直流系統(tǒng)絕緣降低危害及解決方法

1、廣州優(yōu)維電子科技有限公司o 直流系統(tǒng)構(gòu)成直流系統(tǒng)構(gòu)成o 直流系統(tǒng)絕緣故障分類及常見情況直流系統(tǒng)絕緣故障分類及常見情況o 直流接地危害直流接地危害o 平衡橋概念平衡橋概念o 直流系統(tǒng)絕緣故障分析直流系統(tǒng)絕緣故障分析o 直流系統(tǒng)寄生回路（環(huán)路）特征分析直流系統(tǒng)寄生回路（環(huán)路）特征分析o 直流交流竄電故障分析直流交流竄電故障分析o 直流互竄分析直流互竄分析o 各類直流故障處理方法各類直流故障處理方法o 分布電容對直流絕緣故障查找的影響分布電容對直流絕緣故障查找的影響廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-簡介 直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號設(shè)備、保護、自

2、動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個獨立的電源，它不受發(fā)電機、廠用電及系統(tǒng)運行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成o 整流模塊及蓄電池系統(tǒng)整流模塊及蓄電池系統(tǒng)o 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)o 絕緣監(jiān)測單元絕緣監(jiān)測單元o 電池巡檢單元電池巡檢單元o 開關(guān)量檢測單元開關(guān)量檢測單元o 降壓單元降壓單元o 配電單元配電單元廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-整流模塊系統(tǒng) 電力整流模塊就是把交流電整流成直流電的單機模塊，通常是以通過電流大小來標(biāo)稱（如2A模塊、5A模塊、10A模

3、塊、20A模塊等等），按設(shè)計理念的不同也可以分為：風(fēng)冷模塊、獨立風(fēng)道模塊、自冷模塊、智能風(fēng)冷模塊和智能自冷模塊。它可以多臺并聯(lián)使用，實現(xiàn)了N+1冗余。模塊輸出是110V、220V穩(wěn)定可調(diào)的直流電壓。模塊自身有較為完善的各種保護功能如：輸入過壓保護、輸出過壓保護、輸出限流保護和輸出短路保護等。 廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)是整個直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是：對系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進行長期自動監(jiān)測，獲取系統(tǒng)中的各種運行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)及時進行處理，并以此為依據(jù)對系統(tǒng)進行控制，實現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動管理，保證其工作的連續(xù)性、可靠性和安全性。監(jiān)

4、控系統(tǒng)目前分為兩種：一種是按鍵型還有一種是觸摸屏型。：監(jiān)控系統(tǒng)提供人機界面操作，實現(xiàn)系統(tǒng)運行參數(shù)顯示，系統(tǒng)控制操作和系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-絕緣監(jiān)測單元 直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元是監(jiān)視直流系統(tǒng)絕緣情況的一種裝置，可實時監(jiān)測線路對地漏電阻，此數(shù)值可根據(jù)具體情況設(shè)定。當(dāng)線路對地絕緣降低到設(shè)定值時，就會發(fā)出告警信號。直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測單元目前有母線絕緣監(jiān)測、支路絕緣監(jiān)測。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-電池巡檢單元 電池巡檢單元就是對蓄電池在線電壓情況巡環(huán)檢測的一種設(shè)備?？梢詫崟r檢測到每節(jié)蓄電池電壓的多少，當(dāng)哪一節(jié)蓄電池電壓高過或低過設(shè)定時，就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控

5、系統(tǒng)顯示出是哪一節(jié)蓄電池發(fā)生故障。電池巡檢單元一般能檢測2V-12V的蓄電池和巡環(huán)檢測1-108節(jié)蓄電池。 廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-開關(guān)量檢測單元 開關(guān)量檢測單元是對開關(guān)量在線檢測及告警干節(jié)點輸出的一種設(shè)備。比如在整套系統(tǒng)中哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷后開關(guān)量檢測單元就會發(fā)出告警信號，并能通過監(jiān)控系統(tǒng)顯示出是哪一路斷路器發(fā)生故障跳閘或者是哪路熔斷器熔斷。目前開關(guān)量檢測單元可以采集到1-108路開關(guān)量和多路無源干節(jié)點告警輸出。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-降壓單元 降壓單元就是降壓穩(wěn)壓設(shè)備，是合母電壓輸入降壓單元，降壓單元再輸出到控母，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍

