直流接地故障（共12篇）
直流接地故障 篇1
发电厂、变电站直流系统是十分重要的电源系统, 它是一个独立的电源, 不受发电机、厂用电、站用变以及系统运行方式改变的影响, 为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事照明等提供可靠稳定的不间断电源, 它还为断路器的分、合闸提供操作电源。
由于直流电源在二次系统所处的重要地位, 直流系统自身的可靠及安全直接影响到整个系统的安全, 由于电力系统应用直流电源的特殊性, 特别是控制回路和保护回路的应用, 使直流系统的故障成为电力系统的事故隐患。
一、关于直流系统接地
1、什么叫直流系统接地?
直流电源为带极性的电源, 即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源, 为了系统安全, 变电站、发电厂所有设备的外壳都会牢牢的接地, 而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念, 这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值, 或者低于某一规定值, 这时我们称该直流系统有正接地故障或负接地故障。
2、直流系统为什么会接地?
发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂, 在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及接头的老化, 设备本身的问题等等, 而不可避免地发生直流系统接地。特别在发电厂、变电站建设施工中或扩建过程中, 由于施工及安装的种种问题, 难以避免的会遗留电力系统故障的隐患, 直流系统更是一个薄弱环节。投运时间越长的系统接地故障的概率越大。
3、直流系统接地的危害
(1) 接地分类:由于直流系统网络连接比较复杂, 其接地情况归纳起来有以下几种:金属接地或全接地和间接接地, 非金属接地或半接地;按接地的情况可分为单点接地、多点接地、环路接地和绝缘能力降低或称片接地。
(2) 正接地可能导致断路器误跳闸
由于断路器跳闸线圈均接负极电源, 故当发生正接地时可能导致断路的跳闸。
(3) 负接地可能导致断路器的拒跳闸, 断路器不会跳开, 产生拒动, 会使事故越级扩大。
二、怎样查找、排除直流系统接地故障
首先要找到接地的位置, 这就是我们常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点, 可能是多个点, 或者是一个片, 真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿, 尘土粘贴, 电缆破损, 或设备某部分的绝缘能力降低, 或外界其他不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定, 随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。
1、查直流接地的方法
(1) 拉回路法:这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”, 就是停掉该回路的直流电源, 停电时间应小于三秒。一般先从信号回路, 照明回路, 再操作回路, 保护回路等等。该种方法, 由于二次系统越来越复杂, 大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题, 使信号回路与控制回路和保护回路严格区分, 而且更多的还形成一些非正常的闭环回路, 必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性, 往往令在拉回路的过程中, 常常发生人为的跳闸事故, 再加上微机保护的大量应用, 微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。2001年10月, 广西电力局中心调度所继保科发文, 明令禁止“拉回路”查找直流接地。
(2) 直流接地选线装置监测法
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。该装置的优点是能在线监测, 随时报告直流系统接地故障, 并显示出接地回路编号。缺点是该装置只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路, 但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制, 很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装置必须进行施工安装, 对旧系统的改造很不便。此类装置还普遍存在检测精度不高, 抗分布电容干扰差, 误报较多的问题。如果能有一种在监测点上不受限制, 检测精度较高, 选线准确的直流接地选线装置, 应是一种较好的选择。
(3) 便携式直流接地故障定位装置故障定位法
该装置是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装置的特点是无需断开直流回路电源, 可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法, 极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装置可将接地故障定位到具体的点, 便于操作。目前生产此类产品的的厂家也较多, 但真正好用的产品很少, 绝大部分产品都存在检测精度不高, 抗分布电容干扰差, 误报较多的问题。
三、查找直流系统接地故障的深层次分析
据现场使用情况反映, 绝大部分查找直流系统接地故障的装置都不是很好用, 其原因要从直流系统接地说起, 由于发电厂、变电站的直流系统是一个庞大的、复杂的直流电源网络, 所接设备多, 母线、小母线层层分布, 回路纵横交错, 客观上增大了查找直流接地故障的难度。
1、关于分布电容的讨论
我们知道电容的特性是对直流呈现开路, 对交流呈现一定阻抗特性, 其阻抗的计算公式Zc=1/2πfC, 其中f为交流信号频率, C为电容量, C越大, 该电容呈现的容抗就越小, 频率越高, 该电容呈现的容抗也越小。变电站、发电厂直流系统的对地分布电容情况是直流系统越大, 回路越复杂, 所接设备越多, 系统呈现的对地分布电容也越大, 按现场运行经验, 变电站、发电厂直流系统的对地分布电容还与发电厂、变电站的投运时间有关, 投运时间越长的变电站, 分布电容也更大, 一般来说, 如果查找直流接地的检测装置以叠加低频交流检测信号方式在直流系统上, 假设点的交流信号频率f=2Hz (目前绝大多数装置都采用5Hz) , 那么, 直流系统的分布电容对检测装置所叠加的低频交流信号。
2、对直流系统接地故障的定义标准的讨论
上面说过直流接地是指直流系统正或负极对地绝缘阻抗值降低到某个规定值或某个设定值时, 我们称直流系统发生了接地故障。电力系统对直流系统的接地故障目前尚无统一的标准, 各个厂站按各自的要求将接地故障报警值按对地电压不平衡情况定义。直流系统绝缘监测普遍采用平衡电桥方式来判定对地绝缘, 即为正或负对地绝缘能力降低时, 平衡电桥失去平衡, 绝缘监测指示上正对地或负对地电压会升高或降低。由于平衡电桥回路选用的电阻目前尚无统一标准。各直流屏生产厂家均有不同的平衡电桥电阻取值, 就现场实际运行情况, 平衡电桥的电阻取值从1K~36K不等, 这样仅仅用对地电压的变化来说明接地故障的程度, 显然不是十分准确的。直流系统对地的绝缘情况, 准确地说, 应该用阻抗来衡量。发达国家的电力系统, 对一座较大规模的发电厂、变电站, 直流系统对地绝缘阻抗的报警值设定在50KΩ, 目前我国一些全套引进进口设备, 管理先进的个别发电厂 (如大亚湾核电站) , 直流系统绝缘告警值仍沿用国外标准, 设为50KΩ。事实上绝大部分的电厂、变电站, 由于种种原因, 其接地故障报警值一般设在5K~25K之间, 有些甚至更低。这就形成一个直流系统接地故障的怪圈, 运行水平高、管理严格的发电厂、变电站, 比运行水平低、管理松散发电厂、变电站的直流接地故障概率似乎还高。个别运行水平低下的变电站一两年也难有直流接地故障报警。其根本在于直流系统绝缘监测平衡电桥电阻取值的极大差异, 造成对地绝缘整定值过低, 无法真正体现实际的绝缘情况。哪怕断路器因直流系统接地故障有过误跳, 也查不到事故真正原因。
四、怎样正确选择直流接地故障查找地装置
按现场的运行经验, 从上面分布电容产生的对地容抗经验数据分析, 选择直流接地故障查找地装置, 一定要严格掌握两个重要指标, 其一是装置抗分布电容干扰, (目前绝大多数生产厂家的设备都未列出该指标) 。要求其抗分布电容干扰, 对地分布电容系统总值应大于或等于8 0 M F, 回路的对地分布电容系统值应大于或等于8 M F;其二是检测接地故障的对地阻抗值应大于或等于4 0 KΩ。达不到上述两个指标的直流接地故障查找地装置, 在现场应用中, 对大部分的直流系统接地故障往往检测不出, 更不用说用作定期巡检装置。
五、查找直流接地故障的技巧
1、查找及时。因直流接地故障常常随环境、气候的变化而变化, 造成难以查找的事故隐患, 只要出现故障应立即查找。
2、定期巡检直流系统的对地绝缘。不一定故障出现时再去查找排除。利用精度较高的查找装置定期对各个直流回路进行检查, 记下绝缘较差的直流回路, 待气候渐湿时, 再重点监测。目前已有部分电厂和变电站采用此法, 并已开始建立这种经常性的工作。
3、按序查找, 先信号回路, 事故照明回路, 再操作回路, 控制回路, 保护回路。先重点检测绝缘情况较差的回路。
4、对环路供电的直流系统应先断开环路开关, 如果客观上已断不开的环路 (此类情况现场情况很多) , 应对检测到的接地故障回路 (环路接地, 表现出来一般都是两个以上回路) 其接地精度仔细分多样, 找出接地更严重的回路, 继续查找。
直流接地故障 篇2
摘要：直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统接地是常见的缺陷。主要介绍了变电站直流接地的危害，并对直流系统接地的原因进行分析及查找方法，从而找到相应的防范措施来保证直流系统的稳定运行。关键词：直流系统；接地；绝缘；断路器
0 引言
变电站直流系统以蓄电池储存能量，以充电机补充能量，向全站保护、监控、通讯系统提供不间断电源，确保其安全、稳定、可靠运行。正常情况下正、负极对地均为绝缘的，发生一点接地时，正、负极对地电压发生变化，接地极对地电压降低，非接地极电压升高，供电可靠性大大降低，因为在接地点未消除时再发生第二点接地，极易引起直流短路和开关误动、拒动，所以直流一点接地时，设备虽可以继续运行，但接地点必须尽快查到，立即消除或隔离。直流接地故障产生的主要原因
1.1 基建及施工遗留的故障隐患
