新闻中心

联系方式

销售热线: 0577-68602331
  0577-68602339
传真号码: 0577-68616339
电子邮箱: zjkcdz@126.com
官方微博: 浙江科畅电子官方微博
   
   
   

 

当前位置: 网站首页 > 新闻中心 > 技术交流
技术交流

直流接地的原因、危害和查找

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。由于分支网络多、所接设备多等因素构成了庞大而复杂的直流电源网络,分为主母线、小母线、层层分布,回路复杂、单线交错、双线交错,客观上增加了查找直流接地故障的难度。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,尽管直流电源十分稳定可靠,但实际应用中,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更大故障的事故隐患,这就是我们常说的直流系统接地故障危害。

直流系统接地应包括直流系统一点接地和直流系统两点接地两种情况。在直流系统中,直流正、负极对地是绝缘的,在发生一极接地时由于没有构成接地电流的通路而不引起任何危害,但一极接地长期工作是不允许的,因为在同一极的另一地点又发生接地时,就可能造成信号装置、继电保护或控制回路的不正确动作。发生一点接地后再发生另一极接地就将造成直流短路。如直流正极接地有造成继电保护误动作的可能。因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳、合闸线圈等)均接负极电源,若这些回路再发生接地或绝缘不良就会引起继电保护误动作。直流负极接地与正极接地同一道理,如回路中再有一点接地就可能造成继电保护拒绝动作,使事故越级扩大。两极两点同时接地将跳闸或合闸回路短路,不仅可能使熔断器熔断,还可能烧坏继电器的接点。在变电站日常运行维护和异常处理工作中,最复杂的就是直流系统接地的查找与处理。直流系统发生一点接地时对设备系统不会造成影响,不及时处理查找,出现两点接地后,就可能发生短路、装置误动、拒动等严重后果。

一、关于直流系统接地 
1、什么叫直流系统接地?
    由于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,电力系统交流电源有一个真正的“地”,这个地也是电力系统安全的一个重要概念。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”,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?
    直流系统是个不间断工作长期带电的系统,发电厂、变电站直流系统所接设备多、回路复杂,负荷涉及面广,在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、污染、高温、电缆以及接头的老化,元件损坏、设备本身的问题等等引起绝缘水平下降,而不可避免的发生直流系统接地。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、造成变电站直流系统接地的几种原因

1)雷雨季节,室外端子箱或机构箱内潮湿积水导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降,严重者可能到零,从而形成接地。

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。

3)部分直流系统已运行多年,二次设备绝缘老化、破损,极易出现接地现象。

4)因施工工艺不严格,造成直流回路出现裸线、线头接触柜体等,引起接地。

4、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:按接地极性分为正接地和负接地;按接地种类可分为直接接地,亦称金属接地或全接地和间接接地,亦称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,如图所示,当图中的A点和B点同时接地,相当时A、B两点通过大地连起来,中间继电器2J1必然动作
造成断路器的跳闸。同理,当图中的A点和C点同时接地,和图中的A点、D点同时接地均可能造成断路的跳闸。

科畅图片

    3)负接地可能导致断路器的拒跳闸:如图所示,如图所示,当图中的B点,正点同时接地,BE点通过地构成了回路,即BE点相接将中间继电器2J1短接,此时,如果系统发生事故,保护动作由于中间继电器2J1被短接,2J1不工作,断路器不会动作,产生拒动现象,使事故越级扩大。同理,当图中的E点和C点同时接地和图中的E点和D点同时接地均可能生成断路器拒动现象。

从以上分析看出,直流系统如果仅仅是一点接地,对二次回路不会造成事故,如果有两点接地,就可能发生断路器误动或拒动。就动作的实际情况看,当直流系统监测回路发出预告信号报警,显示该系统接地,可以断定,直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患,应立即排除。

5、怎样查找、排除直流系统接地故障
    排除直流接地故障。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。

二、发生直流接地的原因
1、外部因素
直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响,如雨天或雾天可能导致室外的直流系统接地或绝缘降低引发直流接地。直流电缆受到外力挤压、直流系统绝缘老化可引起接地,电缆穿管进水导致冬季电缆冻断造成接地等。
2、内部因素
因设计上或人员失误造成的接地。如在带电二次回路上工作将直流电源误碰设备外壳;在电缆沟施工将控制电缆损伤造成接地;室外外部控制设备未加防雨罩、二次回路漏接线头、误将控制电缆外皮绝缘损伤,施工时交直流混用同一电缆引发直流接地等都为直流接地留下隐患。此时接地信号不一定立即发出,但具备一定外部条件如潮湿或操作设备时就可能引起直流接地。

