变电站直流系统交流窜入工频交流的影响及分析处理
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变电站交流串入直流系统的危害及其防范措施摘要:在诸多变电安全事故风险中,“变电站交流串入直流系统”(简称“交直流混电”)因其可能造成变电站多元件跳闸、电网破坏力大、负荷损失率高、防范难度大等特点,被列为重大风险。
因此,专业人员对变电站交流串入直流系统的机理进行了深入研究,并制定了一系列防范措施。
关键词:变电站;交流串入直流系统;危害;防范“变电站交流串入直流系统”(简称“交直流混电”)因其可能造成变电站多元件跳闸、电网破坏力大、负荷损失率高、防范难度大等特点,被列为变电站重大风险。
所以,我们要认识变电站交流串入直流系统的危害,这样可以更好地运维变电站现场。
1交流串入直流系统的原理解释有两种情况通常会造成交流串入直流系统:一种是工作人员的失误,在检修的时候错误地短接两次接线端子;另一种是设备的运行是正常的,但其中交直流的绝缘电缆受到破坏或者直流电缆的对地电容明显偏大等。
交流电串入直流是直流电源故障的主要形式。
直流与交流系统是两个分别的系统,在正常的情况下彼此是不会发生联系的,但是有些特殊情况可以导致交流串入直流。
1.1绝缘电缆的损坏。
由于绝缘电缆的损坏,加之交流电的回路电缆和直流电的回路电缆被放在一起,这就使交流电和直流电的内芯互相接触,从而导致了交流串入直流。
1.2工作人员的失误。
在现场施工中,工作人员由于各种各样的原因,比如不熟悉变电站的情况、专业技能不熟练、不细心等都可能错误地将交流电接到直流电的回路上,这是人为的因素,完全可以避免。
1.3设备距离太近。
直流电缆和现场布置的接地网设备距离太近,一旦设备出现故障或者倒闸引起零序电流走到直流电缆的附近,就会通过电缆对地分布的电容直接串入直流电系统当中。
2交流串入直流系统的危害图1 220V跳闸的回路原理示意图图2 交流串入直流的等效电路当中的C+和C-分别表示直流中正负母线的对地电容,通常有几十μF。
R+和R-是直流母线对地面的电阻,通常有100kΩ。
变电站直流电源系统直流互窜与交流窜入的原因及危害摘要:直流输电线路直流互窜、交流窜入故障会破坏供电电源或直接造成保护控制设备误动,为了有效保证变电站、发电厂乃至整个电网的安全稳定运行,需要在直流系统中设置一套安全、稳定的微型计算机隔离装置,以加速直流系统故障的检测,从而加速直流系统故障的发现,提高直流系统的安全性,本文着重介绍变电站直流互窜及交流窜入故障的原因、危害分析。
关键词:变电站;直流电源系统;直流互窜;交流窜入引言近几年,由于变电所的直流供电系统的故障,使保护装置误动、拒动的现象不断增多,而现有的直流系统装置在发生故障时,往往难以获取精确、详尽的故障资料,缺少故障的资料支持,使故障的原因分析增加了不明朗的不确定性,使后续的处理工作缺少了科学的技术基础[1]。
直流供电是二次供电的核心部件,其可靠的工作可以保证二次控制和二次保护的功能得到最大程度的提高。
1、直流电源故障分析系统由于系统的用户地域分布较大,应用系统的软件主要是B/S(Browser/Server)结构,将数据库、应用程序和服务器等功能整合到终端上,方便系统维护、升级和功能扩充。
本系统具有可供500个变电所接入的区域电力网络运行状况的监控中心。
该系统对蓄电池、充电机、绝缘装置和蓄电池监控装置的工作参数进行了动态的监控和分析,对这些装置的工作状况进行了全面的分析,并能及时地检测出蓄电池、充电机的失效和不满足有关规程、反措要求的绝缘监测装置[2]。
根据设备性能恶化的情况,制定维修计划,逐步实施设备的运行,从而大幅度降低设备的维修工作;保证蓄电池能够在2小时内发生故障跳闸,并可避免因直流供电的突然消失而导致的保护拒绝;通过对充电电动机的非平稳输出给电池带来的负面效应进行分析,以改善直流电源的供电可靠性;交流窜入、直流环网、电压偏差、电压起伏等多种直流接地的故障均可报警并加以解决,防止直流线路一次接地造成的保护误动。
