絕緣監(jiān)測裝置存在的問題與解決方法

1、目 錄 直流絕緣監(jiān)測裝置原理闡述 直流系統(tǒng)事故案例分析 絕緣監(jiān)測裝置存在的問題與危害 電力行業(yè)標(biāo)準要求前國內(nèi)數(shù)省正在制定的直力 QDA-300在線絕緣監(jiān)測裝置介紹 直流絕緣監(jiān)測裝置原理闡述目前國內(nèi)運行的直流絕緣監(jiān)測裝置絕大部分采用平衡橋檢測原理，為了更準確檢測直流系統(tǒng)兩極接地故障，較為先進的裝置采用了平衡橋與切換橋相結(jié)合的檢測原理。在絕緣正常時，正負極電壓基本平衡，當(dāng)直流系統(tǒng)的絕緣下降時（直流接地），系統(tǒng)正、負極對地電壓會發(fā)生偏差,裝置通過檢測對地電壓的變化進行接地告警。同時由于正負極對地電壓壓差的存在,在接地支路會產(chǎn)生直流漏電流（或由在系統(tǒng)內(nèi)的絕緣檢測裝置通過切變電阻產(chǎn)生一個交變接地檢測信號

2、），通過裝置附帶的互感器（CT）檢測,進行支路選線。 檢測原理大致可分為：平衡橋檢測、雙橋檢測、乒乓橋檢測及平衡橋+切換橋檢測選線采用的技術(shù)原理主要分為：檢測直流漏電流和檢測一個低頻微功率的交變信號原理闡述原理闡述平衡橋檢測原理作用：將直流系統(tǒng)正負極對地電壓鉗位在50%的母線電壓；檢測直流系統(tǒng)單極接地。缺陷:無法判斷兩極接地或多點接地。雙橋檢測原理作用：兩組平衡橋電阻加切換開關(guān)，能檢測兩極接地故障。缺陷：正負對地電阻差大，電壓波動大，可能導(dǎo)致保護誤動。乒乓橋檢測原理作用：兩組平衡橋電阻加切換開關(guān)，能檢測兩極接地故障。缺陷：正負對地電阻差大，電壓波動大，可能導(dǎo)致保護誤動。平衡橋+切換橋檢測原理減

3、少壓差，電壓波動小，最大限度避免直流系統(tǒng)保護誤動檢測兩極接地和多點接地故障較為先進的裝置采用了平衡橋與切換橋相結(jié)合的檢測原理直 流 系 統(tǒng) 事 故 案 例 分 析案例分析(一)、 因絕緣裝置電壓波動問題導(dǎo)致一點接地后保護誤動(石家莊）1、事故現(xiàn)場基本情況l某220V變電站進行線路RCS-931BM、PSL-603GC型保護分別停運改定值工作。l工作成員進行RCS-931BM型保護改定值工作，在進行保護改定值后定值打印及壓板電位測試工作時，開關(guān)發(fā)生A相跳閘。l站內(nèi)監(jiān)控機顯示站內(nèi)此時無直流接地及其他異常信號發(fā)出。2、事故產(chǎn)生原因分析l 測量壓板電位，造成一點接地保護工作人員進行線路保護改定值工作，

4、在使用萬用表測試壓板電位操作過程中，萬用表由于長時間開啟而自動屏蔽電源，在其操作重新開機切換檔位時，萬用表檔位短時切過至“低電阻”檔位，造成跳閘回路的一點接地。l 一點接地引起保護誤動對變電站線路PSL-603GC、RCS-931BM型保護重合閘正確動作，重合成功；現(xiàn)場檢查一次設(shè)備未見異常；對側(cè)線路保護未動作，設(shè)備正常。3、VTBJ=V-(0)-V-(0)-V-()e-t/T4、事故發(fā)生時用錄波器檢測的系統(tǒng)正負極對地電壓波形5、繼電器動作區(qū)域示意圖6、引起保護跳閘的主要因素l 測量壓板電位，短時間造成一點接地。l “絕緣監(jiān)測裝置”在測量直流系統(tǒng)絕緣時， 正負極對地電壓波動太大。l 直流系統(tǒng)中，

5、存在對地電容。案例分析(二) 、某500KV變電站電壓波動及偏移情況1、外接表計測量母線對地電壓l對一段母線正負對地電壓進行測量，正極對地156V-130V波動，負極對地103V-76V波動。同時測量無交流分量。l對二段母線正負對地電壓進行測量，正極對地141V-114V波動，負極對地105V-75V波動。同時測量無交流分量。 2.停掉在線運行的絕緣監(jiān)察裝置后l 停掉一段在線運行的絕緣監(jiān)察裝置后，測量正極對地120V，負極對地114V，無波動。 l 停掉二段在線運行的絕緣監(jiān)察裝置后，測量正極對地130V，負極對地-95V，無波動。3、外接平衡橋后電壓情況l兩段母線退出絕緣監(jiān)察裝置后同時接入正負