三、发电厂微机直流系统绝缘监测装置的功能作用

1.微机直流系统绝缘监测装置有如下优点:
1)被测直流系统母线电压低于电压下限或高于电压上限时能发出报警信号。
2)被测系统正、负极母线对地绝缘电阻低于整定值时年发出报警信号。
3)能分别测出并数字显示直流系统正、负极母线对地电压值和绝缘电阻值。
4)当母线对地绝缘电阻值降低时,发信号,并自动投入频率为15~25HZ,幅值为7~8V的正弦波信号源,自动巡查各支路阻抗和容抗的情况。
5)在系统中存在较大分布电容的情况下仍能保证电阻显示精度。
2.发电厂微机直流系统绝缘监测装置工作原理分为两部分:
1)常规监测部分
    用两个变化的分压器取出正对地电压和负对地电压,送A/D转换器,经微机处理和数字计算后,数字显示电压值和母线对地绝缘电阻值,监测无死区,当电压过高、过低或电阻过低时发出相应的报警信号。只有连续两次发现被监测的直流系统的运行参数超出整定值时才发报警信号;当直流系统的运行参数恢复正常时.只需一次检测即可消除报警信号。
2)接地支路巡查部分
    当发出直流母线绝缘下降报警信号时,装置将自动进人检测各分支路绝缘的运行状态。用一极低频率的信号源对地馈入直流系统,用一小电流互感器同时穿套在各支路的正、负出线上,由于通过互感器直流电流产生的磁场相互抵消,所以不反应直流部分的信号。而发送在正、负出线上的交流信号幅值相等,方向相同,在互感器二次侧就可反应出正、负极对地电阻和分布电容的泄漏电流矢量和,然后将阻性和容性区分开来,经A/D转换器送微机进行数据处理后数字显示支路号和对应的电阻值,并且自动将绝缘降低的支路号和绝缘参数记录下来。当直流系统各支路巡检完毕后,将自动退出支路检测状态,返回到检测直流母线的绝缘状态。同时,每检测一次直流母线的绝缘状态,都将重复显示一次故障支路号和故障参数,直至将故障排除。其具有监测直流母线的瞬间接地功能,即当直流母线的正极或者负极对地出现瞬间接地时,能发出瞬间接地信号,经过一定时间后该信号能够自动复归。
    根据以上优点,在变电站中将所有控制保护回路接在独立的直流馈线屏,并在馈线屏上装设微机直流系统绝缘监测仪来监测直流系统电压、绝缘和各分支路的绝缘及分布电容状况。发现问题后,根据提供的接地支路采用手动拉路和拆接线端子的方法可快速查除接地点。3.采用微机绝缘监测装置的几点不足之处
    出现下列情况(直流母线接地;接地支路未穿套互感器;系统绝缘等值下降)时,装置发出直流系统绝缘降低信号,但不能查出接地支路,此时只能采用拉路法进行查找。
    当所接地的电缆过长时,有可能出现误报多条回路接地。
    当两条220伏直流母线并联运行时,须退出一套装置,使部分支路失去巡查功能,但母线接地时任能够可靠发现。
四、接地查找

1、我们从以上的直流接地危害中,可以看出无论是正极接地还是负极接地,只要有一个接地,即对地构成了新的接地回路就要求迅速排除,否则一旦出现二点或多点接地就会发生故障,乃至发生事故。从目前现场实际中的情况和经验所得,大致有以下几种方法。

  1)拉路法: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,直流接地回路一旦从直流系统中脱离运行,直流母线的正负极对地电压就会出现平衡。所以人们通常从直流接地回路瞬间停电,确定直流接地点是否发生在该回路。一般先从信号回路,照明回路,再操作回路,保护回路等等。直流系统是个不间断电源,基于它的特殊性,人们不能随意停电。近年来随计算机的大量使用,微机保护同样也不允许人们随意断开直流电源。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已没有一个严格的区分,现场排除故障中,经常发生非正常的闭环回路,采用双电源供电回路,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。
    “拉回路”可能导致控制回路和保护回路重大事故发生。
    2)直流接地选线装置监测法

  目前市场上出现了众多厂家的直流接地选线装置。一般以“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产的,大致情况是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,其安装在支路回路上的传感器编号和接地检测仪显示部分回路对应编号。这是一种在线监测直流系统对地绝缘情况的装置。其优点是能在线监测实时监测各分支回路的接地状态,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。如“全自动的逐路测试法”,如果仪器测量是准确性很高的话,是一种不可能缺少的自动化设备。