2、直流环网与交流窜入原因分析(1)直流环网。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着直流输电技术的不断发展,越来越多的变电站采用直流系统,但也引发了一些问题,其中之一就是交流侵入问题。
交流侵入是指交流电流通过直流系统进入变电站设备中,造成设备的电磁干扰、运行不稳定等问题,严重时可能会导致设备故障。
交流侵入问题的原因主要是直流系统和交流系统之间的电气隔离不够完善或受到外界干扰。
为了避免交流侵入问题,我们需要采取以下措施:1.加强电气隔离直流系统和交流系统之间的电气隔离非常关键,可以采用以下方法进行加强:(1)安装交流隔离变压器:交流侵入问题的根本原因是直流系统和交流系统共用地,因此可以通过安装交流隔离变压器来实现彻底隔离。
(2)增加屏蔽:在直流系统设备周围增加金属屏蔽,可以有效地阻止交流电场的侵入。
(3)使用带有隔离功能的直流调节器:直流调节器可以将输入交流电转换成直流电,而且部分直流调节器具有隔离功能,可以阻止交流电的侵入。
2.降低外界干扰外界的干扰会影响设备的运行,甚至可能产生交流侵入问题。
因此,在设计工程时,必须考虑外界干扰的影响,并制定相应的规范和措施来降低干扰。
(1)外界设备隔离:需要与直流系统共用地的设备,例如电缆屏蔽、接地装置等,都应进行合理的隔离,防止外界干扰对直流系统造成影响。
(2)设备间距加大:设备之间的距离越大,相互干扰的概率就越小,因此在设计工程时要尽量让设备的间距加大,减少相互干扰的可能性。
(3)接地电阻控制:通过控制设备的接地电阻,可以有效地减少交流电的干扰。
3.使用合适的地线地线是连接直流系统和交流系统的纽带,地线接地的好坏直接影响交流侵入问题的产生。
使用合适的地线可以有效地防止交流干扰。
(1)选择合适的地线:地线的导电性能、电阻大小等参数都会影响交流干扰的产生,因此在选择地线时要慎重。
(2)地线绝缘控制:地线的绝缘也是防止交流侵入的重要措施之一,应做好地线绝缘措施。
总之,交流侵入问题的产生与直流系统和交流系统之间的电气隔离不够完善或受到外界干扰有关。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着工业化和城市化的日益发展,电力系统的建设和运行变得越来越重要。
而当下,随着直流输电技术的广泛应用,变电站直流系统已经成为电力系统中的重要组成部分。
随之而来的问题也日益显现,其中之一就是交流侵入问题。
本文将针对变电站直流系统中交流侵入问题展开分析,并提出相应的解决策略。
一、交流侵入问题的引起变电站直流系统中的交流侵入问题通常是由以下几个方面引起的:1. 异常运行:电力系统中往往存在各种意外情况,比如负荷短路、设备故障等,这些异常情况会导致直流系统中产生交流干扰,进而引起交流侵入问题。
2. 外部干扰:直流输电线路通常会经过城市和工业区域,这些地方的电磁环境往往复杂多变,这种强烈的电磁环境会导致外部交流电干扰导入直流系统中。
3. 电力设备的设计和运行问题:直流系统中的设备设计和运行问题也可能引发交流侵入问题,比如设备绝缘不良、设备参数设置不当等。
二、交流侵入问题的危害交流侵入问题对变电站直流系统的稳定和安全运行会带来严重的危害,主要表现在以下几个方面:1. 设备损坏:交流侵入会导致直流系统中的设备受到过电压和过电流的影响,从而加速设备老化,甚至引发设备损坏。
2. 系统运行不稳定:交流侵入会导致直流系统中的控制系统异常,从而影响整个电力系统的稳定运行。
3. 安全事故隐患:交流侵入会增加变电站直流系统的安全风险,一旦出现问题,可能引发安全事故,造成严重后果。
三、交流侵入问题的解决策略为了解决变电站直流系统中的交流侵入问题,需要采取一系列的措施和策略,具体包括以下几个方面:1. 设备升级和改造:通过对直流系统中的设备进行升级和改造,提高设备的抗干扰能力,降低交流侵入问题的发生概率。
2. 强化绝缘措施:在直流系统中采取更加严格的绝缘措施,加强设备的绝缘性能,有效隔离交流侵入。
3. 加强监测和检测:通过增加监测和检测设备,对直流系统中的交流干扰进行实时监测和检测,一旦发现问题及时采取措施消除。
浅谈变电站交流电串入直流回路故障分析与对策随着社会的发展和科学技术的进步以及经济水平的提升,人们对电力能源的需求也急剧增长。