6、電阻平衡橋（47 K）。l測量一段母線對地電壓為：正極對地124V，負極對地110V，電壓穩(wěn)定。l測量二段母線對地電壓為：正極對地109V，負極對地110V，電壓穩(wěn)定無波動，正常運行。 4、結(jié)論本站直流系統(tǒng)的電壓偏移及波動的原因是由在線絕緣裝置引起，有兩方面原因。一：電壓偏移：是裝置內(nèi)故障，平衡橋故障導(dǎo)致。二：電壓波動：是裝置設(shè)計原理缺陷導(dǎo)致。 5、該變電站曾發(fā)生的事故 1、2008年發(fā)生單臺主變誤跳事故 2、2009年發(fā)生兩臺主變同時誤跳事 注：該站共有2臺500kV主變案例分析(三) 、陜西某330KV變電站誤動事故分析下雨接地誤跳閘誤跳閘1、事故后果及演變過程2011年8月19日， 某3

7、30KV變電站兩臺主變高壓側(cè)斷路器相繼跳，110KV母線失壓，導(dǎo)致其饋供15座110KV變電站失壓，其中包括2座110KV鐵路牽引站。2、事故簡述及實驗分析l 直流接地情況跳閘前I段母線正極接地，跳閘后，經(jīng)檢查，接地點在110KV家子I斷路器操作機構(gòu)內(nèi)的溫濕度控制器，有滲水。l 實驗分析模擬交流串入直流的實驗中，非電量中間跳閘繼電器ZJ在受到交流干擾而產(chǎn)生出口跳閘。l 交流電源串入直流系統(tǒng)的原因溫濕度控制器控制電源為220V交流，信號源為220V直流，滲水后交直流短路，直流系統(tǒng)I段接地，并串入220V交流電。l 參考分析圖表圖表1：過程描述圖表2：開關(guān)誤動情況l不能識別是否由交流串入直流引起的

8、接地：對事故分析和預(yù)防措施造成困難。l交流串入直流引起的接地，一般接地極為，但該事故中正極接地電壓為。l下雨、潮濕引起的接地故障，絕緣電阻一般是逐步下降，在絕緣下降過程中，正負極壓差大于時，沒有告警l在福建等省也曾發(fā)生交流竄入導(dǎo)致多次誤動事故案例發(fā)生。3、在本次事故中絕緣裝置暴露出來的問題案例分析(四) 、廣西某水電廠直流系統(tǒng)問題導(dǎo)致機組跳閘分析1、事故發(fā)生的狀況2009年03月26日上午10時39分，#1機組出口開關(guān)QF711突然跳閘，監(jiān)控系統(tǒng)有如下信號：l 10：39：37 #1機故障錄波器觸發(fā)動作l 10：39：38開關(guān)站溯河II、I線線路斷路器保護啟動失靈動作l 10：38：38：53

9、9 #1發(fā)電機斷路器QF711分閘l 10：39：41#1發(fā)電機水輪機115%轉(zhuǎn)速（主配失靈時）動作2、套直流系統(tǒng)并聯(lián)運行實際橋電阻：40/40/40/40/30=7.5k系統(tǒng)對地總電容：623微法3、結(jié)論l 本站直流系統(tǒng)，由于2段母線并聯(lián)運行，多套絕緣裝置的平衡橋電阻接入1套直流系統(tǒng)，導(dǎo)致實際的平衡橋電阻只有7.5k：對于220V直流系統(tǒng)來說，明顯偏??；接地故障檢測靈敏度大大下降，絕緣電阻需降低到25k/5套，約5k才能告警l 3套絕緣裝置內(nèi)都有約200微法對地電容，導(dǎo)致直流系統(tǒng)對地總電容高達600多微法。1. 上述2個因素都可在一點接地的情況下，引起保護誤動案例分析(五) 、現(xiàn)行微機絕緣裝

10、置校驗結(jié)果分析（湖北省為例） 2008年9月，由湖北省電科院組織對下屬各地市局及超高壓公司所轄110KV以上變電站311套絕緣監(jiān)測儀的使用現(xiàn)狀進行了一次初步的調(diào)查，調(diào)查是由省電科院設(shè)計調(diào)查表格測試方法，由各地市局按要求獨立完成的。到08年10月10日止除超高壓公司沒有上繳調(diào)查報表外下轄的12個地市局已全部上報調(diào)查報告 1、基本結(jié)果（見表1）2、絕緣監(jiān)測儀損壞，有8臺l 3臺黑屏，l1臺顯示模糊，l2臺無工作電源，l1臺裝置系統(tǒng)電壓顯示390V，正、負極對地電壓顯示40V，l1臺裝置V顯示0V，V-顯示93V，數(shù)據(jù)明顯錯誤，l這類問題占本次調(diào)查裝置的約2.6。3、監(jiān)測儀顯示絕緣電阻很低，而不發(fā)告