在发电公司建设施工或扩建过程中，由于施工及安装的种种问题，会遗留下电力系统故障的隐患，直流系统更是故障隐患的薄弱环节，这些环节在投产初期不易控制和检查，投运时间越长，系统接地故障的概率就越大。
1.2 外力损伤
直流回路在运行过程中不可避免地要受到检查维护人员在工作过程中因挤压、移动、及不当冲洗等外力造成的损伤。
1.3 质量原因
因市场供应直流电缆设备质量参差不齐，质量不良的直流电缆成为一种直流接地的故障隐患。
1.4 自然原因
发电厂直流系统所接设备多、回路复杂，在长期运行过程中会由于环境、气候的变化、电缆和接头的老化及设备本身的问题等而发生直流接地故障，特别是处于沿海地区的电厂，因海拔较低且处于高盐、高湿环境，更不可避免地会发生直流系统接地故障。直流系统两点接地的危害分析 现以图1为例说明直流接地的危害。当图1中A点与C点同时有接地出现时，等于+KM、-KM通过大地形成短路回路，可能会使熔断器1RD或2RD熔断而失去保护电源；当B点与C点同时有接地出现时，等于将跳闸线圈短路，即使保护正常动作，TQ跳闸线圈也不会起动，断路器就不会跳闸，因此在有故障情况下就要越级跳闸；当A点与B点或A点与D点同时接地时，就会使保护误动作而造成断路器跳闸。直流接地的危害不仅仅是以上所谈的几点，还有很多，在此不一一介绍了。
图1 直流接地示意图 直流接地故障的查找方法及存在的问题
排除直流接地故障，首先要找到接地的位臵，这就是常说的接地故障定位。直流接地大多数情况不是一个点，可能是多个点，或者是一个片，真正通过一个金属点去接地的情况是比较少见的。更多的会由于空气潮湿，尘土粘贴，电缆破损，或设备某部分的绝缘降低，或外界其它不明因素所造成。大量的接地故障并不稳定，随着环境变化而变化。因此在现场查找直流接地是一个较为复杂的问题。
3.1拉回路法
这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法。所谓“拉回路”，就是停掉该回路的直流电源，停电时间应小于三秒。一般先从信号回路，照明回路，再操作回路，保护回路等等。该种方法，由于二次系统越来越复杂，大部分的厂站由于施工或扩建中遗留的种种问题，使信号回路与控制回路和保护回路一个严格的区分，而且更多的还形成一些非正常的闭环回路，必然增大了拉回路查找接地故障的难度。正由于回路接线存在不确定性，往往令在拉回路的过程中，常常发生人为的跳闸事故，再加上微机保护的大量应用，微机保护由于计算机的运行特性也不允许随意断电。“拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。3.2直流接地选线装臵监测法
这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装臵。该装臵的优点是能在线监测，随时报告直流系统接地故障，并显示出接地回路编号。缺点是该装臵只能监测直流回路接地的具体接地回路或支路，但对具体的接地点无法定位。技术上它受监测点安装数量的限制，很难将接地故障缩小到一个小的范围。而且该装臵必须进行施工安装，对旧系统的改造很不便。此类装臵还普遍存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。
3.3便携式直流接地故障定位装臵故障定位法
该装臵是近几年开始在电力系统较为广泛应用的产品。该装臵的特点是无需断开直流回路电源，可带电查找直流接地故障完全可以避免再用“拉回路”的方法，极大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且该装臵可将接地故障定位到具体的点，便于操作。目前生产此类产品的厂家也较多，但真正好用的产品很少，绝大部分产品都存在检测精度不高，抗分布电容干扰差，误报较多的问题。防范措施
4.1 经常检查各支路直流系统的绝缘状况 ,对于户外电气设备和热工就地装臵的直流系统的绝缘状况更应经常检查 ,要特别注意检查各支路的跳闸回路。具体检查方法:将该支路的断路器合上(注意:此时隔离开关应在断开位臵或断路器拉至试验位臵)。然后取下该支路的直流电源的熔断器 ,在熔断器的下方(即负荷侧)将正、负极短接 ,用兆欧表检查绝缘电阻是否符合要求 ,如发现接地应及时消除。
4.2 发生直流系统接地时 ,常采用取下直流熔断器来观察直流接地是否消失 ,在取直流熔断器时应先取非接地极的熔断器;在投熔断器时 ,先投非接地极的熔断器。其目的是使非接地极对地电容有一定的充电时间 ,使该支路的正、负电源间在未形成回路前 ,先使非接地极电容充上一定电压 ,即 Uc不等于0 ,从而降低 UL ,防止断路器误动。
4.3 出口继电器和断路器的跳闸线圈的动作值按规程要求为(30 %-70 %)UH ,实际工作中调整在(60 %-70 %)UH之间最好。
4.4 运 行维 护人员必须熟悉现场运行规程，在直流回路工作时，做好安全措施，防止保护误动。结束语
直流电源在电力系统的作用十分重要，着重分析了直流接地对保护装臵的影响，在什么情况下可能造成保护误动和拒动，从而更好地为运行维护人员提供参 考依据，有利于更好地保证直流系统的稳定，从而保证电网的安全稳定运行。
参考文献
[1]张信，卢灿遹． 直流系统接地的危害分析与处理
[2]苏玉林 刘志民 熊深.怎样看电气二次回路图
变电站直流系统接地故障的论述 篇3
1、直流系统接地故障原因
直流系统在变电站中分布范围较广，遍及各开关端子箱，电缆多且长，一些外露部分容易受尘土、潮气的侵蚀，容易造成绝缘降低甚至绝缘破坏，造成直流系统接地故障。造成直流接地的主要原因可以概括为以下几点：①二次回路、设备绝缘材料不合格，绝缘性能低，二次回路检修维护不当，绝缘老化，或存在某些损伤缺陷等，都可能造成直流接地；②二次回路接线错误或设备元件组装不合理。如带电体和接地体，直流带电体与交流带电体之间距离过小，当直流回路出现过电压时，将间隙击穿，形成直流接地，另外还可能存在一些潜伏性的接地，一旦通电就会出现直流接地故障；③二次回路及设备严重污秽受潮、接线盒进水等原因使直流对地绝缘下降。由于电缆沟密封性较差，造成雨水浸泡，造成电缆绝缘性能下降，另外端子箱内电缆孔洞封堵不严，使端子箱严重受潮，也会造成接地故障；④小动物爬入或小金属零件掉落在二次回路上造成直流接地故障。
2、直流系统接地故障的危害
2.1正极接地。直流正极接地有使继电保护及自动装置误动的可能。因为一般跳合闸继电器线圈正常接于负极电源。若这些回路中再有一点发生接地，就可能引起误动作。由图1所示，直流接地发生在A、B两点，将使1K1、2K1触点被短接，KC励磁，KC常开触点闭合，通过断路器常开辅助触点引起误跳闸。同理，A、D两点或F、D两点接地，都能造成开关误跳闸。两点接地还可以导致误跳闸，误发信号。
2.2直流负极接地。负极接地时造成继电保护或断路器拒绝动作。因为回路中若再有一点发生接地时，就可能使跳闸回路或合闸回路短路，造成继电保护或断路器不能动作。同时直流回路短路，会使电源保险熔断，使继电保护或断路器失去电源，并可能烧毁继电器。上图中，B、E两点接地，KC线圈被短接，线路故障，保护动作时，KC不动作，断路器不跳闸，且保险会熔断；D、E两点接地时，跳闸线圈TQ被短接，保护动作断路器拒绝跳闸，同时电源保险熔断。
2.3直流系统正、负极分别接地。该种情况接地会造成直流短路，使电源保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。图1所示，接地故障发生在A、E或F、E两点时，即形成短路，电源保险熔断；B、E两点和D、E两点接地，当保护动作或操作时，不但断路器拒跳，而且使电源保险熔断，同时还會烧毁继电器。综上所述，直流系统发生接地故障，可能造成继电保护或断路器误动或拒动。影响设备的安全稳定运行，因此系统直流接地时，要及时查找，尽快处理，切勿造成直流系统接地。
3、直流系统接地故障处理措施
直流系统两点接地，对设备和系统的安全稳定运行有很大影响，但是一般的两点接地都由一点接地发展而成的。当发生一点接地时，系统会发出“直流系统接地”信号，要尽快查找并处理。在查找前，要首选判断的接地极性和绝缘状况，是金属性接地还是非金属性接地，到直流盘（直流系统接地巡检仪）前检查接地情况，记录报警信息，根据信息提示，判断接地点的具体位置和绝缘状况，并及时汇报值长或调度。查找直流接地故障的一般顺序和方法：（1）根据直流接地的极性，分析接地原因。判断接地与气候变化是否有关，长时期的阴雨天使直流系统绝缘受潮，端子箱、机构箱、接线盒密封不良而进水；二次回路上有无作业或操作，如站内二次回路上有人工作，或设备有检修试验工作，应立即停止工作，拉开直流试验电源，查看接地信号是否消失。（2）用分网法缩小查找范围，将直流系统分成几部分，但要注意不能使保护失去电源。（3）用瞬停法，查找所带各回路有无接地。（4）对于重要的直流负荷，不能间断供电的，可以用转移负荷法，查明故障所在回路。（5）进一步查出故障点，用瞬拔直流保险和信号保险的方法，查出故障点所在回路，从而进一步查出故障点。查找直流接地应由两人进行，一人操作，一人监护，具体步骤如下：（1）对瞬停带有重合闸、备用电源的直流回路，应取得调度或值班长允许，并考虑切断直流后发生事故的相应措施。（2）对瞬停带有距离保护的线路直流时，应得到调度同意，将保护退出运行后方可进行。（3）对于微机保护（带有高频保护），应先与调度联系，退出两侧高频保护后，再将该微机保护整屏退出，进行查找。（4）在断开某一回路直流电源时，不论接地与否，都应立即合上。且正、负极保险都要拔掉，防止存在寄生回路。（5）要特别注意，查找过程中，切勿造成直流另一点接地。
4、应用举例
以通辽科尔沁变电站为例，其直流系统正常运行采用1号充电机带1号蓄电池组给Ⅰ段母线供电，2号充电机带2号蓄电池组给Ⅱ段母线供电。1号充电机退出系统运行时，先将Q4空关置于合位后，再将DK1刀闸旋转至Ⅰ组电池充电试验位置，DK3旋转至母线联络位置，最后再将Q4空开置于分位。此时系统状态为2号充电机带2号蓄电池组给两段母线供电。1号充电机可以单独带1号蓄电池充电。当发生直流接地故障时，查找直流接地应根据运行方式、操作情况判断可能的接地点。利用绝缘监察装置查出是哪一极、哪一支路接地后，采用拉路寻找，分段处理。，记录报警信息，根据信息提示，判断接地点的具体位置和绝缘状况。当确定直流接地故障发生在哪一段母线后，可用“瞬停法”和“转移负荷法”查找故障母线中各支路。运行值班人员查找直流接地故障时的注意事项：①瞬拔操作、信号保险时，应经调度同意。断开直流的间隔时间不得超过3秒钟，不论接地与否，均应立即投；②为了防止误判断，观察接地故障是否消失时，应从信号、光字、表计指示综合判断；③防止人为造成另一点接地；④防止保护误动作；⑤查找直流接地应二人进行，一人操作，一人监护，防止人身感电；⑥运行人员不得改动直流系统接线。
（作者单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司）
作者简介
杨建中（1977），性别：男，籍贯：内蒙古自治区通辽市开鲁县，工作单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，学历：本科，职称：工程师.