  3)便携式仪器查找定位方法

  使用便携式的直流接地故障查找仪(在这推荐PDF1000A直流接地系统故障测试仪),查找直流接地不失为一种好方法,作为拉回路法的辅助测试仪,对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。其特点是无需断开直流回路电源,可带电查找直流接地故障。移动式的采集互感器在各分布回路上测量。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。如果出现接地回路就报警。

  这种设备在使用上是十分科学的。在原理上基本和在线装置的信号注入法原理相似。由于其采集传感器可以任意移动,利用其移动的优点还可以更具体地查找到各接地点。但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,误报率十分高,并没有大量采用和全面推广,仅为查找时作为参考使用。

2、接地查找的原则   

1)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,当看到“直流接地”信号时,首先应了解现场有无造成接地的工作,然后检查微机直流系统绝缘监测仪的指示情况,根据系统提供的数据判断接地极和接地支路,然后分段查找。对于不能由微机绝缘监测装置的监测的接在直流母线上次要支路,如事故照明、试验电源可用拉路法进行查找。查找接地时要根据当时的系统运行方式、倒闸操作情况、气候影响判断接地点的位置,应尽量一步到位,缩短查找时间。当判断不出接地点时要进行拉路。
    对变电站的设备讲,室外设备发生直流接地的几率非常大,几乎占总数的80%以上。开关端子箱、地刀闸机构、密度继电器、储压筒压力监视器若密封不严或关闭,容易发生直流接地;变压器、电抗器的温度计绝缘下降或密封不良容易接地;外部紧急跳闸按钮等设备由于下雨渗水很容易产生直流接地,所以外部紧急跳闸按钮需加防护罩,达到防雨又防止误碰的作用。在直流接地的查找过程中,万用表时必不可少的主要工具,用万用表测直流回流对地电压时要选好档位和量程,并保证接地点接地良好。对于220伏直流系统,正常时正、负极地电压为110 V左右,若某一极100%接地时对地电压降为为零,而另一极对地电压则变为220 V。某一极不完全接地时则该极的对地电压在0-110V之间。非完全接地的情况,在可靠断开直流保险后可用摇表进行摇测。
    2)用拆端子法查具体接地点
    当确认某一支路接地时,不能仅用分别拉保险来判断,有时一极接地取下该极直流保险后立即变成另一极接地,这是由于正负电源之间通过继电器或电阻等元件相连所致。最直接有效的方法是带电拆端子法,即将连接在一起的带电各部分逐一甩开,看接地是否消失。拆端子法应选准地点,而且要有专业人员配合,一般情况下,常见的发生接地的部位是基本一致的,拆端子之前应对照图纸仔细分析,确定一下大致范围。要本着先主干后分支,先信号后控制的原则,一级一级地查找,现举例如下。
    a.微机绝缘监测装置发出“瞬时接地”信号,装置显示正对地电压Up:8V,负对地电压Un:218V,母线正对地电阻Rp:0.5千欧,接地支路巡查为支路6,即丰合线1路控制直流,接地支路Rf6:0.5千欧。经分析判断初步定为SF6压力监视、储压筒压力监视、电机打压超时回路等共10条分支路中有接地,在采用拆端子法,准备先逐个断开丰合线操作继电器屏上的信号回路120、122、124、126、128号端子(带正电),若没有再断开闭锁回路的114、116、118号端子。在断开122号端子时,接地消失,用表记测量正负极对地电压均恢复正常,微机绝缘监测装置巡检后接地消失正常。后检查为储压筒漏氮监视器进水,造成接点正极接地。

