刍议变电站直流系统接地故障

时间:2022-10-29 06:37:38

刍议变电站直流系统接地故障

摘要:变电站直流系统是变电站内所有继电保护、自动化装置、二次控制回路、断路器分合闸机构、事故照明等设备的工作电源,并保证在交流失电状态下不间断的供电。由于变电站直流系统对变电站的安全可靠运行起着非常重要的作用,被称为变电站的心脏。因此,直流系统发生故障将对变电站的安全运行产生重大影响。变电站直流系统主要由蓄电池组、充电机和直流馈线屏及馈线3部分组成。直流系统故障大多为直流系统内部一点接地。在发生故障后,应立即找出接地故障点,并尽快消除,否则可能产生严重后果。

关键词:变电站;直流系统;故障

Abstract: dc system is in substation substation relay protection and automation devices all, secondary control circuit, breaker points off institutions, accident lighting equipment work power, and to ensure that in exchange lose electric state uninterrupted power supply. Because of the transformer substation substation dc system safe and reliable operation of the plays a very important role, known as the heart of the transformer substation. Therefore, dc system problem of the transformer substation will have great influence on the safety operation. Substation dc system mainly by the battery pack, charging machine and dc feeder screen and feeder 3 parts. Dc system fault mostly for the dc system internal one-point earthing. In fault, shall be immediately find out ground fault point, and eliminate as soon as possible, otherwise may have serious consequences.

Keywords: substation; Dc system; fault

中图分类号:TM411+.4 文献标识码:A 文章编号:

1直流系统接地的危害

变电站直流系统一般采用悬浮供电方式,电源正负极均不直接接地,这样当直流电源某一极接地时一般不会立即发生短路现象。但由于DC/DC开关电源的大量应用,其EMI抗干扰措施使用了大量的电容,使得直流母线对地电容过大,即图1中C+和C-较大。因此,若K2点发生接地故障,直流系统中的对地电容C+和C-有可能对出口继电器TQ进行充放电,出现电流冲击而造成保护装置误动。当继电器内阻大、动作时间快、动作电压低、电源负极对地电压较高时,一点接地更容易造成保护装置误动。因此,发生直流系统一点接地故障时,必须防止发生两点接地或保护装置误动。

如果直流系统已有一点接地时再发生另一点接地,则容易产生寄生回路,造成直流电源短路、保护装置误动或拒动,从而严重威胁电网的安全运行。如图1所示,若K1和K2点同时接地,保护跳闸出口继电器TQ将动作,从而造成保护误动;若K1和K3点同时接地,则会造成电源短路;若K2和K3点同时接地,即使保护动作跳闸,但是TQ被K2和K3点短路,TQ无法动作,从而造成保护拒动。因此,直流系统均安装了直流绝缘监测装置,在一点接地时装置发出直流电源接地故障报警信号。工作人员在收到直流电源接地报警时必须及时处理接地故障,防止故障扩大。

2直流系统接地原因分析

由于变电站直流系统分布范围广,各部分运行环境不同,所以引起直流系统接地的原因是多方面的,主要有以下几个。

(1)直流系统绝缘老化。经过多年运行,直流系统受灰尘、潮湿或各种腐蚀性气体的腐蚀,某些元件的绝缘性能降低,从而发展为接地故障。

(2)天气的影响。雨、雾、雪等天气可能造成直流系统受潮,某些电缆甚至会浸泡在水中,使某些部位的绝缘性能下降,造成接地故障。

(3)工作人员操作不当。由于二次回路经常有各种施工,工作人员在施工过程中可能留下导线接头、螺丝、垫圈等杂物,这些杂物容易造成直流系统金属性接地。另外,检修过程中检修人员接错电缆芯号、误碰带电部位等也易造成直流系统接地。