在电力系统当中变电站是电力传输的重要组成部分。
直流回路系统由于其覆盖范围广、规模大以及布线复杂等原因常会发生交流电串入等故障。
其直接会对继电保护系統的运行造成影响,引起保护装置的误动或拒动。
而一旦保护装置发生故障会危及变电站内的设备失去必要的保护。
因此必须要对其故障原因进行科学的分析,并及时采取处理措施。
本篇文章主要针对变电站交流电串入直流回路故障原因以及影响进行分析,并提出一些预防和解决的建议。
标签:变电站交流电直流回路故障分析解决对策变电站的直流回路是二次系统的控制电源,其主要的作用在于对变电站的设备、自动装置、通讯网络设备以及继电保护设备提供稳定的电源供应,具有覆盖范围广、接线线路复杂程度高、电缆敷设长度大等特点。
当前很多变电站的直流系统设备由于受到多方面因素的影响其质量上无法做到统一规范要求,而且在长期的运行状态下极为容易发生直流接地和短路以及交流电串入直流回路等故障。
这些故障会导致变电站设备的继电保护设备电源断开,使其它设备失去保护性能,从而发生一些较为严重的故障和安全事故。
交流电串入直流回路会引发严重的直流接地情况,交流电因直流电缆间的耦合电容以及对地分布电容而产生交变量引发继电器抖动、失压,进而引起保护装置拒动,使断路器发生跳闸现象。
一、交流电串入直流回路的故障原因分析以某110kV变电站的交流电串入直流回路故障为例进行交流电串入直流回路故障的原因分析。
某变电站的变压器非电量保护装置出现跳闸现象,并且变电站后台引发警报,主变压器保护动作信号灯发生闪亮。
一号、二号、三号变压器保护装置均发出信号灯闪亮情况。
三号主变压器的非电量保护动作未出现跳闸。
经技术工作人员检查后,观察到一号、二号、三号变压器在跳闸前非电量保护装置都接收到开入信号。
并且持续时间较短,非电量保护装置无法实现即时跳闸。
变电站交流电串入直流回路故障分析与措施变电站直流系统出现接地、短路或交流电串入直流回路故障时,将对继电保护系统造成不利影响,严重时致使保护装置出现一系列的误动以及拒动现象,使变电站内部的一次设备失去保护。
本文在研究的过程中主要对电力系统中的交流电串入直流电路中的现象进行分析,探讨交流电串入直流回路故障对直流系统及控制回路继电器的危害及故障的产生原因,防止类似的事件再次发生,最大程度的将继电保护的可靠性发挥出来,保证电网安全可靠运行。
标签:直流系统;接地故障;交流串成直流;保护装置;继电器引言在电力系统中,直流系统是其重要的组成部分,为一些继电保护、断路器操作电源、自动化装置、不停电交流系统(UPS)、控制以及信号回路提供稳定的工作电源,但是直流系统电缆较为复杂的系统结构,并且支路较多,进而电力系统容易出现故障,例如发生系统接地或交流直接串入直流电路的问题。
同时还会产生寄生电路,这些故障将对电力系统带来严重的危害。
1.直流系统的配置概述直流系统配置:直流电源按每单元机组分布设置为三组固定防酸式铅酸蓄电池,其中一组的电压为220V,其作用是增强电源的负荷以及提高直流事故照明负荷,另外两组的电压为110V,另外在每个机组单元内配置两组伏蓄电池,用于控制、信号、保护自动化装置。
每台机组单元配备两个110V的电池,每组由53节电池组成。
每机组单元:220V电池组,由107节电池组成,单路母线进行连接。
在使用辐射连接时需要依据直流馈线原则,同时还需要在直流系统的负荷集中区域设立直流分屏。
110V直流系统和220V直流系统的相同处是两者都包含有配电母线以及充电母线,其中充电母线的功能是进行实验测试和蓄电池充电。
电池通过各自的直流保险丝直接连接到充电母线上,充电器与充电母线以及配电母线相连接就需要利用双掷开关。
充电母线在向配电母线进行供电时需要通过进线开关,而配电母线的两端连接双开开关,一般情况,会将母线进行独立工作,110V直流系统的配置与图1220V直流系统的配置相似。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略发表时间:2019-05-16T14:51:30.740Z 来源:《电力设备》2018年第33期作者:李敏[导读] 摘要:变电站直流系统在变电站运行中非常重要。