直流系统接地故障检测研究 篇4
三门核电直流系统分为1E级直流系统 (IDS) 和非1E级直流系统 (EDS) , 它主要为厂内继电保护、自动装置、信号装置、主合闸回路提供控制电源事故后的照明电源及监测电源, 即使在发生事故, 失去交流电的情况下, 仍能对直流用电设备提供不间断工作电源。
三门核电直流系统复杂, 分布较广, 均通过电缆线与下游负荷配电箱、操作机构相连, 随着运行时间的增长, 发生故障的几率逐渐增大。直流系统中一点、两点或多点接地故障最为常见, 正常情况下, 一点接地对运行影响较小, 但此时若再发生另一点或多点接地, 则会构成两点接地短路, 很可能造成保护装置、直流保险熔丝、信号回路、控制回路、断路器拒动作或误动作。为此, 在系统发生一点接地时, 应积极采取合理的方式、方法查找和消除故障, 以保证核电厂安全运行。
1 直流系统接地故障形成原因
三门核电直流系统的正极和负极母线在正常运行时与地间存在规定的绝缘能力, 但受一些因素的影响后, 其绝缘值开始下降, 降到原设定整定值的临界值甚至更低, 从而导致接地故障。若正极绝缘能力低于规定值, 则为正极接地;若负极绝缘能力低于规定值, 则为负极接地。直流系统下游设备所涉及的支路多且负荷面广, 随着设备投运时间的增长, 发生接地故障的几率就会增大。
(1) 人为引发接地:
(1) 设备安装及维修时, 接入二次端子的线头未紧固, 易从二次端子滑出, 误碰金属外壳造成接地;
(2) 母线检修时, 误将金属工具或导电材料遗落柜内, 若该情况发生在导电部位, 则会产生直流接地故障;
(3) 设备长期使用造成磨损或操作手法不当, 使绝缘层破坏, 引发直流接地故障。
(2) 设备故障:二次回路故障引起烧毁, 造成直流接地。
(3) 环境因素影响:设备老化, 绝缘隔板性能不佳, 在温度高、环境湿度大情况下会出现直流接地故障。
2 直流接地监测仪监测方法
直流接地监测仪作为直流系统的重要组成部件, 主要负责监测直流系统对地绝缘情况, 当直流系统发生接地故障时能自动报警。其工作原理是在故障点对地产生接地电流信号, 通过实时监视接地后故障电流或电压的变化, 直接或间接得出故障接地电流, 再采用平衡电桥、不平衡电桥、低频信号探测法方法得出接地电阻, 判断故障点是否接地。三门核电IDS系统和EDS系统使用的直流监控仪是德国BENDER的IR145Y-432型接地故障继电器, 安装在直流转换开关柜内。该仪器通过内部的2个隔直耦合电容向直流母线的正极和负极发送两条幅值相等、方向相同的低频电压信号, 其测试回路在故障时会采集到一个很小的测试电流, 继电器内部的微机处理部分通过注入的电压信号与阻性电流计算出正极和负极母线对地绝缘电阻 (阻性电流) 。
3 低频信号注入法的查找方法
根据IR145Y-432型接地故障继电器特性, 当发生接地故障时, 接地故障继电器能迅速识别接地故障, 并能判断出故障在正极或负极, 但对于存在多条支路的馈线线路, 需通过排查每条线路来查找故障支路或故障点。对于这种情况, 可停电的负荷采用拉路法进行逐项排查;不能停电设备使用替代法, 将负荷切换由其它设备供电, 排除故障点;既不能停电又不能使用替代法的负荷, 使用直流接地探测仪进行故障排查。
3.1 拉路法
对于负荷较少, 且可停电的负荷可采用拉路法查找接地故障, 查找时逐一断开每条支路 (断开时间不得超过3s, 无论结果如何) , 并观察接地故障继电器报警是否消失。若接地故障报警消失, 则表明故障点在该支路, 否则表明该支路正常, 需继续断开其它支路进行排查。排查原则是:先断开备用设备, 后断开运行设备;先断开信号支路, 后断开照明支路;先断开明显有缺陷支路, 后断开无明显缺陷支路;先断开重要设备, 后断开不重要设备。
3.2 负荷转移法
对于系统故障, 可采用负荷转移法查找接地故障。如IDS系统和EDS系统在故障情况下, 其负荷均可由备用序列供电, 且EDS序列中1/3序列和2/4序列有联络开关联锁, 能相互备用供电。若在故障排查中直流系统负荷被转移, 且故障消失, 则可判断接地故障在直流系统主设备内。
(1) 对于充电器是否发生接地故障的判定, 先断开直流转换开关柜蓄电池充电开关, 将母线上的负荷转移至备用充电器供电, 再观察报警是否存在, 报警消失则可判定充电器发生接地故障, 否则进行下一步排查。
(2) 对于逆变器是否发生接地故障的判定, 先转移到旁路变压器运行, 断开逆变器进线开关, 再观察报警是否存在, 报警消失则可判定逆变器发生接地故障, 否则进行下一步排查。
(3) 对于蓄电池是否发生接地故障的判定, 先断开蓄电池输出开关, 再使用万用表查看蓄电池正极和负极对地电压是否正常。
3.3 便携式接地装置定位法
三门核电采用了Megger BGFT直流接地故障检测仪、广州仟顺QDB-81直流接地快速查找仪和广州忠创HF-8800直流接地故障记录分析仪, 前两种使用低频信号法进行探测, 后一种使用不平衡电桥法进行探测。便携式接地装置定位法按直流负荷支路顺序依次查找故障位置, 耗费大量时间和人力, 且排查过程涉及的带电设备较多, 可能会造成直流系统另一点接地。
4 结束语
直流接地故障是直流系统最常见的故障, 可能涉及直流系统各支路, 范围广、影响大, 由于故障原因大不相同, 因此查找困难。另外, 一点接地故障一般不会造成事故, 很容易忽视, 最终造成故障后果扩大。对此, 本文基于三门核电直流系统监控, 介绍了几种绝缘监控器工作原理, 并制定了相应的直流接地查找方法, 以提高故障处理效率, 保证设备安全运行。
摘要：结合三门核电现有的直流接地检测技术, 分析直流接地监测仪的基本原理, 讨论直流接地监测方法。
关键词：直流接地,监测仪,低频信号探测
参考文献
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[5]张俊如.利用直流绝缘监察装置查找直流接地的原理和实际查找方法[J].哈尔滨:黑龙江科技信息, 2007 (12) :57
接地故障分析 篇5
（2）检查6KV系统接地微机选线装置，查明故障线路号，接地起始时间、接地累计时间。（3）按下重判按键进行重判。如两次判断结果一致，则可确定故障线路。（4）根据故障线路号确定故障设备。
（5）汇报值长，调节运行方式，将故障设备停下。
（6）若为母线接地时，应先倒换高厂变看是否为高厂变低压侧接地。（7）到6KV配电时检查接地情况，看是否有明显接地点，是否消除。
（8）若接地点在PT小车、避雷器或小车开关上部，严禁直接拉出小车消除接地，应采用人工接地点法消除接地。
（9）若确定母线接地，无法消除，应立即申请停电处理。（10）接地运行时间不得超过2个小时。
（11）寻找接地时应严格遵守“电业安全工作规程”有关规定，穿绝缘靴，戴绝缘手套。（12）若设备发生瞬间接地，装置可将故障线路号记录下来，按“追忆”键可查出哪条线路曾发生接地，对此设备应重点检查。
6KV母线发生接地故障如何检查处理 共享文档 2018-07-01 1页 5.0分 用App免费查看
6KV母线发生接地故障如何检查处理? 如接地信号同时有设备跳闸,应禁止跳闸设备再次强送。停止不重要的设备。
有备用设备的可切换至备用设备运行。按负荷由次要到主要的顺序瞬停选择。
经上述选择未找到故障点,应对厂用母线、开关等部位进行检查,但应遵守全归程有关规定。切换至备用变运行,判定是否工作电源接地。
如系PT接地,可利用备用小车开关人工接地将PT停电,小车拉出,通知检修处理。经选择未查出接地点,则证明母线接地,汇报值长班长,停电处理。厂用单相接地运行时间不得超过两小时。故障点消除后,恢复故障前运行。
现象:接地信号,接地报警;某相电压为零,另外两相电压升高;三项电压不平衡
处理:若三相电压不平衡,查看PT一二次保险是否熔断;若某相电压为零,另外两项电压升高,即发生单相接地,查看机炉是否启动设备,停止接地时候启动的设备或者切换为备用;对发配电系统进行外部检查,查看是否有设备冒烟,有异味,有无接地现象或者异常现象;注意事项:进行外部检查要穿绝缘鞋,带绝缘手套,不得触及接地金属物;进行倒闸操作,要熟悉运行方式,严格遵守刀闸操作的原则,防止厂用电失电和非同其并列;接地运行时间不得超过俩个小时;格力故障设备,禁止用隔离卡开关
6kV配电线路单相接地故障的处理 共享文档 2018-07-01 7页 4.9分 用App免费查看
6kV系统单相接地故障分析及查找 电力系统可分为大电流接地系统（包括直接接地、经电抗接地和低阻接地）、小电流接地系统（包括高阻接地，消弧线圈接地和不接地）。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。在小电流接地系统中，单相接地是一种常见故障。6kV配电线路在实际运行中，经常发生单相接地故障，特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下，单相接地故障更是频繁发生。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2 h，这也是小电流接地系统的最大优点；但是，若发生单相接地故障后电网长时间运行，会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。1 单相接地故障的特征及检测装置 1.1 单相接地故障的特征
中央信号后台报警，绝缘监察电压表指示：故障相电压降低（不完全接地）或为零（完全接地），另两相电压升高，大于相电压（不完全接地）或等于线电压（完全接地），稳定性接地时电压表指针无摆动，若电压表不停地摆动，则为间歇性接地；中性点经消弧线圈接地系统，装有中性点位移电压表时，可看到有一定指示（不完全接地）或指示为相电压值（完全接地时）消弧线圈的接地报警灯亮；发生弧光接地时，产生过电压，非故障相电压很高，电压互感器高压保险可能熔断，甚至可能烧坏电压互感器。1.2 真假接地的判断
电压互感器一相高压熔断器熔断，发出接地信号。发生接地故障时，故障相对地电压降低，另两相升高，线电压不变。而高压熔断器一相熔断时，对地电压一相降低(不为零)，另两相不会升高，线电压则会降低。用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，发出接地信号。这种情况只在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可以判定，投入一条线路或投入一台所用变压器，即可消失。系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，倒运行方式时，会发出接地信号。此情况多发生在系统中倒运行方式操作时，经汇报调度，在相互联系时，了解到可先恢复原运行方式，消弧线圈停电，调整分接开关，然后重新投入，倒运行方式；在合空载母线时，可能激发铁磁谐振过电压，发出接地信号。此情况也发生在倒闸操作时，可立即送上一条线路，破坏谐振条件，消除谐振。1.3 检测装置
