浅析发电厂直流系统接地故障的处理

第３６卷　云南电力技术　Ｖｏ１．３６　Ｎｏ．３　２００８年６月　ＹＵＮＮＡＮ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　Ｊｕｎ．２００８　浅析发电厂直流系统接地故障的处理　刘　弦　（广东省粤泷发电有限责任公司，广东　罗定５２７２００）　摘要：通过对发电厂直流系统接地故障的原因与危害分析，介绍了几种查找接地故障的方法，提出改进　方法。　关键词：直流系统接地分析与处理方法分布电容　中图分类号：ＴＭ６２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—７３４５（２００８）０３－００４３－０２　１　前言　动装置、控制回路失去电源。在复杂保护回路中　直流系统是发电厂十分重要的电源系统，它　同极两点接地，还可能将某些继电器短接，造成　是一个独立的电源，不受发电机、厂用电、主变　越级跳闸。　以及系统运行方式影响，为电力系统的控制回路、　３故障原理分析　信号回路、继电保护、自动装置及事故照明提供　１）直流正极接地，有使保护及自动装置误　稳定可靠的不间断电源，并为断路器的分、合闸　动的可能。当一般跳合闸线圈、继电器线圈直接　提供操作电源。由于直流电源在二次系统所处的　与负极电源接通，若这些回路再发生一点接地，　重要地位，直流系统自身的可靠及安全直接影响　就可能引起误动作。如图ｌ，当在Ａ、ｌ点发生直　到整个发电厂的安全运行。实际应用中，由于电　流接地时，电流继电器ｌＵ、２ＬＩ、３ＬＩ接点短接，　力系统应用直流电源的特殊性，特别是控制回路　使ｌＳＪ误动作，最后导致断路器误跳闸；当Ａ、３　和保护回路的应用，使直流系统故障成为电力系　两点接地时，ＢＣＪ接点被短接而使开关误跳闸。　统重大事故隐患之一，这就是常说的直流系统接　比如电网中的调峰电厂发生类似情况，出口开关　地故障危害。直流系统在电厂的分布范围广、电　误跳闸，就会对系统产生冲击，甚至使整个系统　缆多、线路长、而且裸露的地方多，所以很容易　瘫痪，造成巨大的经济损失及其它损失。同理，　受灰尘、湿气的腐蚀，使某些绝缘薄弱元件绝缘　两点接地还可能造成误合闸，误发信号。如Ａ、２　降低，甚至破坏，造成直流接地。本文主要介绍　两点接地时，就会造成开关误合。　接地故障原因和危害，接地故障的处理方法。　２故障原因与危害　分析直流接地的原因有如下几方面：二次回　路绝缘材料不合格、绝缘性能低；安装和检修时　受到损伤及过流引起的烧伤；或年久失修、严重　老化。没有定期维护，二次回路及设备严重污秽　图１　回路接线图　和受潮，使直流系统对地绝缘严重下降。其它导　２）直流负极接地，有使保护自动装置拒绝　电物件跌落或小动物爬人带电回路，造成直流系　动作的可能。如果在跳、合闸线圈、保护继电器　统接地故障。　等回路上再有一点接地时，所在回路的线圈就会　在直流接地故障中，危害较大的是两点接地，　被接地点短接而不能动作，如果这时发生紧急事　可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动　故，就有可能使事故扩大，造成重大的设备和人　装置误动或拒动，或直流保险熔断，使保护及自　身安全事故。同时，直流回路短路电流会使电源　收稿日期：２００８—０４—２２　４３　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００８年第３期　云南电力技术　第３６卷　保险熔断，并且可能烧坏继电器接点，保险熔断　会失去保护及操作电源。如图１所示，直流接地　故障发生在Ｂ、１两点时，ｌＳＪ线圈被短接，过流　源回路接地则与１　主变本体绕组温度表接线绝缘　破损，并且交、直流混接有关。经过处理后恢复　正常，这是一种典型的、复杂的直流系统多点接　地故障。　４．３利用绝缘检测装置判断接地故障　保护动作时ｌＳＪ不能动作，开关将不能跳闸且保　险将会被熔断。Ｂ、３两点接地时，ＴＱ线圈被短　接，保护动作及操作时开关拒跳，造成事故扩大。　同理，两点接点时开关也可能合不上。如图１中　的Ｂ、２两点接地，ＨＣ线圈被短接造成无法合　发电厂的直流母线一般分位两段或多段，每　段母线上均装有绝缘检测装置，主厂房直流母线　上均装有微机直流系统在线检测装置，直流系统　开关。　４查找故障常用方法　４．１　拉回路排除法查找接地故障　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３ｓ，动作应迅速，　防止失去保护电源及带有重合闸电源的时间过长。　一般按以下顺序进行：①信号回路；②照明回路；　③操作回路；④保护回路等。确定了接地点的回　路范围，再分析该回路中可能接地的线路及设备，　逐步缩小查找范围，最后找出接地点。一般来说，　发生金属性接地的情况比较小，通常潮湿污秽地　方比较容易发生接地。　４．２根据异常现象查找接地故障　某电厂ｌ　机电气ＣＲＴ屏“主变冷却器电源故　障”、“６ＫＶＩＩＡ段备用分支控制电源消失”报警，　就地查６３０开关控制电源及ｌ　Ｂ主变冷却器信号　电源跳闸，送回后正常。２５分钟后，１　、２　机电　气屏ＣＲＴ重复上述故障显示，且有“６ＫＶＩＡ段备　用分支电源消失”光字牌，检查继保室发现ｌ　机　Ａ、Ｂ保护屏“非电量保护开入”电源开关跳闸，　且直流系统绝缘监察装置报Ｉ、Ⅱ级直流负接地，　但ＣＲＴ上无直流接地报警信号。　