6、內(nèi)（110V或220V）。當(dāng)合母電壓變化時，降壓單元自動調(diào)節(jié)，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓單元也是以輸出電流的大小來標(biāo)稱的。降壓單元目前有兩種，一種是有級降壓硅鏈，一種是無級降壓斬波。有級降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調(diào)節(jié)點都是3.5V，也就是說合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。無級降壓斬波就是一個降壓模塊，它比降壓硅鏈體積小，它沒有電壓調(diào)節(jié)點所以輸出電壓也比降壓硅鏈要穩(wěn)定，還有過壓、過流、和電池過放電等功能。不過目前無級降壓斬波技術(shù)還不是很成熟常發(fā)生故障，所以還是降壓硅鏈?zhǔn)褂眯V泛。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)構(gòu)成-配電單元 配電單元主要是直流屏中為實現(xiàn)交流輸入、

7、直流輸出、電壓顯示、電流顯示等功能所使用的器件如：電源線、接線端子、交流斷路器、直流斷路器、接觸器、防雷器、分流器、熔斷器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕開關(guān)、指示燈以及電流、電壓表等等。廣州優(yōu)維電子科技有限公司廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)接地概念o 當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極與大地之間的絕緣水平降到某一整定值或低于某一規(guī)定值時，統(tǒng)稱為直流系統(tǒng)接地；o 當(dāng)正極絕緣水平低于某一規(guī)定值時稱為正接地；o 當(dāng)負(fù)極絕緣水平低于某一規(guī)定值時稱為負(fù)接地。直流接地電阻整定值直流接地電阻整定值系統(tǒng)電壓(V)絕緣整定值(K)2202511015廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)接地故障分類按故障類型分為：按故障類型分為：直接接地（

8、金屬接地）直接接地（金屬接地） 直接接地是指直流系統(tǒng)電源正極或負(fù)極對地的電阻等于或接近于零的情況。這種接地情況在直流系統(tǒng)中如果同時出現(xiàn)兩點時，就很可能造成斷路器誤動或拒動，或熔斷絲燒斷等現(xiàn)象間接接地（非金屬接地）間接接地（非金屬接地） 間接接地是指直流系統(tǒng)電源正極或負(fù)極對地絕緣電阻低至某一允許值之下。這時的接地電阻是否會對系統(tǒng)造成危害，就要看各個單位的具體情況，它與系統(tǒng)接地的位置和繼電器的靈敏度有關(guān)絕緣降低絕緣降低 絕緣降低是指直流系統(tǒng)所采用的電纜、設(shè)備的絕緣電阻由于某種原因低于出廠數(shù)值。這些電纜，設(shè)備構(gòu)成的直流系統(tǒng)的直流電源的正，負(fù)極對地絕緣電阻總體上低于充許值廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流絕

9、緣異常常見情況電纜絕緣異常電纜絕緣異常 故障主要是由于電纜絕緣層的老化或電纜加工、敷設(shè)過程中的工作不慎損傷電纜絕緣層造成。設(shè)備故障設(shè)備故障 設(shè)備在制造過程中絕緣部分受損或者絕緣材料質(zhì)量低，經(jīng)過一段時間之后，薄弱部位就會裸露出來，如果空氣潮濕就可能產(chǎn)生直流接地故障。其他外來物引起其他外來物引起 外來物包括外來金屬碎片、設(shè)備的緊固件及小動物軀體等。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流接地故障的危害 當(dāng)直流系統(tǒng)正極接地時，將會有造成保護誤誤動動的可能； 當(dāng)直流系統(tǒng)負(fù)極接地時，將會有造成保護拒拒動動的可能。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流接地故障的危害分析u兩點接地可能造成斷路器誤跳兩點接地可能造成斷路器誤跳A、

10、B兩點，A、C兩點，A、D兩點，D、F兩點接地都可能造成斷路器誤跳。u兩點接地可能造成斷路器拒動兩點接地可能造成斷路器拒動B、E兩點，D、E兩點或C、E兩點接地都可能造成斷路器拒動。u兩點接地可能引起熔斷器熔斷兩點接地可能引起熔斷器熔斷 A、E兩點接地可能引起熔斷器熔斷。當(dāng)接地點發(fā)生在B、E和C、E兩點，保護動作時，不但斷路器拒動，熔斷器熔斷，而且還有燒壞斷電器觸點的可能。廣州優(yōu)維電子科技有限公司分布電容對保護誤動影響分析 電力系統(tǒng)以往的教材及技術(shù)資料均強調(diào)，直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地時，仍可繼續(xù)運行，但必須及時發(fā)現(xiàn)和消除，以免第二點發(fā)生接地后造成繼電保護的誤動或拒動。但根據(jù)現(xiàn)場運行經(jīng)驗，直流系統(tǒng)一