(4)产品设计不合理。当直流系统中蓄电池电压巡检设备、绝缘监察设备、端子箱、机构箱等设计不合理时,在受到震动、机械力等作用下容易造成直流系统接地。

3直流系统接地排查方法

由于直流系统接地的原因复杂多样,很难直接判断是何处接地,因此必须根据运行现场的实际情况尽量缩小查找范围,最终准确定位故障点。直流系统接地故障排查的一般原则如下。

(1)严禁故障扩大化。排查故障过程中,严禁二次回路有人工作,防止造成直流短路或另一点接地。

(2)缩小故障查找范围。在查找接地点范围时,应先考虑室外因素,再考虑室内因素。在检查回路时,应先检查对安全影响较小的信号回路,再检查对安全影响较大的控制回路。采用拉回路的方法检查时,要先拉次要回路,再拉重要回路。

故障排查时一般采取如下步骤。

(1)分析运行现场情况。故障排查时首先要考虑接地故障时设备的运行环境。如果故障时是阴雨天气,主要考虑户外装置是否因受潮使绝缘降低造成接地;如果有人员在二次回路工作或有设备检修试验工作,应主要考虑是否是人为失误造成接地。

(2)查看绝缘监察装置报警信号。根据报警信号确定接地发生在哪一条母线上或哪一条馈线上。

对于馈线接地,绝缘监察装置能够准确判断;对于蓄电池、直流母线、充电机3个部位,绝缘监察装置是无法检测的。在没有明确结论的情况下,可以将母线分段开关拉开或闭合退出一组蓄电池,以缩小接地故障的查找范围,此时要注意监视“直流母线接地”信号是否消失,同时测量该段直流母线对地电压。

(3)瞬时停电查找接地点。如果使用上述2种方法都不能找到接地点时,就只能采取瞬时停电的方法。其原则是先停与继电保护无关、不影响电网跳闸的设备,再停继电保护设备。根据现场经验,一般顺序为:停役电源、试验电源、备用电源、事故照明电源、继电保护信号电源、中央信号电源、继电保护设备电源等。

4案例分析

某一年8月,某220 kV变电站发生直流接地故障。由于故障当日曾下雨,所以初步判断故障是由于户外装置受潮使绝缘降低造成的。查看绝缘监察装置,报告显示:110 kV测控环路电源正极对地电压为10 V,正极对地电阻为0,负极对地电阻为99 kΩ。这说明110 kV测控环路电源正极接地故障。由于该站绝缘监察装置未安装支路检测互感器,故不能确定是哪条110 kV测控电源发生接地故障。

因此,只能采用瞬时停电法查找具体接地点。当断开17A9线遥信电源后,测量得直流正极对地电压为105 V,负极对地电压为115 V,电压恢复正常,同时直流接地报警信号消失,这说明是17A9线测控电源正极接地。打开17A9线路间隔户外端子箱发现,其线路侧接地刀闸机构箱进水。于是将该接地刀闸直流电源线拆除,恢复17A9线路间隔直流电源,不再有直流接地现象。这样就确定了17A9线线路侧接地刀闸端子箱受潮造成直流接地。随后,将该端子箱内部端子及导线烘干后恢复送电,一切恢复正常。

5结束语

变电站直流系统接地故障严重影响变电站的正常运行,但在了解直流系统接地主要原因的基础上,按照一定得查找原则及方法,可以缩小故障点的查找范围,快速而准确地找到故障点。

参考文献:

1武春雷.变电站直流接地成因及查找方法[J].山西电力,2008,(4):32-33.

2崔战涛,樊丽君.直流接地故障的分析与探讨[J].宁夏电力,2007,(1):25-28.

3尹希泉,勒力,陶红军.快速查找变电所二次回路直流接地的方法[J].东北电力技术,2007,(3):47-47.

4沈从树.浅谈变电站直流接地故障点的查找[J].河南电力,2008,(1):36-38.

5田瑞敏,崔秀梅,韩晋锋.变电站查找直流接地浅谈[J].科技情报开发与经济,2006,16(1):285-286.

6张晓毅,王志强.变电站直流接地故障的分析与查找[J].中国电力教育,2008,S1:71-73.

7李海波.变电站直流接地人工查找方法的分析与流程化[J].云南水力发电,2008,24(1):81-84.

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