针对上述异常情况进行分析查找，使用拉合　支路的方法逐一排除，最终判断并隔离出４条支　路：６ＫＶＩＡ段备用分支控制电源；６ＫＶＩＩＡ段备用　分支控制电源；１‘机Ａ保护屏“非电量保护开　入”电源；ｌ　机Ｂ保护屏“非电量保护开入”电　源。将上述４条支路与直流系统完全隔离后，Ｉ、　Ⅱ组直流母线接地报警消失。　再２对有关回路进行逐个检查，发现６ＫＶＩＡ　段备用分支控制电源和６ＫＶＩＩＡ段备用分支控制　电源回路接地都是因为微机保护装置电源接地造　成的。ｌ　机Ａ、Ｂ保护屏“非电量保护开入”电　正常工作时，装置数字显示母线电压，检测直流　系统正、负母线绝缘情况；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，ＣＰＵ　对个条线路所采集信号电流自动进行分析，判断　出故障线路及接地电阻值，然后由技术人员在故　障线路上查出具体的接地点，从而消除故障点。　５分布电容对故障查找的影响　目前投入使用的直流系统接地故障查找装置　种类较多，但现场使用普遍反映不是很好用，其　主要原因是受到了分布电容的影响。我们知道电　容的特性是对直流开路，对交流呈现一定阻抗。　其阻抗的计算公式为：Ｚｃ＝１／（２－ｔｒｆＣ），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。　发电厂直流系统的对地分布电容是直流系统　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，容抗越小。多点接地、环　路接地、正负极同时接地是查找直流系统接地故　障的难点，但这类接地故障对系统的危害特别大。　应用“拉回路”法是难以拉出接地回路的。目前　应用中的直流接地选线装置或者便携式查找接地　装置很难判断此类接地。对此类较为复杂的接地　故障，要求检测设备必须具有高精度，抗分布电　容指标高，否则就会出现误报，使检测无法进行。　目前，对环路接地，能精确区分接地环路不　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；对多点接地，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，但检测设备的精度不够时，往下查找已查　不出接地支路或分支路，如果检测设备的抗分布　电容干扰指标不够，还可能出现更多误报；对正负　同时接地，目前大部分直流系统绝缘监测，已不能　有效报告接地故障，平衡电桥（下转第６１页）　维普资讯 http://www.cqvip.com

第３６卷　提高配网系统供电可靠性的对策　２００８年第３期　中处理节点发热、更换绝缘子、设备清扫、线路　业指导书工序，确保检修质量。　“Ｔ”接搭火等工作，停电时间占有很大比例。通　２．５建立完善的配网可靠性管理制度　过带电作业的培训，将会明显减少线路停电时间　１）制定供电可靠性管理制度，对用户供电　和次数。　可靠性统计的管理机构、职责分工、评价指标、　２．４配网检修工作可靠性管理　目标和指标分解作出明确的规定。　１）加强配电网的技术管理，对设备缺陷加　２）执行停电审批制度。从上到下将可靠性　强技术分析，做好设备故障诊断。增加设备故障　指标层层分解，把全年可靠性指标分解到各运行　检测仪器的配置，设备检修由定期检修逐步向状　班组、各班组长。按允许的停电时户数申请停电，　态检修过渡。　减少停电工作的盲目性。　２）重视配网停电检修计划的综合管理工作，　３）可靠性指标月度分析预测制度。由可靠　在制定月度停电计划时，依据年度停电计划及各　性专责人负责召开每月的可靠性月度预测分析会，　专业的预检、大修、技改等作业计划，充分利用　对配网可靠性因素进行分类分析，普遍性的问题　停电机会安排好各项工作。最大限度地减少重复　要引起相关部门的注意，对本月可靠性管理制定　性停电，缩短计划停电时间，提高停电工作效率。　目标。　３）落实设备检修责任制，严格执行检修作　（上接第４４页）方式判断出的，仅仅是正接地故　６　结束语　障和负接地故障同时接地时对地绝缘的差值。　１）定期巡检直流系统的对地绝缘，利用精度　根据上面的分析，用仪器查找直流系统接地，　较高的查找装置定期检查各个直流回路，对绝缘　最重要的是要解决直流系统分布电容的干扰，提　较差的直流回路加强监测。　高查找直流系统接地设备的检测精度，解决受对　２）加强直流系统的绝缘强度：如直流母线　地分布电容干扰大和多点接地、环路接地的误报　装绝缘热缩套、接线端子涂绝缘漆等。　问题。建议使用一种新型原理的直流系统绝缘监　３）及时处理有缺陷的线路或设备，预防和　测及接地选线装置——非接触式磁调制直流微电　减小故障发生的机率。蓄电池应处于浮充电方式　流智能传感器，利用正负母线对地的接地电阻产　运行，且接在直流母线的每个蓄电池端电压要保　生的漏电流，来测量母线对地的接地电阻大小，　持在额定电压；要求每三个月定期测量一次。　从而判别母线的接地故障。这种装置无须在母线　４）保持直流系统直流屏柜、保护屏、自动　上叠加任何信号。对直流母线供电不会有任何不　化屏清洁、干燥等，应对直流系统作全面检查，　良影响，可以消除由母线对地分布电容所引起的　改善直流系统的运行环境。　误判与漏判。