11、點接地，同樣可能導(dǎo)致出口保護繼電器的誤動，從而導(dǎo)致變電站主變跳閘或發(fā)電廠的發(fā)電機組停運，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。 傳統(tǒng)觀念：一點接地仍能運行廣州優(yōu)維電子科技有限公司分布電容對保護誤動影響分析廣州優(yōu)維電子科技有限公司正極接地引起保護誤動模型建立模型建立正極接地正接地后線圈兩端電壓變化曲線分布電容對保護誤動影響分析廣州優(yōu)維電子科技有限公司模型建立線圈接地中間繼電器線接地引起保護誤動模型建立線圈接地后線圈兩端電壓變化曲線分布電容對保護誤動影響分析廣州優(yōu)維電子科技有限公司正極接地示意圖1正極接地示意圖2系統(tǒng)分析正極接地分布電容對保護誤動影響分析廣州優(yōu)維電子科技有限公司系統(tǒng)分析正極接地線圈接地示意圖1線圈接地示意

12、圖2平衡橋的概念 理想情況下，直流系統(tǒng)中正負(fù)對地的絕緣電阻是區(qū)于無窮大的，為了便于處理直流系統(tǒng)接地故障，通常會在直流系統(tǒng)的正極對地與負(fù)極對地之間加入的兩個大小相等的平衡電阻，該電阻即稱為直流系統(tǒng)中的平衡電橋。 廣州優(yōu)維電子科技有限公司平衡橋的意義 當(dāng)直流系統(tǒng)沒有發(fā)生絕緣故障時，該平衡電橋可以維持直流系統(tǒng)正負(fù)對地電壓接近或相等；當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障時，該平衡電橋做為直流系統(tǒng)中的正負(fù)對地電壓與對地絕緣電阻之間的橋梁，使它們之間建立起對應(yīng)關(guān)系，方便故障的排查與處理。廣州優(yōu)維電子科技有限公司系統(tǒng)平衡橋的推導(dǎo) 對于一個絕緣正常的系統(tǒng)，往直流屏廠家并沒給出確定的平衡橋電阻大小，因此我們并不知道其平衡橋電

13、阻是否處于一個合理范圍之內(nèi)，通常我們可以用如下方法來對平衡電橋進行計算： 1. 測量該系統(tǒng)電壓為：在該系統(tǒng)正極接入2電阻，測量其正極對地電壓為在該系統(tǒng)負(fù)極接入2電阻，測量其負(fù)極對地電壓為則該系統(tǒng)正極對地絕緣阻值與負(fù)極對地絕緣阻值分別為： 如果該系統(tǒng)沒有絕緣異常或接地故障，那么：即為該系統(tǒng)的平衡橋電阻總V）總總1(2001(200VVVkRVVVkRVRRV廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)絕緣故障分析直流系統(tǒng)絕緣故障分析 當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障后，直流系統(tǒng)對地電壓會發(fā)生偏差，正極絕緣故障則正極對地電壓偏低，負(fù)極對地絕緣故障則負(fù)極對地電壓偏低。 在一個存在平衡橋的系統(tǒng)里面，絕緣故障越嚴(yán)重，則對地電

14、壓偏差越嚴(yán)重。廣州優(yōu)維電子科技有限公司接地阻值與系統(tǒng)電壓偏差關(guān)系分析 R正與R負(fù)為系統(tǒng)平衡橋,系統(tǒng)正常時，R正=R負(fù)，V+=V-，當(dāng)系統(tǒng)正級或負(fù)級發(fā)生接地或絕緣異常時，其正對地與負(fù)對地電壓即會發(fā)生變化。如果正極接地電阻為RX，得：廣州優(yōu)維電子科技有限公司接地阻值與系統(tǒng)電壓偏差關(guān)系分析 分別以R正=R負(fù)=1M，以及R正=R負(fù)=50K時正接地電阻為50K時考察電壓的變化情況。 平衡電阻為1M 時，V+=10.5V,V-=209.5V 平衡電阻為50K 時，V+=73V, V-=147VVVRRRX負(fù)正/VVV220則：VRRRRVX負(fù)正負(fù)/220VRRRRVX負(fù)正正/220廣州優(yōu)維電子科技有限公司

15、接地阻值與系統(tǒng)電壓偏差關(guān)系分析 由此可見系統(tǒng)正負(fù)極電壓偏差程度與接地程度的直接聯(lián)系是建立在平衡橋處于正常范圍之內(nèi). 當(dāng)我們分析不同的系統(tǒng)時，不能簡單的以電壓偏差程度來判斷絕緣異常嚴(yán)重程度，在沒有確定平衡電阻大小時，它們之間無法一一對應(yīng) 但對于同一系統(tǒng)，由于其平衡電阻大小是固定的，我們可以定性得出，電壓偏差越大，絕緣相對會差廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)對地絕緣阻抗推導(dǎo)直流系統(tǒng)對地絕緣阻抗推導(dǎo) 當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣故障后，如下圖所示，設(shè)直流系統(tǒng)平衡橋阻值為 ，正極對地絕緣故障電阻為 ，正負(fù)對地電壓為 ，正對地電壓為 。 由： 可得： 由上式可知，如果在一個直流系統(tǒng)平衡電橋已知的情況下，其接地阻值