(国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏银川 750000) 摘要:变电站直流系统在变电站运行中非常重要。
直流系统易受到交流入侵,影响自身乃至整个变电站的运行。
一旦交流入侵,可能损坏二级设备,也可能导致开关误跳,进而发生一系列事故。
目前,国家对变电站交流入侵问题越来越重视。
因此,本文分析了变电站直流系统交流入侵问题及其改进方案。
关键词:变电站;直流系统;交流入侵 1直流系统窜入交流的故障分析可导致直流系统窜入交流的因素有质量问题、绝缘老化、操作失误、分布电容等。
当直流系统窜入交流时,电气控制回路及保护装置会误动作,厂站监控系统会误发大量告警信息且频繁刷新,直流系统会出现金属性接地故障。
对于出口继电器,控制回路的启动电缆距离较远时,随着电缆对地分布电容的增加,继电器两端的电压也相应增大。
当继电器线圈承受的功率大于继电器的最小动作功率时,出口继电器将误动作。
交流侵入负母线造成误动原理与此相同。
交流窜入直流系统可采取以下措施:尽量不让交流分量窜入直流系统,强化对交直流二次回路馈线间隔的隔离;研发可快速检测并切除入侵交流分量的保护装置,尽量衰减交流分量的干扰值。
2变电站直流系统中的交流侵入问题 2.1低压交流侵入对变电站直流系统的影响二次交流电源串入直流系统属于低压交流入侵,可导致母线电压出现大幅波动,50Hz时即属于异常现象。
引发这种现象的原因很多,如工作人员接错断路器的发信号与联闭锁副接点、其他情况的接线失误或者一些设备绝缘性能不佳等。
对于这种现象,相关人员的解决方案还不够完善。
变电站的直流系统是不接地系统,一旦交流入侵,交、直流母线将叠加更大的交流电压,出现大量的交流分量。
此外,交流电源火线将直接接触到直流系统的负电源。
变电站直流系统交流窜入工频交流的影响及分析处理发表时间:2016-11-08T10:11:54.180Z 来源:《电力设备》2016年第17期作者:刘鑫[导读] 直流系统是给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分合闸操作,直流电机储能的电源设备。
(昆明供电局变电管理一所昆明 650011)摘要:按照反措规定要求及实际运行经验,需要确保直流系统与低压交流系统进行隔离,确保互不干扰。
同时,除采用现有的技术手段降低故障、误接线等导致的交流窜入直流系统导致的保护误动作外,通过PSACAD仿真试验探讨出一些新的技术防范,为运行单位后续制定控制措施提高理论依据。
关键词:工频交流直流系统缺陷处理依据继电保护智能、数字化。
一、概述直流系统是给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分合闸操作,直流电机储能的电源设备。
直流系统是一个独立的电源,它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响,并在外部交流电中断的情况下,保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。
随着现在人们对电力的要求也日益趋向严格,带来的是供电企业对第三方客户满意度的要求不断提升。
同时微机、网络的科技手段逐渐成熟,数字化、智能化变电站如雨后春笋一般不断涌现。
其中《国家电网公司2014~2020年电网智能化滚动规划》中就明确提出2015年将新建智能变电站1400座,而作为智能化变电站中对一、二次设备供电的直流系统就显得极其重要。
如何确保直流接地、直流系统过压、直流系统交流窜入等异常情况能够得到快速的判断、处理,成为确保电力设备正确可靠运行的重要环节。
二、电网对运行设备的安全性要求根据《2016年7月份云南电网继电保护运行分析及专业管理工作》得到的数据,7月份云南电网调度范围220kV及以上电压等级系统保护动作次数244次,不正确动作次数0次,正确动作率100%,500kV及以上电压等级系统保护动作次数96次,不正确动作次数0次,正确动作率100%。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着电力系统的发展,直流技术在变电站中的应用越来越普遍。