对于绝缘监察装置，通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成，有一组原绕组和二组副绕组，均绕在三个中间柱上，其接线方式为Ynynd。这种接线的优点是：第一副绕组不仅能测量线电压，而且还能测相电压；第二副绕组接成开口三角形，能反映零序电压。当网络在正常情况下，第一副绕组的三相电压是对称的，开口三角形开口端理论上无电压，当网络中发生单相金属性接地时(假设A相)，网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时，开口两端点间同样感应出电压，因此，当开口端达到电压继电器的动作电压时，电压继电器和信号继电器均动作，发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示，便可以知道发生了接地故障，并判定接地相别，然后向调度值班员汇报。但必须指出，绝缘监察装置是与母线共用的。2 发生单相接地故障的原因
导线断线落地或搭在横担上；导线在绝缘子中绑扎或固定不牢，脱落到横担或地上；导线因风力过大，与建筑物距离过近；配电变压器高压引下线断线；配电变压器台上的6kV避雷器或6 kV熔断器绝缘击穿；配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地；绝缘子击穿；线路上的分支熔断器绝缘击穿；同杆架设导线上层横担的拉线一端脱落，搭在下排导线上；线路落雷；树木短接；鸟害；飘浮物(如塑料布、树枝等)；电缆及其接头受损；其它偶然或不明原因。3 对单相接地故障的危害和影响分析 3.1 对变电设备的危害 kV配电线路发生单相接地故障后，变电站6 kV母线上的电压互感器检测到零序电流，在开口三角形上产生零序电压，电压互感器铁芯饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。在实际运行中，近几年来，已发生变电站电压互感器烧毁情况，造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后，也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重时使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。3.2 对配电设备的危害
单相接地故障发生后，可能发生间歇性弧光接地，造成谐振过电压，产生几倍于正常电压的过电压，将进一步使线路上的绝缘子击穿，造成严重的短路事故，同时可能烧毁部分配电变压器，使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。3.3 对区域电网的危害
严重的单相接地故障，可能破坏区域电网的稳定，造成更大事故。3.4 对人畜危害
对于导线落地这一类单相接地故障，如果配电线路未停运，对于行人和线路巡视人员（特别是夜间），可能发生跨步电压引起的人身电击事故，也可能发生牲畜电击伤亡事故。3.5 对供电可靠性的影响 发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，中断正常供电，影响供电可靠性；另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件，和在山区、林区等复杂地区，以及夜间、不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。3.6 对供电量的影响
发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运故障线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量。影响供电量指标和经济效益。4 对单相接地故障的预防和处理办法 4.1 预防办法
对于配电线路单相接地故障，可以采取以下几种方法进行预防，以减少单相接地故障发生。对配电线路定期进行巡视，主要检查导线与树木、建筑物的距离，电杆顶端是否有鸟窝，导线在绝缘子中的绑扎或固定是否牢固，绝缘子固定螺栓是否松脱，横担、拉线螺栓是否松脱，拉线是否断裂或破股，导线弧垂是否过大或过小等。对配电线路上的绝缘子、分支熔断器、避雷器等设备应定期进行绝缘测试，不合格的应及时更换。对配电变压器定期进行试验，对不合格的配电变压器进行维修或更换。在农村配电线路上加装分支熔断器，缩小故障范围，减少停电面积和停电时间，有利于快速查找故障点。在配电线路上使用高一电压等级的绝缘子，提高配电网绝缘强度。
4.2 发生单相接地故障后的处理办法 当配电线路发生单相接地后，变电所值班人员应马上作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，当拉开某条线路的断路器，接地现象消失，便可判断它为故障线路。5 新技术新设备的应用
5.1 小电流接地自动选线装置
在变电所加装小电流接地自动选线装置，此装置能够自动选择出发生单相接地故障线路，时间短，准确率高，改变传统人工选线方法，对非故障线路减少不必要的停电，提高供电可靠性，防止故障扩大。目前，已有部分变电站加装了这套装置，取得了良好效果。在实际应用中，应注意此装置与各配出线间隔上的零序电流互感器配合使用，否则不能发挥任何作用。5.2 单相接地故障检测系统
在变电所的配出线出口处加装信号源，在配电线路始端、中部和各分支处，三相导线上加装单相接地故障指示器，指示故障区段。配电线路发生单相接地故障后，根据指示器的颜色变化，可快速确定故障范围，快速查到故障点。小电流接地微机选线装置的工作原理
小电流接地选线装置首先通过测量母线的零序电压判断哪段母线接地,然后通过各条线路的零序电流与零序电压比较,零序电流落后零序电压90°,确定接地线路.还有一种方式是判断母线接地后,通过探索跳闸，经重合闸延时后重合闸动作，自动合上开关，当零序电压仍然存在，并表明“本线路未接地”；当零序电压不存在，并表明“本线路接地”。只有在中性点不接或经消弧线圈接地欠补偿时故障线路与非故障线路的零序电流才不一致。当经消弧圈过补偿时无法判别。其次接地时利用停电后再重合是不允许的，因为造成短时停电。对中心点不接地电网中的单相接地故障又以下结论：
1、单相接地时，全系统都将出现零压；
2、在非故障的元件上有零序流，其数值等于本身的对地电容电流，电容性无功功率的实际方向为：母线->线路；
3、故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之和，数值一般较大，电容性无功功率的实际方向为：线路->母线；随着小电流接地自动选线不断研究和改进，微机技术和数字技术的应用，其性能在逐步提高，在不接地及消弧线圈接地系统已广泛应用。其选线的正确率有了很大的提高。目前了解到的选线方法压有：
1、零序电压、零序电流突变量和功率方向法；
2、残流增量及有功功率法；
3、并联电组法
4、五次谐波窄带选频，同时提取基波成分、利用相位关系判断故障线路；所有线路同时采样。
5、利用暂态小波分析、稳态过程谐波分析及能量分析等综合判断故障线路。从上述选线方法可以看出，目前的选线装置多个判量综合分析的方法，所以使其选线正确明显提高。
小电流接地自动选线装置存在的问题：
1、作为判据的信号量小，相对测量误差偏大；
2、零序PT、CT的误差及长距离二次电缆引起测量误差；、干扰大、信噪比小；一是电磁干扰，二是系统负荷不平衡造成的零序电流和谐波电流较大；
4、随机因素影响的不确定，运行方式改变、电压水平、负荷电流的变化、接地故障 形式和接地点过度电组的千变万化 ；
5、小电流接地自动选线装置本身的性能不够完善。
利用电网稳态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法:
1、基于基波的选线方法：零序电流比幅法，零序功率方向法，群体比幅比相法，零序导纳法，有功电流法，零序电容电流补偿法，相间工频电流变化量法，有功分量法。
2、基于谐波的选线方法——五次谐波电流法。
3、其他方法：最大投影差值，残流增量法。
利用电网暂态电气量特征提供的故障信息构成的选线方法：
1、零序暂态电流法，能量法。
2、能量法。
3、小波分析法。
利用其他方法：
1、注入法。
2、注入变频信号法。
3、负序电流法。
4、利用不对称因素的综合选线法。东滩煤矿6kV系统单相接地故障的处理 中性点不接地系统发生单相接地时，值班员应将接地开始时间、电压指示、接地相别向工区、矿调汇报，并对所内设备进行检查，监视接地情况，如有变化及时联系。6kV系统带一点接地的允许运行时间，不宜超过2小时。
一、接地时的现象：
1、高压接地微机选线装置报警，后台上位机系统报警。
2、发生完全接地故障时，绝缘监察电压表，三相指示不同，接地相电压为零或接近零，非故障相电压升高倍，且持久不变。
3、发生间歇接地故障时，接地相电压时减时增，非故障相电压时增时减，或有时正常。
4、发生弧光接地故障时，非故障相的相电压有可能升高到额定电压的2.5～3倍。
5、6kV系统，电压指示情况。
相电压：故障相降为0V；非故障相电压升高到6kV。线电压：正常6kV。
二、接地故障寻找方法：
1、依据高压接地微机选线装置，试拉显示线路。
2、分割电网
1）将电网分割成电气上互不联接的两部分。2）将线路向另一母线系统切换。3）对线路进行解并环操作。
3、试拉线路
1）试拉故障可能性大，绝缘程度较弱的线路。2）试拉对用户影响较小，分支线路较多的线路。3）试拉对用户影响较小，分支线路较少的线路。4）试拉母线系统及变压器。
三、故障查找步骤
1、区分接地现象在1＃（2＃）还是3＃变压器；
2、区分接地现象在变压器Ⅰ臂还是Ⅱ臂；
3、查看高压微机接地选线装置报警路好、编号及打印线路号，并进行试拉；
4、若无明显接地点，通知井下中央变电所进行倒闸操作。1）6kVⅠ臂接地时
（1）、合上井下中央变电所Ⅱ段、Ⅲ段联络柜19#、20#柜，（2）、拉开21＃、29#进线柜；（3）、观察接地现象是否转移
①若接地现象转移到Ⅱ臂，则故障线路在井下Ⅲ段母线上，试拉Ⅲ段母线上馈出柜。②若接地现象仍在Ⅰ臂则
（4）、合上21＃、29＃开关，拉开20＃开关；
（5）、合上井下中央变电所Ⅰ段、Ⅳ段联络柜39#、1#柜；（6）、拉开33＃、35＃进线开关；（7）观察接地现象是否转移
①若接地现象转移到Ⅱ臂，则故障线路在井下Ⅳ段母线上，试拉Ⅳ段母线上馈出柜。②若接地现象仍在Ⅰ臂，则故障线路在6kVⅠ臂地面馈出线路，分别进行试拉。2）6kVⅡ臂接地时，处理方法与上类似。