b.停电检修,在开关传动试验手动合闸时发现有“直流瞬时接地”信号发出,微机绝缘监测装置确定正极80%接地,但不久后消失,再次传动又发生该现象,用拆端子法确认为开关端子箱内有接地,但现场检查未发现,拉开直流后用1000V摇表摇绝缘发现有放电声音,检查发现合闸回路有一隐蔽的废线头与端子箱外壳似碰非碰,将此线头拆除后接地消失。
    c.某一日微机绝缘监测装置发出接地信号,确定正极100%接地,并检测为500千伏I母电压互感器支路,拆端子未发现问题,最后在I母接地器机构的电缆中发现问题,原来该电缆为交流直流混用,绝缘击穿后造成直流正极串入交流N,更换电缆后恢复正常。
    拆端子法查接地具有一定的专业性,较难掌握,需要有较高的技术业务水平,因设备处于运行状态,弄不好会造成再次接地,触电、短路以致于保护误动。如96年8月19日,某站220伏直流发出“I母接地”信号当时无微机绝缘监测装置,只能靠拉路寻找接地,在拉开1号主变公共侧电源时,由于1号主变直流接线混乱,有穿插现象,运行人员未考虑周全未退出主变低阻抗保护,结果造成主变跳闸的事故。
    某些条件下,发生直流接地时可能产生一些设备误发信号现象,这也可作为接地的判断依据。如某站在2001年2月份发现2号主变发出“温度”信号,同时微机绝缘监测装置发出“直流接地”信号,当时负荷不大,现场检查主变本体油温度不高,认定是电阻温度计发生正极接地,导致温度重动继电器动作发出信号,解开主变端子箱内198号端子后,接地消失。

    3)多点接地
    如果直流系统存在多点非金属性接地,微机绝缘监测装置可将所有接地支路找出。如果在这些接地点中存在一个或一个以上的金属性接地,微机绝缘监测装置只能寻找距离该装置最近的一条金属性接地支路。这是因为信号源发射的信号波已被这条支路短路,其它的非金属性接地点和离该仪器较远的金属接地不再有信号波通过,故其他接地点是查不出来的,只有先将最近的一条金属性接地支路故障排除后,才能依次寻找第二条最近的金属性接地点,依此类推,直至将所有接地支路找出。
    对于两点及多点接地,需同时断开两路或几路直流回路,接地才能消失。要注意断开每一路接地点时,观察直流电压恢复升高的情况,从而将接地点一路一路的消除。
    拉路时,本着先室外后室内的原则,在切断各专用直流回路时,切断时间不得超过3S,此时不论回路接地与否均应合上。当发现某一专用回路接地时,应分别取下各支路保险。

3.查接地注意事项
    1)做好异常处理准备
    拉路时应事异常处理的准备工作,如某站2号主变冷却器控制直流取自整流型保护直流,在整流型保护直流消失时将造成主变冷却器全停,故拉路前必须准备充分,一旦冷却器全停要手动投入。
    2)防止保护误动
    一般的保护装置出于反措的要求一般都有防止直流电源消失保护误动的措施,对重要设备事先要采取措施如申请调度断开保护跳闸压板,退出高频保护等。某站1号主变低阻抗保护误动造成事故就是一次接地查找时因为没断开保护跳闸压板就拉直流所致。

4.人工故障排除方法

  变电站的直流接地虽然是复杂的,无论是常规保护还是微机保护,其故障的排除法是一致的。采用拉路寻找分段处理的方法,以先信号和照明部分,后操作部分;先室外部分后室内的原则。根据现场的故障排除经验,对其方法进行整理如下:

  1)首先确定是正极接地还是负极接地,测量正负极对地电压,有效区分是正极接地还是负极接地。

  2)两段母线之间的区分,使查找的接地不会大范围扩大,确定发生直流接地在哪一段。

  3)如果有直流接地选线的装置,不能准确确定,有误报的现象,请退出运行中的直流接地检测仪。

  4)如果站内二次回路有在施工的或有检修试验的应立即停止,拉开其工作电源,看信号是否消除。

  5)采用分段分部位拉路法,操作电源一定要由蓄电池供电,先停下重要的回路,如信号回路和照明回路等。

  应按照下列顺序进行

  ① 断合现场临时工作电源

  ② 断合故障照明回路

  ③ 断合信号回路

  ④ 断合闸回路

  ⑤ 断合附助设备

⑥ 断合蓄电池回路

5.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,十分不稳定,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(主要在500KV变电站和部分接地较多的30万KW以上发电机组)。
    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。
    5)选用高精度的查找装置,对接地告警比较严重的,大部分情况都并非一点接地,应用精度较高的检测装置区分不同故障程度的回路,从接地故障严重的回路的入手。