16、與對地電壓之間有明確的一一對應(yīng)關(guān)系，通過這一關(guān)系可以很方便的計算出系統(tǒng)的接地阻值，判斷系統(tǒng)的健康狀態(tài)。212/VVVRRRx2122VVRVRxRxR1V2V廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)對地絕緣阻抗推導(dǎo)直流系統(tǒng)對地絕緣阻抗推導(dǎo)o 乒乓原理 通過乒乓原理推導(dǎo)出的直流系統(tǒng)的正負(fù)對地絕緣阻值，在系統(tǒng)發(fā)生兩極平衡絕緣故障后亦可以通過該公式計算出絕緣阻值。o 等效阻值 直接通過電壓推導(dǎo)出的直流系統(tǒng)的對地絕緣阻值為等效阻值。 通過上述兩種方式的配合使用可以實現(xiàn)絕緣故障的全面檢測）總總1(2001(200VVVkRVVVkR2122VVRVRx廣州優(yōu)維電子科技有限公司 根據(jù)乒乓原理計算系統(tǒng)正負(fù)對地絕緣電

17、阻，已知直流母線正負(fù)電壓為220V，正極投入200K電阻后正對地電壓為60V,負(fù)極投入200K電阻后負(fù)對地電壓為130V,試計算平衡橋為100K時系統(tǒng)正負(fù)對地阻值分別是多少？平衡橋為200K時系統(tǒng)正負(fù)對地阻值分別是多少？廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線絕緣故障漏電流分析 直流系統(tǒng)中的絕緣故障往往是由直流系統(tǒng)中的某一條或幾條饋線絕緣故障引起，通過對正常回路與接地回路的漏電流進行分析，可以找出故障回路特征電流，如下示意圖所示：廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線絕緣故障漏電流分析-單極接地 圖中饋線1為正常饋線，饋線n為存在負(fù)對地絕緣故障的饋線，為絕緣故障阻值，R為系統(tǒng)平衡電橋。設(shè)負(fù)荷電流大小為 ，系統(tǒng)正對地

18、電壓為Vcc，負(fù)對地電壓為Vss，則饋線1中， = = ，A處所測電流大小為 - =0；饋線n中， = = = , ，B處所測電流大小為 ，C處所測電流大小為 - =0； 根據(jù)A、B、C處中所測電流差異可以實現(xiàn)直流接地故障定位。lI1I2IlI1I2I3I4IlIxSSRVI 55I3I4IxR廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線絕緣故障漏電流分析-兩極接地 如圖所示，饋線n出現(xiàn)了正負(fù)對地同阻值的絕緣故障，即圖中 = ，系統(tǒng)對地電壓 則 B，C處所測的電流值均為0。因此饋線中同支路出現(xiàn)在正負(fù)對地同時絕緣下降的情況下，純漏電流檢測模式無法準(zhǔn)確計算出饋線對地正負(fù)絕緣阻值。 需采用乒乓原理進行同饋線正負(fù)同時

19、對地絕緣下降故障。傳感器所測電源為：RRVV56II 56II 6IRR廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線絕緣故障漏電流分析-兩極接地1.向正極施加一信號源，分別記錄正負(fù)極對地電壓 ，記錄B處傳感器的漏電流 則：2.向正極施加一信號源，分別記錄正負(fù)極對地電壓 ，記錄B處傳感器的漏電流 則：3.根據(jù)上2式可計算出：11,VV1bI111bIRVRV222bIRVRV22,VV2bI12212121VIVIVVVVRbb12212121VIVIVVVVRbb廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)寄生回路（環(huán)路）特征分析 雙回路供電支路即環(huán)路，在直流系統(tǒng)中是一種普遍存在現(xiàn)象，部分環(huán)路系統(tǒng)是為了保障重要回路供電安

20、全而引入，我們稱之為正常環(huán)路；也有部分環(huán)路為進行系統(tǒng)改造時不規(guī)范的接線引起，我們稱之為非正常環(huán)路。采用傳統(tǒng)的單一支路“泄露電流法”的監(jiān)測模式的監(jiān)測裝置，不管是正常環(huán)路還是非正常環(huán)路，都將直接導(dǎo)致絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的誤判。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)寄生回路（環(huán)路）特征分析廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電故障分析 直流系統(tǒng)中的交流串電故障是指交流電中的相線直接或間接與直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極相連的情況。直流系統(tǒng)中發(fā)生交流串電故障通常由以下兩種原因引起：o維護人員的誤操作；o直流系統(tǒng)中含有交流供電的設(shè)備出現(xiàn)故障導(dǎo)致交流串電。 單相交流電由相線L與零線N組成，零線始終和大地是等電位的，即與直流系統(tǒng)