11、警信號 ，有14臺4、對地電壓偏差大，有40臺下面列取部分數(shù)據(jù)，是我們這次上報數(shù)據(jù)中正負極壓差大于和接近30V的部分數(shù)據(jù)l石山變的壓差最大，有近90V；l超過40V壓差的變電站有7個；l30V-40V之間的變電站有33個；l武漢局有26個站電壓壓差為30V,占本次統(tǒng)計變電站總數(shù)的32.5，雖然沒有達到接地處理標(biāo)準，應(yīng)該引起運行維護人員的重點關(guān)注；5、對地電壓波動大l從調(diào)查數(shù)據(jù)分析，很多站電壓因為裝置的影響，產(chǎn)生了較大的電壓波動l最嚴重的恩施魚泉站電壓波動在0220V之間波動l陳家灣有近100Vl鄂州的旭光、吳都等有近60V的電壓波動l目前系統(tǒng)繼電器的動作電壓整定值在5070之間，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一點

12、接地時，極易引起保護的誤動、拒動6、絕緣監(jiān)測儀裝置顯示值不規(guī)范有很多站的V+、V-、R+、R-顯示“正?！薄癘K”“K” 絕緣監(jiān)測裝置存在的問題與危害存在的問題與危害1、兩極接地不能正確告警選線 危害：可能造成直流系統(tǒng)短路；不能及時發(fā)現(xiàn)蓄電池漏液引起的接地故障，可能使蓄電池容量失效。2、交流竄入不能正確告警選線 危害：引起大面積停電事故。3、電壓偏移不能正確告警選線 危害：一點接地可能引起保護誤動。4、直流竄入不能正確告警選線 危害：引起保護誤動、降低蓄電池壽命、引起火災(zāi)等。5、產(chǎn)生電壓波動 危害：一點接地可能引起保護誤動。6、接地故障定位正確率小于30% 危害：使接地故障排查困難；直流系統(tǒng)接

13、地故障運行時間延長，增加兩點接地故障引起保護誤動機會。電 力 行 業(yè) 標(biāo) 準 要 求電力行業(yè)標(biāo)準要求 1、國家電網(wǎng)18條反措要求 5.1.1.18.3新建或改造變電站，直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置應(yīng)具備交流竄入直流的測記和報警功能。原有的直流絕緣監(jiān)測裝置應(yīng)逐步進行改造使其具備交流竄入直流的測記和報警功能。2、電力行業(yè)標(biāo)準要求2.1兩極接地 直流系統(tǒng)正極、負極或正負極對地絕緣電阻小于下表規(guī)定值時，絕緣裝置要求告警選線。 2.2交流竄入直流系統(tǒng)母線對地交流電壓10V，絕緣裝置要求告警選線。2.3直流竄入兩套直流系統(tǒng)母線絕緣電阻10K，絕緣裝置要求告警選線。直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（V）22011

14、0絕緣電阻（千歐）25152.4電壓偏差直流系統(tǒng)兩極對地電壓絕對值差大于下表整定值時，絕緣裝置要求告警選線。2.5電壓偏差對地電壓波動5%直流系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（南網(wǎng)10%），每天只能波動一次，時間少于5分鐘。2.6接地故障定位接地故障定位準確率為100%。QDA-300在線絕緣監(jiān)測裝置介紹QDA-300在線絕緣監(jiān)測裝置介紹 QDA-300 在線絕緣裝置由主機、選線模塊及互感器（互 感器分開口和閉環(huán)兩種，適應(yīng)不同用戶的需要）等。1、組成2、工作原理 主機檢測母線電壓、正負極絕緣電阻等并進行異常告警，通過RS485與選線模塊及上位機通訊。選線模塊在接收到主機選線信號后，開始選線，并將選線結(jié)果告知主機

15、。l準確監(jiān)測直流系統(tǒng)各種接地故障（單極、兩極、多點、蓄電池組接地、壓差）并進行支路選線l準確監(jiān)測交流竄入直流系統(tǒng)故障并進行支路選線l準確監(jiān)測各種直流竄電故障（同極、異極、兩極）并進行支路選線l故障支路選線準確率100%l可對裝置自身的各種故障進行自檢并進行故障告警l能對蓄電池組的絕緣狀況進行監(jiān)測并進行接地定位l開口互感器,可實現(xiàn)不停電改造3、主要功能l 母線電壓測量范圍：50%-120%Un, 0.2l 母線對地電壓測量范圍：0-120%Un, 0.5l 母線對地交流電壓測量：0250V, 5l 母線對地絕緣電阻測量范圍：0-999.9k，10%l 支路對地絕緣電阻測量范圍：0-999.9k，15%l 蓄電池組接地定位精度：1節(jié)l 直流互竄預(yù)警靈敏度：兩段直流系統(tǒng)之間電氣連接50Kl 巡檢回路數(shù)：標(biāo)配128回路（用戶若有特殊要求，可增加