四、处理接地故障的注意事项
1、系统发生单相接地应及时处理，尽快对故障线路停电，防止事故扩大，以免造成更大损失。
2、倒闸操作时要注意观察负荷情况，防止变压器过负荷。
3、双回路变电所应进行到回路操作进行判断。
4、在进行系统接地点的倒闸操作中或巡视配电装置时，值班人员应穿上绝缘靴戴上绝缘手套，不得触及接地金属物。
5、在进行寻找接地点的每一操作项目后，必须注意观察绝缘监视信号及表计的变化和转移情况，并做好记录。
6、在某些情况下，如电压互感器高压侧或低压侧熔丝烧断时，或相对地电容显著地不相等，监视绝缘绝缘地仪表指示可能不正确，此时，事故处理人员应认真分析，正确判断。
直流接地故障 篇6
【关键词】变电站；直流系统；接地故障；处理方法
1.变电站直流系统接地的产生
1.1直流系统接地的概念
由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极 电力系统交流电源有一个“地”的重要概念。为了系统安全，变电站、发电厂所有设备的外壳都会牢牢的接在这个“地”上，而且希望其阻抗越低越好。直流电源的“地”并不是实际接地，仅仅是个中性点的概念。如果直流电源系统正极或负极对地问的绝缘电阻值降低至某一规定定值，这时我们称直流系统有正接地故障或负接地故障。
直流系统分布支路很多，负荷涉及面广，会由于环境改变、气候变化、污染、高温等引起电缆老化、接线端子老化、元件损坏以及设备本身等问题使某些绝缘薄弱元件绝缘水平降低，甚至绝缘破坏造成直流接地。且运行的时间越久，接地的可能性就越大。直流系统接地一般分以下几种类型：（1）电缆、设备、元器件老化造成绝缘水平下降，特别是遇到大雨、浓雾等特殊天气引发直流系统接地，天气好转时可能会消失；（2）设备检修或改造施工等原因造成直流系统回路线头松动、脱落并碰触金属外壳，造成直流系统接地；（3）变电站二次装置烧毁等情况引起直流系统接地，此类情况常常伴有保护动作，开关拒跳、拒合以及焦糊味等情况。
1.2直流系统接地故障产生的原因
直流系统发生接地故障往往同多种原因引起，但总结起来主要有人为和自然两方面因素。人为因素如工作人员在二次回路带电工作，使直流电源碰到接地部分：人为的机械力造成电缆损伤，使带电芯线与屏蔽层碰到一起。如果是直接接地还比较容易发现，但像芯线绝缘损伤等不一定立即发出接地信号，等到天气发生变化，湿度增大后就可能引起接地。此外，在改造、检修过程中接错电缆芯号，使电缆一端接直流电源，另一端作为备用芯而不作任何保护处理，一旦备用芯碰到设备外壳，也会造成接地故障。
自然因素如设备质量不良，直流系统绝缘老化等可能引发接地；雨天或雾天导致室外的直流系统绝缘降低可能引发直流接地；室外断路器电缆其保护铁管中容易积水时间长了可能造成接地：变压器的非电量回路，因变压器渗油或防水不严，造成绝缘损坏引发按地；设备端子受潮或积有灰尘等造成绝缘降低引起接地；断路器的操作线圈、电笛、电铃等，若引线不良或线圈烧毁后绝缘破坏引发接地。
2.变电站直流系统接地故障的处理原则
（1）处理故障过程中严禁二次回路有人工作，查找和处理必须由两人及以上同时进行，处理时不得造成直流短路和另一点接地，造成故障的进一步扩展。做好具体安全措施，避免处理过程中造成保护误动作。
（2）故障判断先微机后人工、先外后内、先次后重、先信号再控制。即在故障处理时先依据直流系统的绝缘监察装置查询到的故障支路去检查。如果没有绝缘监察装置或发现绝缘监察装置提供的判断有误则再人工进一步查找。故障点查找的范围一般先考虑室外，室外受环境影响比较大，室外排除了再找室内。在回路方面先检查对安全影响较小的信号回路，然后才是控制回路，采用拉回路的方法时，要先拉次要的负荷回路，再拉重要回路。
（3）顺停法拔插直流熔断器或者空气开关时应经调度同意，且避免在高峰负荷时进行。
3.变电站直流系统接地故障的处理
3.1处理方法
3.1.1利用绝缘监察装置判断
变电站的直流母线一般分为两段，每段母线上均装有微机型绝缘监察装置。直流系统正常工作时，装置数字显示母线电压，监测直流系统正、负母线绝缘状况。当直流系统发生接地时，装置自动启动报警之后产生低频信号，由正负直流母线平衡对地注入直流系统，再通过安装于每一支路上的传感器接收这一低频交流信号。CPU对各条线路所采集信号电流进行分析，判断出故障线路号及接地电阻值，完成自动选接地线的功能。
3.1.2利用拉路法进行判断
直流系统发生一点接地之后，绝缘检测装置发出报警信号。运行及维护人员应尽快检测出接地点的具体位置，并予以消除。利用微机型绝缘监察装置可以确定出接地点所在的直流馈线回路。对于没有设置能确定接地点所在馈线回路绝缘检测装置的直流系统，当出现一点接地故障之后，工作人员要首先缩小接地点可能所在的范围，即确定哪一条馈线回路发生了接地故障。确定接地点所在直流馈线回路的具体方法是“拉路法”。
所谓拉路法，是指依次、分别、短时切断直流系统中各直流馈线来确定接地点所在馈线回路的方法。当切除某一回路时故障消失，则说明故障就在该回路之内，继续运用拉路法，就可以进一步确定故障在此回路的哪一支路当中。例如，断开直流屏主控控制回路熔断器，绝缘监察装置“接地”信号消失，说明故障在此回路中。
查找接地故障前，应充分了解情况。如运行有无异常现象、回路有无工作、天气情况等。具体查找时，以先信号和照明部分后操作部分，先室外部分后室内部分为原则。在切断各专用直流回路时，切断时间不得超3s，不论回路接地与否均应合上。若直流失电可能引起保护及自动装置误动，在切断前应采取必要的安全措施。当发现某一专用直流回路有接地时，应及时找出接地点，尽快消除。
当用拉路法找不出接地点所在馈线回路时，可能原因如下：（1）接地位置可能发生在充电设备回路中、蓄电池组内部或直流母线上；（2）直流系统采用环路供电方式，而在拉路之前没断开环路；（3）全直流系统对地绝缘不良；（4）各直流回路互相串电或有寄生回路。
3.2查找步骤
3.2.1定位到总路空气开关
目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪，发生直流接地时，绝缘检测仪会报出是哪一极（正极还是负极）接地、接地电阻是多少，随后会报出接地支路号，根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。如果绝缘检测仪（绝缘监察装置）没有选线功能，只有对总路空气开关进行拉路寻找确定总路空气开关。
3.2.2定位到分路空气开关
用内阻不高于20000Ω/V的万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压。根据现场标示和相关图纸，找出总路空开下级串接的所有空气开关（或熔断器），按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。
3.2.3找出接地的确切位置和确切原因
定位到分路空开后，已没有空气开关可拉，接地点的进一步分区和判断只有依次解开控制室到场地直流电缆芯线。每解开一根电缆，就用摇表在端子排测量接地极对地绝缘电阻，若绝缘恢复，则接地点在本电缆和电缆对侧回路之内。若解开所有电缆前绝缘仍没有变化，则接地点位于保护屏内部。按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段，摇测绝缘，再仔细察看，反复触摸，直至查出接地点。
4.结束语
在变电站中所使用的各种重要设备的电源都是直流电源，这样一种状况下就会对供电的安全可靠有着非常高的要求，这也就是说。供电的安全与否对于整个变电站都有着至关重要的作用，也是变电站安全正常运行的重要保障和前提。文中正是基于这样一种大的前提。在简要介绍了直流系统接地定义的前提下具体分析了直流系统接地的可能原因和较为严重的后果，并最后相应的给出了切实可行的解决方案，仅供同行参考。
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不停电处理直流系统接地故障 篇7
如图1所示, 河南中州铝建设有限公司直流系统正常供电方式为一条直流母线带全部负载, 另一条母线空载备用。母线联络开关K0合, 各直流分支环路运行。正常运行时, K0、K1、K3~K6合, K2断, 直流电源由1#锅炉、经联络开关到2#锅炉和3#锅炉, 形成环网。当直流回路出现接地故障时, 直流Ⅰ段母线会出现直流接地信号, 判断方法如下。
(1) 断开K0, 合上K2, 直流Ⅱ母也应出现直流接地信号。断开K1, 如果接地点在K1所带支路, 则直流Ⅰ段母线直流接地信号会消失, 否则两段直流母线上直流接地信号仍然存在。这样在保证支路直流电未断开情况下, 通过直流接地信号从Ⅰ段母线转移到Ⅱ段母线, 快速判断出故障点所在回路。
(2) 当查出故障点在K1所带回路后, 使用同样方法进一步缩小故障范围。合上K1、此时K2~K6在合、K0在断, 这时直流两段母线均出现直流接地信号。断开K6, 如果直流Ⅱ段母线接地信号消失, 则故障点在K6之前, 排除故障在3#锅炉;合上K6, 断开K4, 如果直流Ⅰ段母线接地信号消失, 直流Ⅱ段母线接地信号仍存在, 表明接地点在K4与K6所带回路之间, 这就准确将故障点锁定在2#锅炉所带设备。
直流接地故障分析及查找方法 篇8
电力系统中直流系统是十分重要的电源系统,但也容易受到各方面的影响发生直流接地故障。当直流系统单点接地时,不会对信号回路、控制回路、自动装置、继电保护及事故照明等设备造成误动作或拒动作,但这样的隐患必须及时消除,否则可能发展成为两点接地,这样将会引起上述事故,产生严重的后果。由此可见,直流系统的可靠性及安全性直接影响着整个电力系统的安全,然而目前对直流接地的文献、参考资料等都很有限,当出现直流接地故障时,往往大多数时间凭借个人经验来处理,如何安全、快速、准确地找到接地故障位置,及时解决并消除故障恢复直流系统正常运行,是我们当前需要分析和掌握的技术。
2 直流接地故障的原因
直流系统容易受到各种因素(如系统分布范围广、设备外露部分多等)的影响,在灰尘、湿气的作用下容易造成绝缘元件绝缘降低,导致直流接地故障的发生。直流系统接地故障发生的主要原因如下几方面:
2.1 自然因素
(1)直流系统、电气设备及二次回路处于阴雨、潮湿的气候中,容易造成电气设备对地绝缘性能严重下降,引起直流接地故障。
(2)小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。
2.2 人为因素
(1)因检修人员疏忽大意造成直流接地故障。
(2)由于电力系统设计错误或基建安装接线错误造成直流接地故障。
(3)设备本身缺陷,引起直流接地故障。
(4)电力系统运行多年以后,二次回路绝缘材料严重老化、绝缘性能降低,造成直流接地故障。
3 直流接地故障危害
直流接地可分为单点接地和多点接地,其中单点接地对直流系统影响不大,但多点接地危害做大,可能造成严重后果。