21、中的地是等電位的。 交流電L與N之間的電壓波形為：廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電故障分析 直流系統(tǒng)中發(fā)生交流串電故障即使沒有兩點接地也會造成保護的誤動作，在直流系統(tǒng)中，線纜對地均存在一定的分布電容，如果直流系統(tǒng)中串入交流電源，該交流電可通過分布電容進入合閘回路，如果分布電容較大，串入的交流接地內(nèi)阻又小，即會造成保護動作。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電故障分析 如下圖示，圖中C1、C2分別為跳閘回路電纜的對地等效分布電容，C3為跳閘回路電纜之間的等效分布電容，C4為兩條直流母線間的等效分布電容，K1為網(wǎng)控開關(guān)跳閘觸點，K2為單元控制室開關(guān)跳閘觸點， TJR為跳閘繼電器線圈，A

22、C為串入直流系統(tǒng)的等效交流電源。 在正常情況下，直流系統(tǒng)中不存在交流電源AC，網(wǎng)控跳閘觸點閉合或單元控制室觸點閉合，則跳閘繼電器動作，跳閘命令發(fā)出。在交流串入直流系統(tǒng)的故障情況下，如果跳閘回路電纜的長度較大、跳閘繼電器的動作功率較小，交流電源經(jīng)電纜對地分布電容C1、C2，使跳閘繼電器動作。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電故障分析 交流串電電壓與串電內(nèi)阻之間的關(guān)系交流串電電壓與串電內(nèi)阻之間的關(guān)系 設(shè)直流系統(tǒng)的電壓等級為Udc,直流系統(tǒng)平衡橋電阻大小為Rp,串入直流系統(tǒng)的交流電壓的有效值為Uac，內(nèi)阻為Rn（變壓器線圈內(nèi)阻）。則交流串入直流的等效電路示意圖如下：RpRpDCACRnANB上

23、圖中A點為正母線，B點為負(fù)母線，N點為地點。以直流通路進行分析，直流系統(tǒng)表現(xiàn)出正對地為Rn的接地故障大小，正對地直流電壓為：Uan=Udc * ( Rp/Rn / (Rp/Rn + Rp).1廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電故障分析以交流通路分析：Uan= Uac-Uac * ( Rn / (Rn + Rp/2) Uac(Rp / (2Rn+Rp)2Uan處的電壓波形為：Uan 根據(jù)上述1式與2式分析可知，在Udc與Uac一定的情況下，當(dāng)串接電阻Rn越小，對于直流通路反映出的接地故障越明顯，對于交流通路對地交流電壓越大。 如果Rn很小時，負(fù)對地直流電壓Ubn接近于Udc,負(fù)對地交流電壓

24、Ubn接近于Uac。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電電壓采樣 直流中的交流分量提取流程圖如下：隔直濾波分壓真有效值提取采樣系統(tǒng) 真有效值提取電路可以準(zhǔn)確的將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電平。 采樣系統(tǒng)完成每秒10000次的采樣平均后，將采樣數(shù)據(jù)送給處理器分析，處理器根據(jù)計算結(jié)果顯示在人機界面并聲光報警。 交流串電監(jiān)測系統(tǒng)除了準(zhǔn)確的采集交流電壓之外，直流電壓的準(zhǔn)確測量也非常重要。 隔直濾波分壓真有效值提取采樣系統(tǒng)廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電電壓采樣 對直流電壓的采集通常都是平均電壓法，一旦直流系統(tǒng)中串入了交流分量，直流電壓采樣偏差很大，從而造成接地阻抗測量不準(zhǔn)，導(dǎo)致誤報或不報。 根據(jù)上

25、述交流串電電壓與串電內(nèi)阻之間的關(guān)系分析可知，如果正極發(fā)生了嚴(yán)重的交流串電故障導(dǎo)致正極直流對地電壓接近于0V，對地交流電壓約為Uac,由于此時Uac值很大，其正半波被采樣平均，因此直流電壓依然很高。 處理方法處理方法 在交流串電故障監(jiān)測系統(tǒng)的直流采樣中采用了多階濾波及電壓偏置法來保證交流串電時直流電壓采樣的準(zhǔn)確性。實現(xiàn)原理框圖如下： 直流分壓二階濾波直流偏置采樣系統(tǒng)還原采樣廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流系統(tǒng)交流串電饋線選線 當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生交流串電故障后，交流串電回路表現(xiàn)出了明顯的接地故障。交流串電故障監(jiān)測系統(tǒng)在每條被測饋線上裝有一高精度直流電流傳感器，直流漏電流傳感器對交流信號有很好的過濾作用。