相比于传统的交流系统,直流系统具有输电损耗小、占地面积少、传输距离远等优势。
就像任何其他电力系统一样,直流系统也存在着一些问题和挑战。
交流侵入就是一个较为常见的问题,对变电站的安全稳定运行造成了一定的影响。
本文将针对变电站直流系统中交流侵入问题进行深入分析,并提出相应的应对策略,以期为变电站运行管理提供一定的帮助。
一、问题分析1. 交流侵入的形成原因交流侵入是指在直流系统中,由于某些原因导致交流电压通过直流设备传入,从而引起电力传输中的问题。
交流侵入的形成原因可以有多种,包括:(1)直流电压滤波不足。
直流电压滤波不足会导致直流系统中的交流成分增加,从而形成交流侵入。
(2)设备故障。
直流系统中的设备故障、绝缘破损等也会导致交流侵入的发生。
(3)外部原因。
如雷击、电网扰动等因素也可能导致交流侵入。
交流侵入对变电站直流系统的安全稳定运行会造成严重的影响。
主要体现在以下几个方面:(1)对设备的损坏。
交流侵入会造成直流系统内的设备受到冲击,损坏设备,严重的甚至会导致设备的火灾、爆炸等事故。
(2)影响稳定性。
交流侵入会导致直流系统不稳定运行,影响电力传输的稳定性和可靠性。
(3)损失电能。
交流侵入会使得直流系统中电能的损耗增加,从而降低了系统的经济性。
3. 目前存在的问题在变电站直流系统中,交流侵入问题虽然并不罕见,但由于直流系统的特殊性,对于交流侵入问题的预防和处理仍存在一些不足之处:(1)缺乏有效监测手段。
目前对于交流侵入的监测手段还不够完善,难以及时发现交流侵入的存在。
(2)处理手段不足。
一旦发生交流侵入,由于处理手段不足,往往造成了事态的扩大化,增加了系统的故障处理难度。
(3)防范措施薄弱。
对于交流侵入的预防工作薄弱,对于直流系统的稳定运行存在一定的隐患。
二、应对策略1. 完善监测手段针对交流侵入的监测问题,应当加强对直流系统的监测手段。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着现代化技术的不断发展,变电站的直流系统应用越来越广泛。
直流系统具有低电压损耗、稳定性好等优点,在实际应用中显示了其重要性。
然而,直流系统存在着一些潜在的安全问题,其中最重要的就是交流侵入问题。
在变压器的两端,交流电会不断侵入到直流系统中,从而造成系统的不稳定和损坏。
下面将对变电站直流系统中交流侵入问题进行分析,并提出相应的策略。
交流侵入的原因主要是由于变压器两端的磁通不对称引起的。
在变压器的运行过程中,由于各种因素的干扰,会导致变压器的磁通不对称,从而使得交流电流侵入到直流系统中。
交流电流的侵入会直接影响到直流系统的稳定性,进而导致系统的故障和损坏。
因此,如何有效地解决交流侵入问题是直流系统面临的重要问题之一。
1.采用合适的滤波器在直流系统中,采用合适的滤波器可以有效地减少交流电的侵入。
滤波器基本上是由一个电感和一个电容两部分组成的。
在变压器两端接入滤波器后,滤波器可以将交流电的影响降到最低,从而确保直流系统的稳定性。
2.加装耦合器耦合器是一种可以将直流信号与交流信号分开的装置。
在直流系统中,加装耦合器可以将直流信号从交流信号中分离出来,从而减少交流电的侵入。
这种方法同样可以有效提高直流系统的稳定性。
3.采用中点接地方法在直流系统中,中点接地是一种常见的方法,可以有效地减少交流电的侵入。
中点接地是指在变压器的中点接地,从而使得变压器的磁通对称,减少交流电的侵入。
这种方法不仅能有效降低交流电的影响,而且可以提高直流系统的稳定性。
4.加强监测和维护在使用直流系统时,要加强监测和维护,及时发现并处理可能出现的问题。
例如,及时更换老化的设备、完善系统的保护措施等,有助于确保直流系统的正常运行,减少交流侵入问题的发生。
总之,在变电站直流系统中,交流侵入问题是一种常见的问题,会直接影响到系统的稳定性和安全性。
为了避免交流电的侵入,可以采用合适的滤波器、耦合器、中点接地方法以及加强监测与维护等策略,确保直流系统的正常运行。