3.1 直流正极接地
有可能引起保护及自动装置误动作。合闸、跳闸线圈及继电器线圈正常与负极电源直接接通(正极接通即动作)。如果原直流系统中存在正极接地,正极回路再发生一处接地,就可能引起误动作,动作原理见图1。
在直流系统中,如果A、B两点同时接地时,在将继电器前的接点短接,则会导致继电器误动作引起跳闸。这样的直流接地情况可导致误报警、保护误动等现象。
3.2 直流负极接地
可能使保护及自动装置拒动。跳闸线圈、继电器线圈正常与负极电源直接接通,正极电源通过接点接通。如果原直流系统存在负极接地,正极回路也发生一处接地,就可能引起装置拒动,动作原理见图2。
在直流系统中,如果A、B两点同时接地时,则会造成继电器拒绝跳闸。这样的直流接地情况可导致保护及自动装置拒动,从而导致严重的事故。
4 直流接地查找方法
结合现场实际情况,直流接地查找的方法通常采用以下几种方法:
4.1 电桥法
电桥法原理简单,应用广泛。主要应用于母线监测,可以监测到直流系统中正负电源对地的绝缘情况。
(1)平衡电桥检测法.如图3所示,当开关Q1、Q2长期闭合,且对地分压电阻R1、R2阻值相同,当正负母线对低电阻Rx、Ry为无穷大时,系统无接地。
(2)非平衡电桥检测法。如图3所示,当R1=R2,开关Q1、Q2交替闭合,如Q1闭合Q2断开,测得U1、U2;Q1断开Q2闭合,在次测得U1、U2,这样可以求出正负母线接地电阻Rx、Ry。
综上所述的两种方法,平衡电桥法其局限性在于,当监测多点接地时可能产生较大误差,可能存在动作死区;非平衡电桥法属于动态监测,但其检测速度慢,容易受到接地电容的影响,精确度大大降低。
4.2 低频信号注入法
该方法是在直流系统母线与大地之间定时注入低频交流信号,根据交流电流信号的流向查找接地故障来实现接地监测。
(1)定频法。其工作原理是在接地故障点,向直流系统的正负两极注入一个低频交流信号,在使用电流互感器逐个检测直流系统中每个支路电流,如果电流互感器电流相互抵消,则支路没有发生接地故障;如果电流互感器电流不再平衡,则测量接地点的交流电流值,计算得到绝缘电阻阻值,通过与设定值比较,判断该点是否发生接地故障。该方法简单,容易实现,主要用于便携式检测装置。缺点是检测结果受系统分布电容影响较大,可能会出现误判。
(2)变频法。该方法是针对分布式电容对检测结果影响较大而提出的。其原理是在定频法的基础上,向直流系统正负极注入两个相同幅值、不同频率的低频交流电压信号,通过钳形电流表观察直流系统中各支路电流大小的变化来查找接地点。接地电阻或交流线路随着对地分布电容的增大,会导致无法查找接地支路。这样加低频交流信号会增大直流系统电压纹波系数,从而影响直流系统的安全运行。
4.3 直流漏电检测法
直流漏电流检测法主要是通过测量直流系统的一条支路在正极流出的电流值以及在负极流入的电流值,若无接地点,则两电流幅值相等,方向相反。
直流漏电流检测法的优点是不注入干扰源,不受分部电容影响,以操作电源为检测电源。缺点是当对正负母线频繁切换接地电阻,容易形成漏电流回路,造成保护装置和控制设备的误动作。
5 结论
直流接地系统对电力系统安全运行具有重要的影响,因此了解直流接地发生故障的原因以及危害,对于直流接地故障查找和排除是非常必要的,熟练的掌握快速查找和处理直流接地故障,可以保证设备的安全运行,确保电力系统的稳定安全运行。
参考文献
[1]李红梅,张贺伟,胡立峰.直流系统接地检测问题分析及改进[J].电力情报,2002(03).
[2]陈卫容,曹素红,陈炎明.变电站直流接地故障查找的方法和步骤[J].工程技术.
[3]崔站涛,樊丽君.直流接地故障的分析与探索[J].宁夏电力,2007.
[4]刘晓忠,王宁国,李靖波.变电站直流接地原因及预防措施[J].电力安全技术,2009,11(03):56.
变电站直流接地故障分析 篇9
直流系统是保证变电站各项装置电源的重要保障, 所以必须保证其运行中的稳定、安全。通常情况下直流系统因是绝缘系统, 所以基对地电阻、电压等均相等, 通常情况下故障率较低。但部分变电站由于运行的环境较差等原因, 或因施工过程中的不标准等都会引发直流系统的接地故障发生, 直流系统一点发生接地时, 虽然会影响供电的可靠性, 但还不至于影响到整个其他设备的正常运转。但如果在一点接地故障没排除的情况如果再发生另一点接地情况, 则会造成较为严重的损失, 甚至导致整个电力系统瘫痪, 无法运转, 损失是无法估量的。
1 变电站直流系统接地的几种原因分析
1.1 在夏天来临时, 特别是在雨季, 因长时间的雨水导致端子箱
及机构箱内潮湿或是积水, 在这种情况下, 二次回路中的正负极电源对地绝缘电阻几乎为零的状态, 在这种时候就发生了直流系统接地故障。
1.2 部分型号手车开关的可动部分与固定部分的连接插头或插
座缺少可靠的绝缘隔离措施, 手车来回移动导致其中导线破损, 从而使直流回路与开关金属部分相接触, 从而导致接地。
1.3 由于直流系统长时间的运行, 存在着超期服役的现象, 这时部分设备会绝缘老化, 所以接地故障极易发生。
1.4 在施工过程中, 因施工中没有严格按照相关的工艺进行, 导致部分直流回路出现裸线、线头接触柜体等情况, 引发接地故障。
2 直流系统接地危害分析
直流接地故障中, 当直流一点接地时, 正、负极对地电压发生变化, 接地极对地电压降低, 非接地极电压升高, 在接地发生和恢复的瞬间, 经远距离、长电缆起动中间继电器跳闸的回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动跳闸。当两点接地, 可能会造成严重后果。直流系统发生两点接地故障, 便可能构成接地短路, 造成继电保护、自动装置误动或拒动, 或造成直流保险熔断, 使保护及自动装置、控制回路失去电源。当保护开关拒动时, 越级跳闸造成大面积停电的电网事故。
3 直流系统接地查找方法
3.1 利用绝缘监测装置判断
绝缘监测装置通常是在设备安装时就直接安装在直流母线上的, 因直流母线通常情况下会分为两段, 所以在每一段上都会装有绝缘监测装置, 在正常运行过程中, 这种装置数字显示母线电压, 监测直流系统正、负母线绝缘状况, 能随时的监测母线的运行情况, 并报告接地故障, 但因其精度不高, 所以在报告接地故障时没办法确定其详细的位置, 所以在查找上要费些时间。
3.2 利用万用表测母线电压变化判断
通常在直流系统发生接地故障时, 相关规则要求是必须切断直流网络内的所有工作, 查找接地点, 以防止引起两点接地的可能。因为直流系统如果单相接地时会把该项的电压拉低, 而没有接地故障端电压则会抬高, 依据这一特点, 可以利用万用表来测量母线的电压来判断接地点。
3.3 试停拉回路法判断, 这是电力系统查直流接地故障一直沿用的一个简单办法
所谓“拉回路”, 就是停掉该回路的直流电源, 停电时间应小于三秒。一般先从断开现场临时工作电源, 事故照明回路, 附属设备回路, 信号回路, 再操作控制回路, 保护回路, 蓄电池回路等。即分别对每路空气开关或熔断器拉闸停电, 若停电后直流接地现象消失, 说明接地点位于本空气开关控制的下级回路中;若现象继续存在, 说明下级回路没有接地。通过拉路寻找, 可将接地点限定在某个空开控制的直流回路中, 再通过解开电缆芯, 将接地点限定在室内或室外部分;再通过拔出插件, 可将接地点限定在插件内和插件外。经过层层分解、一段段排除, 最终可将接地点定位于一段简单回路中, 确认电缆芯不带电, 再用摇表对回路中的每根接线摇测绝缘, 把接地点进一步限定在几根导线或几颗端子上。该种方法由于二次系统越来越复杂, 大部分的变电站由于施工或扩建中遗留的种种问题, 使信号回路与控制回路和保护回路已没有一个严格的区分, 而且更多的还形成一些非正常的闭环回路, 直流串电 (寄生回路) 、同极二点接地, 直流系统绝缘不良, 多处出现虚接地点, 必然增大了拉回路查找接地故障的难度。
3.4 便携式直流接地故障定位装置故障定位法
便携式直流接地故障定位装置是近几年才在电力系统中广泛使用的一种新产品, 此办法可带电查找直流接地故障, 同时在查找过程中可以定位到具体的位置, 大大提高了查找的工作效率, 同时在查找过程中安全性也有所保障。虽然此产品被广泛的应用于检测直流接地故障当中, 但此产品还存着检测精度不高的缺点, 同时也有误报的情况。
3.5 根据运行方式、操作情况、气候影响来判断根据变电站当天
的情况, 当发生直流接地时, 若站内二次回路有工作, 或有设备检修试验, 应立即停止。拉开其工作电源, 看信号是否消除。再重点查找绝缘情况较差的回路或过去经常容易出现接地的线路, 室外室内二次线容易绝缘受损的部位仔细观查, 配合采取拉路寻找、分路处理的方法。当全部直流负荷已经拉完后仍未找到接地点时, 则应检查蓄电池、浮充装置、电压绝缘综合监测装置以及直流母线本身。此时可以采取瞬间拉开刀闸及取下直流保险或断开直流总空开的方法进行选择。如接地仍然不能消失, 则为直流母线本身接地, 经确定无疑后, 应采取必要的安全措施和技术措施, 将故障母线停电处理。
4 接地查找注意事项
防止不正确的查找方法造成的直流系统两点接地。如使用灯泡查找法, 使用内阻低于2000Ω/V的万用表和电压表。某些保护如整流型距离保护、晶体管保护在直流拉合时可能会误出口, 所以在拉合前应申请退出保护出口压板。
目前绝缘监测装置大都采用带接地选线功能的微机监测仪, 这类监测仪都有一个共同的特点, 反应相对迟钝:在发生直流接地时, 要延迟几秒甚至十几秒才能报“直流接地”信号;而在直流接地消失时, 也要延迟几秒甚至十几秒其信号才复归。在拉路寻找时, 切断各支路直流的时间只有几秒钟, 绝缘监测仪信号来不及复归, 致使靠绝缘检测仪判断接地消失的方法找不出接地点。为此, 在拉路寻找前, 应先使用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压, 然后退出绝缘检测仪 (绝缘检测仪会使直流母线对地电压发生较大波动, 影响判断) , 靠万用表或电压表电压值的变化来反映直流接地是否消失。
5 结论
变电站作为电力系统正常运转的中转站, 其正常的运转对电网的安全性有着极其重要的作用, 所以作为变电站最常见的故障之一的直流接地故障, 在实际工作当中在不断的积累经验, 熟悉直流系统及二次回路, 同时能熟悉的查找出直接接地的故障发生位置, 从而在最短时间内排除故障, 以使发生更大的事故, 影响电力系统的安全运行。
参考文献
[1]毛锦庆等, 电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2000.[1]毛锦庆等, 电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社, 2000.