26、交流串電后饋線直流漏電流特征與饋線直流接地故障相似，分析檢測過程可參考直流接地饋線漏電流特征。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障分析直流系統(tǒng)饋電網(wǎng)絡(luò)簡介直流系統(tǒng)饋電網(wǎng)絡(luò)簡介 直流系統(tǒng)饋電網(wǎng)絡(luò)有輻射供電和環(huán)形供電兩種供電方式。為了提高直流饋電的可靠性，一般采用輻射供電方式。 輻射供電網(wǎng)絡(luò)是以電源點即直流柜上的直流母線為中心，直接向各用電負(fù)荷供電的一種方式。輻射供電方式具有以下優(yōu)點：（1） 減少了干擾源（主要是感應(yīng)耦合和電容耦合）；（2） 一個設(shè)備或系統(tǒng)由12條饋線直接供電，當(dāng)設(shè)備檢修或調(diào) 試時，可方便的退出，不致影響其他設(shè)備；（3） 便于尋找接地故障點；（4） 對于用電設(shè)備而言，電纜的長度較短

27、，壓降較少。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障分析 直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)故障，是指2套分開運行的直流電源之間存在1點或1點以上的電氣連接。其連接方式可能為直接連接或通過電阻連接，有的正極之間連接，有的負(fù)極之間連接，有的則正極與負(fù)極連接等。 根據(jù)反措的要求，“220KV及以上變電站應(yīng)安裝雙套直流系統(tǒng)，正常應(yīng)開環(huán)運行”。但由于變電站施工改造，設(shè)備大修，人員誤操作等因素，有可能發(fā)生將兩套直流系統(tǒng)誤合環(huán)的現(xiàn)象。由于合環(huán)前后的電壓狀態(tài)量沒有變化，導(dǎo)致目前站內(nèi)安裝的直流監(jiān)視裝置不能對合環(huán)報警。但兩套直流系統(tǒng)合環(huán)的危害性是顯而易見的，主要包括：（1） 接地故障告警靈敏度下降和保護誤動機會增加；（2） 引起兩套直流

28、系統(tǒng)同時接地故障告警：一段正極接地，另一段負(fù)極接地；（3） 造成該負(fù)荷“失壓“，即沒有工作電源，可能引起相關(guān)設(shè)備的拒動；（4） 縮短蓄電池使用壽命；（5） 引起直流系統(tǒng)火災(zāi)等。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障分析 關(guān)于兩套獨立供電的直流系統(tǒng)其接線與供電有多種方式，不正常的接線及設(shè)備故障都可能造成非正常的環(huán)網(wǎng)故障，給直流系統(tǒng)帶來嚴(yán)重安全隱患。 在沒有相應(yīng)查找設(shè)備的情況下，通常都要等到故障已經(jīng)很明顯的暴露出來才對其進行處理，處理過程如下： a 詳細分析該系統(tǒng)的接線方式 錯誤的接線方式可以導(dǎo)致這種故障的產(chǎn)生，我們可以對兩段母線的供電負(fù)載及連接情況做詳細的分析，找出可能存在的故障點，并排除。 b

29、詳細計算該系統(tǒng)兩段母線各極對地絕緣電組 可以通過多次實驗，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，用相應(yīng)的設(shè)備進行測量，計算，得出該系統(tǒng)中兩段母線各極對地絕緣電阻，分析其是否屬于正常范圍之內(nèi)。 c 改裝符合要求的直流系統(tǒng)在線絕緣監(jiān)測裝置 可靠的直流系統(tǒng)在線絕緣監(jiān)察裝置不僅可以為系統(tǒng)提供合適的平衡電橋，更能使系統(tǒng)的絕緣監(jiān)察得到保障。 按照上述排查方法，往往需要花費很長時間來進行計算，分析，并且需要大量的現(xiàn)場經(jīng)驗做為基礎(chǔ)，大大降低了故障排查效率，增大了系統(tǒng)故障運行時間，降低了直流系統(tǒng)的安全系數(shù)。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障特征分析兩段電源直流系統(tǒng)正常運行時，其等效電路如下：在這種情況下，第一段母線正對地電壓為：R

30、2兩端電壓第二段母線正對地電壓為：R3兩端電壓 由上述分析可知：對于一個滿足正常模型要求的系統(tǒng)，由于兩段母線電壓與各絕緣電阻并不完全相等，因此，U1+與U2+完全獨立。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障特征分析兩段電源直流系統(tǒng)同極環(huán)運行時，其等效電路如下： 在該等效模型中，我們可以建立V1+與V2+之間的電壓對應(yīng)關(guān)系，在該模型中，當(dāng)R5與R6阻值越小時，V2+將隨著V1+的變化趨勢越明顯。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障特征分析兩段電源直流系統(tǒng)異極環(huán)運行時，其等效電路如下： 同樣，在該等效模型中，我們可以建立V1+與V2+之間的電壓對應(yīng)關(guān)系，在該模型中，當(dāng)R5阻值越小時，V2+將隨著V1

