直流系統(tǒng)接地檢測方法分析及檢測裝置改進(jìn)

 

      發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)是一個獨(dú)立的電源，不受發(fā)電機(jī)、廠用電、站用變以及系統(tǒng)運(yùn)行方式改變的影響，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。因此直流電源系統(tǒng)對變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用, 是變電站安全運(yùn)行的前提。電力系統(tǒng)中直流電源系統(tǒng)采用對地絕緣運(yùn)行方式，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時，并不引起直接危害，仍能繼續(xù)運(yùn)行，但潛在的危險(xiǎn)性很大，必須立即給出告警，并進(jìn)行查找；否則，當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時，有可能產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。

 

1．關(guān)于直流系統(tǒng)的接地及其危害

1.1 什么叫直流系統(tǒng)接地

    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”對直流電路來講僅僅是個中性點(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，或者低于某一規(guī)定值，這時我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障。

1.2直流系統(tǒng)為什么會接地

    發(fā)電廠、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。特別在發(fā)電廠、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，難以避免的會遺留直流系統(tǒng)接地故障的隱患。

1.3直流系統(tǒng)接地的分類和危害

    由于直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡(luò)連接比較復(fù)雜，按接地極性可分為正接地和負(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。根據(jù)研究表明正接地可能導(dǎo)致斷路器誤跳閘，由于斷路器跳閘線圈均接負(fù)極電源，故當(dāng)發(fā)生正接地時可能導(dǎo)致斷路的跳閘。負(fù)接地可能導(dǎo)致斷路器的拒跳閘。

    運(yùn)行實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)，直流接地不僅會造成繼電保護(hù)誤動、拒動，甚至?xí)斐刹捎弥绷骺刂频脑O(shè)備誤動、拒動，以至損壞設(shè)備，造成大面積停電、系統(tǒng)瓦解的嚴(yán)重后果。如2000年7月6日在暴雨天氣下，河北某220kV樞紐變電站，站內(nèi)發(fā)生了直流接地。273－1電動刀閘在運(yùn)行中自動分閘，無任何信號。經(jīng)查找分析，273－1刀閘控制箱滲水受潮，確認(rèn)為因直流兩點(diǎn)接地，造成該刀閘誤分。某500kV樞紐變電站，因大雪天氣，直流兩點(diǎn)接地，造成站用380V交流電源控制開關(guān)跳閘。廣西某220kV樞紐變電站，因直流兩點(diǎn)接地，造成斷路器誤動。這些都是由直流系統(tǒng)絕緣問題引起的電網(wǎng)故障。

2．查找，排除直流系統(tǒng)的通常方法

直流系統(tǒng)接地故障的檢測技術(shù)很多，實(shí)現(xiàn)的原理也不盡相同?？梢詺w納為以下幾個方法：

2.1 直流母線電橋法

采用電橋法研制的檢測裝置比較簡單，相當(dāng)于在正負(fù)直流母線上加兩個平衡電阻，形成平衡電橋；其僅對直流系統(tǒng)的接地故障給出報(bào)警，不能指示故障所在的直路和接地電阻值，功能過于單調(diào)?，F(xiàn)場維護(hù)人員排除故障時，通常采用人工拉路法。依次短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路。當(dāng)切除某一回路時故障消失, 說明故障在該回路內(nèi)?？刹僮餍员容^差，特別是對于重要負(fù)荷，短時拉閘都是不允許的。因此，采用該方法的檢測裝置只適用于很低端的配電房的直流柜系統(tǒng)。

2.2 低頻信號注入法

    直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障以后，在故障母線與地之間注入低頻信號，低頻電流從信號發(fā)生器流出，流經(jīng)接地故障饋線，并從接地點(diǎn)返回。利用鉗型電流檢測儀逐條饋線檢測。找到接地饋線，進(jìn)而找到接地點(diǎn)。

    該方法成功地實(shí)現(xiàn)了不停電查找直流接地點(diǎn)，但其檢測的正確性及靈敏度受直流系統(tǒng)分布電容的影響很大。饋線支流電容最大可達(dá)幾微法. 當(dāng)探頭在某一點(diǎn)測量時, 由于有電容電流存在, 將使得操作人員難以確定是電容電流還是接地電阻電流。采用此方法檢測接地電阻往往有誤判或測量計(jì)算的接地電阻誤差很大。

2.3 變頻信號注入法

變頻信號注入，實(shí)際上還是低頻信號輸入，只不過此時注入的信號是頻率交替變化的低頻信號。然后還是通過鉗型電流探頭, 檢測支路阻性電流幅值的變化, 來確定接地支路與故障點(diǎn)。通過注入幅值不變而變頻的信號，間接的計(jì)算出饋線支路中的阻性電流。但通過現(xiàn)場使用檢驗(yàn), 效果仍然不理想, 原因還是分布電容。另外低頻信號的注入將使直流系統(tǒng)的電壓波紋系數(shù)加大。

2.4磁調(diào)制直流漏電流檢測方法