[2]孙成宝等.直流设备检修[M].北京:中国电力出版社, 2003.[2]孙成宝等.直流设备检修[M].北京:中国电力出版社, 2003.
直流系统接地故障检测与保护研究 篇10
关键词：直流系统,接地故障,检测方法, 接地保护
发电厂的直流系统是一个由蓄电池组、控制屏、馈电网以及充电设备所组成的一个机电一体化装置, 具有庞大的多分支供电网络。直流电源是一个带极性的电源, 有正负极之分。如果系统正极或者负极对地间的绝缘电阻低于某个规定值或者是降至某个整定值, 就称为接地故障。直流电源对电力系统安全稳定有着重要的影响。正常运行的状态下, 直流电源向信号灯、接触器线圈、指示继电器等负荷供电, 也肩负着为合闸线圏、断路器电磁操作机构的跳闸、载波通信、继电保护及自动装置等提供直接电源。因此, 直流系统接地出现故障, 不能及时排除, 出现多处接地, 将会引起严重的后果。
1 常用的直流系统接地故障检测方法
(1) 传统的平衡电桥法
平衡电桥法是用传统的平衡电桥监测直流系统正负母线对地绝缘的情况, 是较早的一种直流系统接地检测方法。基本原理是设置两个电阻R与直流系统正负极接地电阻组成电桥, 当系统正常时, 电桥平衡, 流过继电器线圈的电流极其微弱, 继电器无动作;当系统某点接地时, 电桥平衡遭到破坏, 通过继电器线圈的电流不断增大, 当电流大于整定值时, 继电器发生动作, 产生报警信号, 指示接地发生故障, 从而实现在线监测直流接地故障功能。这种方法只能检测整个系统故障, 无法对故障进行定位, 难以确定故障支路。
(2) 直流检测法
直流检测法也叫直流漏电流检测法, 是在直流电网各个支路安装传感器, 在平衡的状态下, 传感器的漏电流为零;当系统绝缘下降时, 出现不平衡的漏电流, 选择接地故障所在支路投入检测电阻进行接地监测, 通过装置检测传感器输出的漏电流值来计算接地电阻。这种方法可将操作电源作为检测电源进行直接自动检测, 数值精准。但当正负极同时接地时, 不断切换正负母线的接地电阻就会产生漏电流回路, 频繁切换也会引起保护设备的误动作。另外, 对投入检测电阻要求也比较高, 如果检测电阻偏大, 会导致流过直接漏电流传感器的漏电流变小, 影响检测精度, 造成较大的误差;如果偏小, 正负母线对地电压变化范围增大, 给电力系统安全运行留下巨大的隐患。
(3) 交流注入法
交流注入法可以分为变频信号注入法和低频信号注入法两种。变频信号注入法是在电桥检测到可能接地故障后会将频率不同和幅值相同的两种低频交流电流信号注入系统, 电流互感器就会检测到不同频率下的电流值, 再计算该路的阴性电流值, 从而计算得对地电阻的数值;低频交流信号注入法也称为定频信号注入法, 是在电桥检测到可能的接地故障后, 将同一低频交流电流信号注入直系系统的母线与大地之间, 再根据信号流向寻找接地故障, 从而实现对接地进行监测功能。其实质是传统的电桥法进一步的改进, 从而极大提高检测的准确度。但这种方法精确度也会受到系统分布电容大小的影响, 分布电容越大, 阻性电流就越容易被容性电流掩没, 便越难精确提取。
(4) 使用直流接地故障定位仪法
直流接地故障定位仪是一种通过人工沿导线检测直流或交流信号踪迹从而确定接地故障点的一种在线检测装置。使用直流接地故障定位仪法是电桥法、直流检测法、交流注入法的一种必要补充, 但搞干扰能力差, 受到分布电容和不平衡电流减小影响较大, 测试成功率偏低。
2 直流系统接地检测方案
从常用的检测方法中不难分析出, 判别直流系统接地故障最有力、最直接的依据就是电阻值的确定。根据笔者在电厂的实践总结出:接地电阻值低于20kΩ时, 即可以认为该支路发生接地故障, 依据接地电阻值就可以检测到哪条支路出现故障, 但不管是传统的平衡电桥法、直流检测法、交流注入法还是使用直流接地故障定位仪法, 由于受到分布电容和环网等因素的影响, 求阻值方法都不靠谱。因此, 笔者根据工作实践, 结合常用的直流系统接地故障检测方法, 设计基于小波分形技术的直流系统接地检测方案, 方案流程图如下图所示。
为了更有效地去监测正负母线对地的绝缘状况, 在直流系统中设置一种双不对称电桥, 电桥装置可以对正负母线接地绝缘状况进行实时的监测, 一旦发现绝缘电阻低于20kΩ时, 使马上启动幅值恒定、取值可调、频率稳定的低频信号源并注入低频电压信号, 以此判断接地极性。取低频信号源为峰值为30V时、频率为20Hz的正弦电压信号时, 即可以计算出接地电阻值。此时需要对低频电压、支路电流进行采样, 检测支路电流信号采用套在各支路顶端的电流互感器来完成。为了保证测量确定, 要求电流互感器具有适合的等级和合适的变比, 对低频电压、支路电流的采样精度是整个故障检测的关键阶段, 直接影响到故障定位的精准度。在实践中, 由于环网中有大量的谐波环流, 因此CT电流大于IA为环网支路, 反面即为非环网支路, 从而判定下阶段是进入环网处理或非环网处理。
环网信号本身比较复杂, 且环网电流包含有大量的谐波环流, 受到谐波分量、电网注入的低频信号等各种影响, 导致电流互感器出现饱和现象, 输出信号变得畸型, 如果再采取常规的检测方法显然是难以奏效, 此时需要引入小波分形技术。小波分形技术的基本原理是通过小波分解后不同频带的信号盒维数数值的变化判断不同频段的信号不复杂度和不规则度, 从而描述出信号的非平稳性。引入小波分形技术后, 立足于信号复杂程度角度来进行处理, 计算环网电流在不同频段的分形盒维数, 从而准确地判断无接地环网电流和接地电网环流, 再提取出低频信号的分量, 计算出低频概貌系数矩形盒维数, 接地情况就可以通过盒维数进行判断即可。
非环网信号较环网信号简单一些, 但非环网电流中除了有低频特征信号之外, 还有多次谐波分量、基波分量和噪声等各种干扰信号。因此, 滤波对预处理便成为非环网支路处理的首要任务。滤除高次谐波与干扰和保持电流的幅值和相位信息不失真是滤波过程的基本要求。要从复杂的支路电压和电流混合信号中将低频分量的相位和幅值分离并提取, 需要采用复值小波变换法, 用双正交样条小波bior2.2的多分辨分析, 在同一时刻对支路低频电压和电流信号进行采样, 从而准确计算出低频电压信号与低频电流信号之间的相位差, 从而滤除高效谐波分量和部分噪声的干拢, 计算出接地阻值, 最终可以根据电阻值来判断故障支路。
3 直流接地极相关保护
现代电子技术将直流输电带入微机时代, 集成度高、判断准确、经济性好、便于修改的微处理器技术的直流保护成为了现代电力的新宠, 这对直流保护也提出更高的要求。直流系统保护的基本要求是让直流控制保护集成系统对故障作出迅速的反应、抑制与切除, 瞬间让系统自动恢复。本文主要从接地故障检测来探讨直流保护, 相关的接地极保护归纳为四类:第一类是接地极线路过负荷保护, 这种保护目标在于检测接地极线路导线不否出现过载, 探讨出过载耐受水平, 一旦中性母线电压级别延时500ms时便切换到备用控制系统, 功率降到预设值;第二类是接地极线路开路保护, 这种保护的目的在于一旦出现接地极线路开路, 让中性母线上的设备免受过电压, 也可以用于检测接地极断线故障;第三类接地极线路不平衡监视, 这种保护的目的是对接地极路线导线上不均衡的电流分配进行检测;第四类是接地极线路阻抗监视, 这种保护的目的在于检测接地极线路是否存在故障, 这种保护只用于报警。
4 结论
本文在深入分析已有的直流系统接地故障检测的方法基础上, 提出了直流系统接地整体的检测方案, 在常规的检测方法基础上引入环网处理与非环网处理方法, 对已有的检测方法作为较好的补充, 并探讨了直流接地极相关的四种保护。但受论文篇幅的限制, 在论文中未对小波分形技术进入深入的探讨, 且论文多局限于理论探讨, 最终是否能应用于电网实践, 还要考虑到现场诸多的实际情况。
参考文献
[1]谢伟杰.小电流接地系统单相接地故障检测方法探讨[J].广西电力, 2008 (2)
直流接地故障 篇11
关键词:直流接地接地方式处理方法
中图分类号:TM862文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0091-02
发电厂直流系统为独立的绝缘系统,向各控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明回路等提供可靠的直流电源。它还可为设备操作提供可靠的操作电源。正常时正、负对地绝缘电阻相等,正、负对地电压平衡。发生一点接地时,接地极对地电压降低,而非接地极接地电压升高,在接地发生和恢复的瞬间,经远距离、长电缆启动的中间继电器跳闸回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动作(一般采用大启动功率的中间继电器来避免),除此以外,对设备运行并无影响。但是,若出现第二个接地点,极易引发各类故障,因此直流系统一点接地时,设备虽然可以持续运行,但接地点必须尽快查到,立即消除或隔离。
1 直流系統接地的各种方式及危害
发电厂直流系统接地是一种易发生且对系统危害性较大的故障。直流系统正极接地,就会有造成继电保护误动的可能,因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等)均接电源负极,回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地,引起保护误动:直流系统负极接地,如果回路中再有一点接地,形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路,保护拒动,此时系统发生故障,保护的拒动必然导致系统事故扩大(即越级扩大事故),同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。
典型的断路器控制回路简图如图1所示。
1.1 两点接地可能造成断路器误跳闸
当直流接地发生在A、B两点时,将电流继电器LJ1、LJ2触点短接而将ZJ启动,ZJ触点闭合引起跳闸。A、C两点接地时短接KM触点而跳闸。在A、D两点,D、F两点等接地时同样都能造成断路器误跳闸。