31、+的變化趨勢越明顯。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互串故障查找 由上述關(guān)于兩套直流電源故障環(huán)的特點分析可知，當(dāng)兩套直流電源出現(xiàn)故障環(huán)之后，其兩段直流電源對地電壓呈現(xiàn)了線性的電壓變化趨勢，即通過對兩段直流電源的電壓變化曲線進行分析，與上述數(shù)學(xué)模型進行匹配，即可準(zhǔn)確的判斷出兩段電源是否出現(xiàn)環(huán)路故障。廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流絕緣故障定位基本方法o 饋線電流絕對值法o 饋線電流差值法廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線電流絕對值法不啟用檢測橋E和F高精度直流電流鉗形表饋線1饋線2饋線n0mA0mA2mA饋線n存在接地故障廣州優(yōu)維電子科技有限公司饋線電流差值法啟動檢測橋E和F 饋線電流波形監(jiān)測饋線1饋線2饋線

32、n饋線n存在接地故障廣州優(yōu)維電子科技有限公司電流絕對值法與電流差值法對比絕對值法絕對值法差值法差值法是否啟動檢測橋*饋線單極接地同一饋線兩極接地*測單根線或一組正負(fù)線*廣州優(yōu)維電子科技有限公司智能檢測橋的應(yīng)用廣州優(yōu)維電子科技有限公司傳統(tǒng)檢測橋投切誤動智能檢測橋投切智能檢測橋的特點廣州優(yōu)維電子科技有限公司 智能限幅，將檢測時引起的電壓波動限定在一定范圍內(nèi)； 具備單邊檢測橋，雙邊檢測橋模式，優(yōu)先負(fù)極檢測橋，不會因為檢測橋的投入造成負(fù)極對地電壓達到中間繼電器的動作電壓。常見直流故障處理方法o 單極接地故障的查找o 兩極接地故障的查找o 多點絕緣下降的查找o 蓄電池回路接地查找o 寄生回路的查找方法o

33、 交流竄電故障的查找o 直流互竄故障的查找廣州優(yōu)維電子科技有限公司單極接地故障的查找 單極接地故障是指直流系統(tǒng)中的正極或負(fù)出現(xiàn)了接地故障，可以采用電流絕對值法或電流差值法進行檢測。 右圖所示為一個常開觸點監(jiān)測線纜故障引起的單點接地故障。廣州優(yōu)維電子科技有限公司兩極接地故障的查找 兩極接地故障是指直流系統(tǒng)中的正極和負(fù)極均出現(xiàn)了接地故障。 兩極接地故障的類型 兩極同支路平衡接地和不平衡接地，兩極不同支路平衡接地和不平衡接地。 對于平衡接地，系統(tǒng)對地電壓不發(fā)生變化，通常需要人工啟動絕緣監(jiān)測裝置或接地查找設(shè)備的檢測橋來進行檢測。廣州優(yōu)維電子科技有限公司多點絕緣下降的查找 對于多點絕緣下降的查找，通常先

34、處理絕緣較差的回路，再處理絕緣相對較好的回路?；芈稟回路RaRb 如圖所示，假設(shè)回路A負(fù)對地絕緣電阻為50K，回路B對地絕緣電阻為200K，設(shè)檢測橋啟動后在Ra 與 Rb處產(chǎn)生的電流幅值和為0.5mA,由于分流與電阻值成反比，Ra處的電流幅值0.4mA,Rb處的電流幅值為0.1mA。廣州優(yōu)維電子科技有限公司多點絕緣下降的查找 如右圖所示，E為直流饋線屏引出至保護屏的一根負(fù)極總線到保護屏，檢測以該線有接地故障，經(jīng)查找，其分為a,b,c,d 等若干線由埋地線纜F連接到戶外就地，a,b,c,d等均存在不同存度的絕緣下降，而在線纜F后側(cè)就地檢測無故障。a 處故障最為明顯，斷開a后，對電壓只有輕微變化，

