gè)較為復(fù)雜的 問題 3 13 1 拉回路法拉回路法 這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個(gè)簡單辦法 所謂 拉回路 就 是停掉該回路的直流電源 停電時(shí)間應(yīng)小于三秒 一般先從信號回路 照明回路 再操作回路 保護(hù)回路等等 該種方法 由于二次系統(tǒng)越來越復(fù)雜 大部分的廠 站由于施工或擴(kuò)建中遺留的種種問題 使信號回路與控制回路和保護(hù)回路已沒 6 有一個(gè)嚴(yán)格的區(qū)分 而且更多的還形成一些非正常的閉環(huán)回路 必然增大了拉 回路查找接地故障的難度 正由于回路接線存在不確定性 往往令在拉回路的過 程中 常常發(fā)生人為的跳閘事故 再加上微機(jī)保護(hù)的大量應(yīng)用 微機(jī)保護(hù)由于 計(jì)算機(jī)的運(yùn)行特性也不允許隨意斷電 所以這種辦法已基本不用了 但是在條件 不允許 設(shè)備相對落后的情況下 在進(jìn)行上述檢查選擇后仍未查出故障點(diǎn) 則應(yīng) 考慮同極性兩點(diǎn)接地 當(dāng)發(fā)現(xiàn)接地在某一回路后 有環(huán)路的應(yīng)先解環(huán) 再進(jìn)一步 采用取保險(xiǎn)及拆端子的辦法 直至找到故障點(diǎn)并消除 3 23 2 直流接地選線裝置監(jiān)測法 直流接地選線裝置監(jiān)測法 這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置 該裝置的優(yōu)點(diǎn)是能在線監(jiān) 測 隨時(shí)報(bào)告直流系統(tǒng)接地故障 并顯示出接地回路編號 缺點(diǎn)是該裝置只能監(jiān) 測直流回路接地的具體接地回路或支路 但對具體的接地點(diǎn)無法定位 技術(shù)上它 受監(jiān)測點(diǎn)安裝數(shù)量的限制 很難將接地故障縮小到一個(gè)小的范圍 而且該裝置必 須進(jìn)行施工安裝 對舊系統(tǒng)的改造很不便 此類裝置還普遍存在檢測精度不高 抗分布電容干擾差 誤報(bào)較多的問題 如果能有一種在監(jiān)測點(diǎn)上不受限制 檢測 精度較高 選線準(zhǔn)確的直流接地選線裝置 應(yīng)是一種較好的選擇 3 33 3 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法 便攜式直流接地故障定位裝置故障定位法 該裝置是近幾年開始在電力系統(tǒng)較為廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品 該裝置的特點(diǎn)是無需 斷開直流回路電源 可帶電查找直流接地故障 完全可以避免再用 拉回路 的 方法 極大地提高了查找直流接地故障的安全性 而且該裝置可將接地故障定位 到具體的點(diǎn) 便于操作 目前生產(chǎn)此類產(chǎn)品的廠家也較多 但真正好用的產(chǎn)品很 少 絕大部分產(chǎn)品都存在檢測精度不高 抗分布電容干擾差 誤報(bào)較多的問題 4 查找直流接地故障的技巧 查找直流接地故障的技巧 4 14 1 及時(shí)查找及時(shí)查找 因直流接地故障常常隨環(huán)境 氣候的變化而變化 十分不穩(wěn)定 造成難以查 找的事故隱患 只要出現(xiàn)故障應(yīng)立即查找 4 24 2 定期巡檢直流系統(tǒng)的對地絕緣定期巡檢直流系統(tǒng)的對地絕緣 不一定故障出現(xiàn)時(shí)再去查找排除 利用精度較高的查找裝置定期對各個(gè)直流 回路進(jìn)行檢查 記下絕緣較差的直流回路 待氣候漸濕時(shí) 再重點(diǎn)監(jiān)測 目前已 有部分電廠和變電站采用此法 并已開始建立這種經(jīng)常性的工作 7 4 34 3 按序查找按序查找 先信號回路 事故照明回路 再操作回路 控制回路 保護(hù)回路 4 44 4 對環(huán)路供電的直流系統(tǒng)應(yīng)先斷開環(huán)路開關(guān)對環(huán)路供電的直流系統(tǒng)應(yīng)先斷開環(huán)路開關(guān) 如果客觀上已斷不開的環(huán)路 此類情況現(xiàn)場情況很多 應(yīng)對檢測到的接 地故障回路 環(huán)路接地 表現(xiàn)出來一般都是兩個(gè)以上回路 其接地精度仔細(xì)分多 樣 找出接地更嚴(yán)重的回路 繼續(xù)查找 4 54 5 選用高精度的查找裝置 對接地告警比較嚴(yán)重的 大部分情況都并非一點(diǎn) 接地 應(yīng)用精度較高的檢測裝置區(qū)分不同故障程度的回路 從接地故障嚴(yán) 重的回路的入手 4 64 6 經(jīng)驗(yàn)查找先重點(diǎn)檢測絕緣情況較差的回路或者過去經(jīng)常容易出現(xiàn)接地的線 路 5 查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng) 查找接地故障時(shí)的注意事項(xiàng) 5 15 1 當(dāng)直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地時(shí) 禁止在二次回路上工作 5 25 2 瞬停直流電源時(shí) 應(yīng)經(jīng)調(diào)度同意 時(shí)間不應(yīng)超過3 秒鐘 動作應(yīng)迅速 防 止失去保護(hù)電源及帶有重合閘電源的時(shí)間過長 5 35 3 為防止誤判斷 觀察接地現(xiàn)象是否消失時(shí) 應(yīng)從信號 光字牌和絕緣監(jiān)察表 計(jì)指示情況綜合判斷 5 45 4 盡量避免在高峰負(fù)荷時(shí)進(jìn)行 5 55 5 防止人為造成短路或另一點(diǎn)接地 導(dǎo)致誤跳閘 5 65 6 按符合實(shí)際的圖紙進(jìn)行 防止拆錯(cuò)端子線頭 防止恢復(fù)接線時(shí)遺留或接錯(cuò) 所拆線頭應(yīng)做好記錄和標(biāo)記 5 75 7 使用儀表檢查時(shí) 表計(jì)內(nèi)阻應(yīng)不低于2000 歐 伏 5 5 8 8 查找故障 必須二人及以上進(jìn)行 防止人身觸電 做好安全監(jiān)護(hù) 5 95 9 防止保護(hù)誤動作 必要時(shí)在順斷操作電源前 解除可能誤動的保護(hù) 操作電 源正常后再投入保護(hù) 6 06 0 禁止用燈泡查找接地點(diǎn) 以防直流回路短路 8 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 1 發(fā)電廠變電所電氣部分 發(fā)電廠變電所電氣部分 重慶大學(xué)出版社重慶大學(xué)