五、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,准确的说,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。
3.关于多点接地及闭合环路接地,正负同时接地的讨论
  多点接地、环路接地、正负同时接地是查找直流系统接地故障的难点,这类接地故障对系统危害更大。“拉回路”是难以拉出接地回路的。目前应用中的无论是直流接地选线装置还是便携式查找接地装置,绝大部分都无力处理以上的接地。因为此类接地故障较为复杂,要求检测设备具有相当高的精度,抗分布电容指标较高,否则就会出现误报,使检测无法进行。环路接地检测时,要能精确区分接地环路的不同位置接地程度的差异,经分析比较,逐步逼近真正的接地故障点。同样多点接地,无论是处于同一回路,还是分处于不同回路,在主回路上还能判别,往下查找已查不出接地支路或分支路,检测设备的精度显然不够。如果检测设备的抗分布电容干扰指标不够,还可能会出现更多误报。正负同时接地,目前大部分直流系统绝缘监测,已不能有效的报告接地故障,平衡电桥方式判定出的,仅仅是正接地故障和负接地故障,同时接地时对地绝缘的差值。因此,定期巡检直流系统的对地绝缘,对运行安全要求较高的发电厂、变电站已十分必要。综上所述,用仪器查找直流系统接地,最重要的是要解决直流系统分布电容的干扰,提高查找检测设备的检测精度,解决受对地分布电容干扰大和多点接地、环路接地的误报问题。
六、直流绝缘监测装置的认识

装置的构成

  直流系统只能有一个接地点,即绝缘监察继电器的接地点。绝缘监察继电器是利用平衡电桥原理,当直流系统的正极或负极对地绝缘阻抗降低到某一规定值或设定值,即使正对地电压或负对地电压差使电桥失去了平衡,发生了变化就可判定绝缘。它是由信号回路和监察回路(直流绝缘监察继电器KVI,转移开关SM和电压表PV)组成。如图2所示。按其功能又可分为信号部分和测量部分。

  A.信号部分

  图所示的右部为绝缘监察装置的信号部分,由绝缘监察继电器KVI及信号(音响和光字牌HL)组成,R+、R-分别为假设的正、负母线对地绝缘电阻,用虚线相连接。R1、R2及R+、R-组成电桥接线。KVI中的R1、R2的数值要求相等(通常选R1=R2=1000Ω),KD为高灵敏度的干簧管继电器,KC为中间继电器。正常情况下,正、负母线对地绝缘电阻R+、R-相等,继电器KD线圈中只有微小的不平衡电流流过,继电器不动作。当有一母线对地绝缘下降时,由于R+≠R-,所以电桥失去平衡,继电器KD线圈中只有微小的不平衡电流流过,当次电流达到其动作值时,继电器KVI动作:KD启动,其动合触点闭合启动KC继电器,KC的动合触点闭合,发出“母线对地绝缘电阻下降”的信号(但不能分清是正母线还是负母线电阻下降)。

  B.测量部分

  在图的左半部画出了由转换开关SM和电压表PV组成的测量部分。当有母线对地绝缘降低时,信号部分先发出“母线绝缘降低”的音响和光字牌信号,值班人员将SM开关依次打至“+母线对地电压”和“-母线对地电压”,则SM的2-1、4-5接通和5-8、1-4接通,分别测出+母线对地的电压值和-母线对地的电压值,电压值低者即绝缘有损坏。然后根据已知的电压表内阻RV及直流母线工作电压U,用计算的方法求成正、负极母线的对地绝缘电阻。

  C.对继电器KD的要求

在下图中有一个人工接地点,是为测量母线对地电压用的,当直流回路中再有任一个短路接地点时,将会形成短路回路。为防止在直流回路中由此短路电流引起其他继电器发生误动作,则继电器KD的线圈必须具有足够大的电阻值,一般对220V直流系统选用RKD=30kΩ的线圈,其启动电流为1.4mA。于是,为防止继电器发生误动作,回路中的其他继电器线圈的启动电流都应大于1.4mA。所以,在220V直流系统中,当任一母线的绝缘电阻下降至15~20kΩ时,绝缘监察继电器便会立即发出信号。

七、结论

  为了防止直流系统网络其他任何一点发生接地时而引起继电器的误动,减少不必要的故障,要求绝缘监测继电器的线圈具有足够大的电阻值,最好是采用光电原理或高阻(500KΩ以上)使直流系统的正式负极对地之间没有一个真正的接地点,假如直流系统一旦发生一点接地,只有一个接地点,监测装置就能及时发现也不会发生误动和拒动事故,同时两段监测上的绝缘继电器并列运行也不会造成任何事故,以适应电力系统和安全稳定。开发一种高阻抗的直流接地监测装置是能大大提高直流系统安全运行,也是一件十分有益的事情。

浙江科畅电子有限公司

  主要经营产品有蓄电池放电仪,蓄电池检测仪,故障查找仪,蓄电池活化仪,蓄电池内阻测试仪,充电机测试仪等设备。
点击次数:  更新时间:2017-03-27  【打印此页】  【关闭