交流电源窜入直流系统解决方案及具体实施在变电站的运行中,交流电源窜入直流系统事件屡屡发生,对继电保护装置、自动装置及直流系统接入的设备造成较大的破坏。
文章就解决这一问题提出具体方案,通过在不具备检测交流电源窜入直流系统的电气设备上加装监测装置,得以第一时间发现交流电窜入直流系统,进而对预防设备损坏、人身伤害、大面积停电事故发挥重要作用。
标签:交流窜入直流;危害;解决方案;具体实施1 交流电源窜入直流系统的危害直流电源是电力系统的重要组成部分,主要由整流装置将交流电源变换为继电保护及自动控制装置需要的直流电源,并和蓄电池组成一个相互备用的直流系统。
正常运行的直流系统和交流系统是相互不连通的,在实际运行过程中,由于一个屏柜内既有交流电又有直流电,供电线缆又较长,交直流端子相隔较近,因误接线、绝缘降低等原因造成交流电源窜入直流系统,带来以下危害:(1)引发直流系统金属性接地,绝缘监测装置工作异常。
(2)引起厂站系统监控装置误发大量告警信息,而且频繁刷新。
(3)引起继电保护装置保护出口中间继电器误动、尤其是变压器非电量保护误动或引发直流熔丝熔断造成全站保护拒动事故。
以往国内发生的事故:2005年10月25日13时52分,内蒙古某发电公司发生一起因外委的设备维护人员在消除缺陷时,误将交流电接入机组保护直流系统,造成运行中的三台机、500kV两台联络变压器全部跳闸、全厂停电的重大设备事故。
2011年8月19日,陕西某330kV变电站两台主变高压侧断路器交流电窜入直流系统I段母线后,在330kV断路器操作箱屏主变非电量出口中间继电器与电缆对地等效电容之间形成分压,主跳回路中间继电器动作,两台主变高压侧断路器相继跳闸,110kV母线失压,导致其馈供的15座110kV变电站失压,其中包括2座110kV铁路牵引站。
2 交流电源窜入直流系统的解决方案为防止交流电源窜入直流系统引发保护误动,拒动以及厂站全停的恶性事故发生,2012年3月国家电网公司制定的《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(修订版)中的第五项“防止变电站全站停电及重要客户停电事故”中5.1.1.18.3明确了“新建或改造的变电站,直流系统绝缘监测装置,应具备交流窜直流故障的测记和报警功能。
变电站直流系统交流侵入问题的分析与对策周徐达俞大明陆建忠陆晖(上海市电力公司超高压输变电公司,上海200063)摘要:简单介绍了变电站直流系统交流侵入现象,指出了交流侵入对变电站直流系统的危害,针对现有变电站直流系统抵御交流侵入能力较差的问题,提出了新的改进方案,通过仿真和现场实验证明了这一改进方案的可行性。
关键词:直流系统、交流侵入、高压反击、钳位二极管1.引言变电站直流系统在变电站辅助设备中起着举足轻重的作用,但由于变电站的特殊性,变电站中的直流系统比其他场合更容易受到雷电波侵入、交流侵入、直流接地等外来的干扰,这些干扰不但可能损坏二次设备,还可能引起开关误跳等严重事故。
现有直流系统通过加装避雷器、直流绝缘监测装置等手段,较好地解决了雷电波侵入和直流接地查找的问题,但对于交流侵入尚没有有效的解决方案,本文针对这一问题提出了改进方案,实验证明这一改进方案能有效提高直流系统应对交流侵入的能力,具有较好的实用价值。
2.低压交流侵入对直流系统的影响低压交流侵入是指变电站二次交流电源(如380V站用电、压变二次侧)串入直流系统,使直流母线对地电压以50Hz的频率大幅波动的异常现象。
交流侵入的原因较多,较常见的是继电保护人员误接线,例如将闸刀、断路器的联闭锁副接点与发信号的副接点搞错,将用于闸刀控制的交流电源回路接入发信号的端子排,使闭锁交流电源串入信号直流电源;也有不少因为保护装置、继电器、端子排等绝缘不良,使交流电源串入直流。