1.2 两点接地可能造成断路器拒动
接地发生在B、E两点,D、E两点或C、E两点,断路器可能造成拒动
1.3 两点接地引起熔丝熔断
当接地点发生在B、E和C、E两点,保护动作时,不但断路器拒跳,而且引起熔丝熔断,同时也有可能烧坏继电器触点。
2 引起直流接地的原因
按接地点所处的位置不同,可分为室内和室外两种形式。引起直流系统接地的原因,主要有以下几种。
2.1 潮湿天气引起接地
在大雨天气,雨水渗入未密封严实的二次接线盒,接线端子与接线盒外壳导通引起接地。在持续的梅雨天,潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者胶布包扎处绝缘大大降低,从而引发直流接地。
2.2 由小动物引起接地
二次接线盒(箱)密封不好,如壁虎、蜘蛛类的小动物进入,触碰直流回路将造成接地。电缆外皮被老鼠咬破,也容易引起直流接地。
2.3 直流回路接线松动或脱落
断路器操控二次回路的端子排螺丝松动,在多次分合后由于震动导致接线脱落滑出,触碰金属制端子排引起接地。
2.4 二次回路积灰
电气二次回路长期未清扫,积灰严重直接导致直流回路接线与端子排的绝缘降低直至直流系统接地。
2.5 由挤压磨损引起接地
若二次回路线与转动部件(如开关柜门)靠在一起,长期的开关柜门导致二次线磨损,绝缘破坏后接触柜体引起接地。
2.6 插件内元件损坏
为抗干扰,插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容,若电容击穿将引起直流接地。
2.7 人为原因
在设备改造或废除时,常常有工作人员只解开了设备侧的直流回路二次接线,但并未在源头解开,之后被其它人员误认为备用芯而造成误碰或误剪。也有工作人员在工作中解开二次线时不做绝缘包扎,一旦接触金属件就引起接地。
3 直流系统接地的处理方法
在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地,接地故障随气候和环境变化而变化。因此直流系统在短暂的接地故障后可能很快消失,这时虽然绝缘恢复了正常,但是不找到并处理好接地点,将始终是一大隐患。这就要求我们一定要在尽可能短的时间找到故障点。
直流系统中的空气开关或熔断器一般是分层分级配置,由直流母排引出,到直流屏总路空气开关,然后再到各设备分路总空气开关,最后细分到保护、控制、监视、储能等各个回路中。
传统上一般采用“拉路寻找”的方法,即首先在直流系统总馈电屏处按照先信号和照明后控制回路,先室外部分后室内部分的原则,逐个断开各直流回路。无论回路有无接地,断开直流回路电源的时间一般不得超过3S,但集成电路和微机保护的直流电源最好拉开10S后再合。若直流接地现象继续存在,则说明下级回路没接地:若断电后直流接地故障消失,则说明接地点处于本开关的下级回路中。判断直流接地故障是否消失,可以是询问运行人员集控监测信号有无消失,在现场也可以用万用表或电压表测量直流系统的正负极对低电压。如我厂使用的220V直流系统,正极对地为+110V时正常,大于+110V说明负极接地,小于+110V则说明正极有接地点。值得说明的是,所用万用表或电压表内阻应不低于2000Ω/v,即使查出某一回路有接地,也应先合上空开或保险,再进一步处理。
当我们已经确认了直流接地所在的支路,且该支路下级已无空开或保险可以断开时,就需要通过解线的方式来进一步确认了。事实上,若此支路只涉及照明或信号等非重要回路时,且查线可能需要较长时间,我们可以向值长申请断开此直流支路,让整个直流系统先恢复正常,再进行解线。解线前应将所解线芯的回路编号,端子排号及对侧接线编号记录清楚,以防在恢复接线出错。在解线的同时使用万用表(支路已断开时使用绝缘摇表)检查回路的对地绝缘,直到解开某一根线时绝缘恢复,则可以确定接地点就在该线芯或是其连接的设备上,再仔细观察、逐步细化,最终将能找到接地的那一点。
近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展,一般发电厂及变电站都配置有直流系统绝缘检测装置,以“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产。在直流的各分支回路上安装一个穿心式的电流互感器,各互感器感应到的信号经过直流接地选线装置分析判断,确定直流接地的分支回路。发生接地后,微机直流系统绝缘监测系统会发出“直流接地”信号,并报出接地发生在馈电屏上的哪一支路,这在很大程度上节省了直流接地的查找时间。同时,各式各样的便携式直流接地故障查找仪纷纷面世,原理类似于绝缘检测装置的信号注入法,其特点如人为拉路法,不需断开直流回路电源,使用一移动式的采集器在各分布回路上测量,如果出现接地回路就报警。对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。但是,由于目前产品和各直流系统的兼容性和抗干扰能力差的因素,误报率比较高。我们也只是将之作为拉路法的辅助测试仪。并没有大量采用和全面推广,仅为查找时作为参考使用。
4 结语
直流系统能否可靠运行对发电厂的安全运行极其重要。日常维护中我们除了要针对直流接地可能发生的各个隐患点做好巡检及相应措施,如在室外接线盒加装防雨罩、利用设备停运期间检查更换外皮老化电缆等:也应该多熟悉现场设备状况,及时了解直流系统检测及查找装置的科技新发展,在不断实践中努力探索和提高查找直流接地的水平。
参考文献
[1]毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.
变电站直流系统接地故障浅析 篇12
变电站直流接地形式按接地点所处位置的不同, 可将直流接地分为室内和室外两种形式, 按引起接地的原因, 又可分为以下几种形式:
由下雨天气引起的接地。在大雨天气, 雨水飘入未密封严实的户外二次接线盒, 使接线桩头和外壳导通起来, 引起接地。
由小动物破坏引起的接地。当二次接线盒 (箱) 密封不好时, 蜜蜂会钻进盒里筑巢, 巢穴将接线端子和外壳连接起来时, 就引发直流接地。电缆外皮被老鼠咬破时, 也容易引起直流接地。
由挤压磨损引起的接地。当二次线与转动部件 (如经常开关的开关柜柜门) 靠在一起时, 二次线绝缘皮容易受到转动部件的磨损, 当其磨破时, 便造成直流接地。
接线松动脱落引起接地和误接线引起接地。在拆除电缆芯时, 误认为电缆芯从端子排上解下来就不带电, 从而不做任何绝缘包扎, 当解下的电缆芯对侧还在运行时, 本侧电缆芯一旦接触铁件就引发接地。
2 微机直流绝缘检测仪简介
为抗干扰, 目前变电站直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪, 发生直流接地时, 绝缘检测仪会报出是哪一极 (正极还是负极) 接地、接地电阻是多少, 随后会报出接地支路号, 根据支路号就可将接地点查找范围缩小。查找直流接地应根据直流系统运行方式, 操作情况以及气候条件的影响等情况进行判断, 拉路寻找, 分段处理的方法。以先信号部分, 后保护部分, 先室外部分, 后室内部分为原则。在切断各专用直流回路时, 切断时间不得超过3秒钟, 不管回路接地与否均应立即把开关合上, 当发现某一专用直流回路有接地现象时, 及时找出接地点尽快消除。
3 处理直流接地时, 应注意事项
(1) 用仪表检查时, 所用仪表内阻应不低于2000Ω/V。
(2) 当直流发生接地时, 禁止在二次回路上工作;
(3) 处理接地故障时, 不允许造成直流短路或另一点接地;
(4) 在进行拉路寻找时, 应充分考虑由于直流失压可能引起的保护、自动装置的误动, 应事先采取必要的安全措施。
4 直流接地具体查找步骤
(1) 定位到总路空气开关目前直流屏上都安装有微机直流绝缘检测仪, 发生直流接地时, 绝缘检测仪会报出是哪一极 (正极还是负极) 接地、接地电阻是多少, 随后会报出接地支路号, 根据支路号就可将接地点定位到总路空气开关。
(2) 定位到分路空气开关用内阻不低于2000Ω/V万用表或电压表在直流屏监视接地极母线对地电压, 然后退出绝缘检测仪。根据现场标示和相关图纸, 找出总路空开下级串接的所有空气开关 (或熔断器) , 按照先信号后控制、先室外后室内的原则排出拉路顺序。如果拉开某路空气开关后, 接地极母线对地电压立刻升高到110V左右, 则接地点就位于该空开控制的下级回路之中。
(3) 找出接地的确切位置和确切原因定位到分路空开后, 应向调度申请, 断开该路空开, 这样其余直流回路就恢复到正常状态, 再拆除监视直流母线对地电压的万用表或电压表, 投入绝缘检测仪。
1) 按室内室外分段查找。现场统计资料显示, 运行中变电站出现的直流接地点绝大部份在室外, 所以分段查找时, 重点还是查室外部分。可以先将本回路涉及的二次设备接线盒一一打开, 仔细检查, 看盒内有无积水、有无潮气、有无电缆头破损进水、有无芯线绝缘皮裂口、有无动物巢穴、有无接线脱落、有无备用芯搭铁等等, 或许会发现接地点。
2) 室外接地点查找。接地点位于场地电缆和电缆对侧回路中时, 解开端子箱到开关机构箱直流电缆所有电缆芯, 用摇表在端子排测量接地极绝缘电阻, 若绝缘恢复, 说明接地点在本电缆和开关机构二次回路中。若绝缘没有变化, 说明接地点位于端子箱引出电缆和电缆对侧回路中 (如刀闸辅助接点) 按上述方法解开电缆芯对回路进一步分段, 摇测绝缘, 接地点就限定在开关机构箱、刀闸操作箱、或控制电缆中, 用摇表对箱内直流回路的每一根接线摇测绝缘, 接地点就限定在几根二次线中, 再仔细观察, 反复触摸, 就可发现接地点。
3) 室内接地点查找。接地点位于保护屏内时, 依次拔出装置插件, 测量端子排接地极对地绝缘电阻, 若绝缘恢复, 说明接地点就在对应插件中。若绝缘没有变化, 说明接地点位于保护屏端子排、端子排引出屏间直流电缆和屏内布线中, 用摇表对屏内直流回路的每颗接线端子摇测绝缘, 找出接地的那几颗端子, 对端子金属部分、连接线部分仔细观察, 反复触摸, 找出接地点。