35、且a線纜仍有電壓，為什么？埋地線纜abcdFE廣州優(yōu)維電子科技有限公司蓄電池回路接地查找 因為蓄電池屬于供電單元，蓄電池回路發(fā)生接地故障往往難以查找。 但由于直流系統(tǒng)正常運行時，蓄電池回路處于浮充狀態(tài)，其相對于充電模塊來說還是屬于負(fù)荷側(cè),因此可以以和普通負(fù)荷相同的查找方式進行查找。 如若確定了蓄電池回路發(fā)生接地故障，還需要進一步確定接地故障發(fā)生哪節(jié)蓄電池。廣州優(yōu)維電子科技有限公司蓄電池回路接地類型o 電池本身接地故障o 與蓄電池相連的外部設(shè)備發(fā)生的接地故障廣州優(yōu)維電子科技有限公司漏電流計算法故障電池節(jié)數(shù)CT1BT1BT2BT3BTnRx 如上圖示，第n節(jié)電池的正極發(fā)生了阻值大小為Rx的接地故障

36、，通過啟動檢測橋，同時分析CT1上電流的變化情況可以計算出BTn處的接地電阻及電池節(jié)數(shù)。廣州優(yōu)維電子科技有限公司逐一查找法實現(xiàn)故障電池定位BTnRx1.先對所所有電池進行檢查，判斷故障是發(fā)生在蓄電池上還是外部設(shè)備上，如果是蓄電池上則需對故障蓄電池進行處理。2.如果蓄電池本身并沒有明顯的故障現(xiàn)象，需對蓄電池引出線的電流進行逐一檢測。到設(shè)備到設(shè)備廣州優(yōu)維電子科技有限公司寄生回路及其接地故障查找寄生回路的特點： 互為寄生回路的兩個支路在任意時刻電流大小相等，方向相反。 通常，如果某一帶有負(fù)載的支路為寄生回路，其正負(fù)電流大小矢量和不為零，而正?；芈穭t為零。 因此可以通過正負(fù)電流矢量和或電流變化波形匹配

37、來實現(xiàn)寄生回路的查找與配對。 廣州優(yōu)維電子科技有限公司寄生回路的配對 如上圖示，支路A和支路B通過CD形成了寄生回路，如果A處的電流為-50mA,則B處的電流為+50mA。依此特征可以判斷出饋線屏后的寄生回路支路A支路BABCDEF廣州優(yōu)維電子科技有限公司寄生回路的查找 通過漏電流監(jiān)測可對饋線屏后的寄生回路進行配對，但要查找出寄生回路的環(huán)點還需通過電流波形匹配進一步判斷。支路A的正極線到保護屏經(jīng)端子后引出了CE的連接線，支路B的正極線到保護屏經(jīng)端子后引出了DF的連接線。通過對，CE，DF處的電流波形進行分析可查找出寄生回路的故障點。支路A支路BABCDEF廣州優(yōu)維電子科技有限公司寄生回路接地故

38、障的查找 寄生回路的接地故障查找相較正?；芈返牟檎腋鼮槔щy，因為寄生回路本生存在不規(guī)則的電流變化特征。 如果寄生回路的干擾電流較小，在A，B,C，D，E各處進行查找，根據(jù)電流波形和方向指示可以快速實現(xiàn)故障。支路A支路BABCDRxE廣州優(yōu)維電子科技有限公司寄生回路及其接地故障查找 如果寄生回路干擾較大，可以通過調(diào)整檢測橋大小，或改變檢測橋投入的頻率等方式進行多次判斷。正?；芈饭收喜ㄐ魏图纳芈方拥毓收喜ㄐ伪葘φ{(diào)幅后調(diào)頻后廣州優(yōu)維電子科技有限公司交流竄電故障的查找特征分析系統(tǒng)特征 交流特征：對地可檢測到交流電壓直流特征：竄入一極表現(xiàn)有接地故障支路特征表現(xiàn)出直流接地故障特征，按正常接地故障查找即可

39、 廣州優(yōu)維電子科技有限公司交流竄電故障的定位 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生交流竄電故障后，可監(jiān)測到系統(tǒng)對地交流電壓，即交流竄入直流電阻，可通過支路電流波形實現(xiàn)交流竄入故障點的定位。支路AAC廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互竄故障的查找特征分析正極與正極互竄：兩段母線正極對地電壓相等負(fù)極與負(fù)極互竄：兩段母線正極對地電壓相等正負(fù)極互竄：兩段母線正極對地電壓相等 兩段母線正極對地電壓相等 兩段母線正負(fù)電壓相等異極互竄： 如果第一段負(fù)與第二段正串聯(lián)，第一段正與第二段負(fù)電壓 接近第一二段系統(tǒng)電壓之和 如果第一段正與第二段負(fù)串聯(lián)，第二段正與第一段負(fù)電壓接近第一二段系統(tǒng)電壓之和 廣州優(yōu)維電子科技有限公司直流互竄故障的查找 系統(tǒng)分析儀與被測兩段直流母線相連，向其中一段母線對地施加低頻