变电站现有直流系统对于50Hz交流侵入一直没有较好的解决方案,由于变电站110/220V直流均为不接地系统,一旦由于某种原因接地的交流分量串入直流系统,就会使直流母线叠加上一个很大的对地交流电压,随着微机保护和集成型操作箱的普及,一方面各类中间继电器日益小型化,另一方面由于微机保护和自动化装置大量使用抑制共模干扰的EMI滤波器,使直流母线的对地电容日益增加,这样,侵入直流系统的交流分量将通过各直流回路的电缆分布电容、母线对地电容施加在某些中间继电器上,从而可能造成开关误动的严重事故,此外由于50Hz交流分量与流变、压变的二次电流、电压同频,还可能对某些抗干扰能力较差的保护装置、自动化装置产生干扰,导致装置损坏、开关误动。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略
变电站是电力系统中非常重要的环节,其主要功能是将高压电能转换为低压电能,以供给用户使用。
在变电站的运行过程中,由于各种原因,会出现一些交流侵入问题,如电弧故障、电磁干扰等,这些问题会对设备的正常运行和人员的安全造成一定的影响。
对变电站直流系统中的交流侵入问题进行分析并制定相应的策略是非常必要的。
我们来分析交流侵入问题的成因。
交流侵入问题主要是由于设备的绝缘损坏或不良引起的。
在变电站直流系统中,设备的绝缘是保证电能传输安全稳定的重要条件。
由于长期运行或者外界因素的影响,设备的绝缘可能会出现损坏或者不良的情况,从而导致交流侵入的问题出现。
我们需要针对交流侵入问题制定相应的策略。
对于设备的绝缘损坏问题,我们应该加强设备的维护和检修工作,及时发现并修复绝缘损坏的设备,确保设备处于良好的绝缘状态。
对于设备的不良引起的交流侵入问题,我们需要对设备进行定期的绝缘电阻测试,以发现不良引起的交流侵入问题并及时处理。
我们还可以考虑在变电站直流系统中增加过滤装置,以降低交流侵入的可能性。
在分析和解决交流侵入问题时,我们还需要注意以下几点。
要加强对变电站工作人员的培训和教育,提高其对交流侵入问题的认识和应对能力。
要严格执行操作规程,确保设备运行符合标准和规范。
我们还可以结合先进的监测和检测技术,如红外热像仪、高频电流传感器等,对设备进行实时的监测和检测,以及时发现并处理交流侵入问题。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略交流侵入是指交流电压或电流进入到直流系统的现象。
直流系统在正常运行过程中,交流电压或电流的侵入可能对设备造成损害,甚至导致事故发生。
对于变电站直流系统中的交流侵入问题,需要进行详细的分析,并采取相应的策略进行解决。
交流侵入问题的分析可以从以下几个方面进行:1. 侵入源的分析:首先需要确定交流侵入的源头,可能是由于变压器绕组、开关设备、设备接地或接地电流回路等导致的。
通过检查设备接地情况,查找潜在的问题及腐蚀、松弛等现象,对设备进行维护和检修,及时消除可能导致交流侵入的隐患。
2. 交流侵入的路径:交流侵入到直流系统是通过哪些路径进行传输的,需要对设备的布置、电缆的走向及敷设进行分析。
通过建立地线网络,保证设备的良好接地,降低交流电压或电流通过设备的可能性。
3. 交流侵入的影响:交流侵入到直流系统后,会对设备的正常运行产生什么样的影响,具体表现为设备的温升、电流异常、压降等。
需要通过对设备运行状态的监测,及时发现交流侵入对设备的影响,避免因交流侵入引发的故障。
基于以上分析,采取以下策略可以有效应对交流侵入问题:1. 加强设备的检修和维护:定期对变电站直流系统设备进行检修和维护,及时修复设备存在的故障或隐患,确保其正常运行。
2. 加强设备的接地:建立良好的地线网络,确保设备具有良好的接地性能,降低交流侵入的可能性。
3. 使用防护装置:在直流系统中设置专门的交流侵入防护装置,能够有效隔离交流电压或电流的侵入,保护设备的正常运行。
4. 进行故障诊断:对于发生交流侵入问题的直流系统,需要进行详细的故障诊断,找出问题的具体原因,并采取相应的措施予以解决,避免类似问题再次发生。
5. 增强人员的安全意识:加强人员的培训,提高其对交流侵入问题的认识和防范意识,减少因操作不当或疏忽而引发交流侵入的可能性。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略主要包括确定侵入源、分析侵入路径、评估影响效果,采取加强设备维护、加强设备接地、使用防护装置、进行故障诊断和增强人员安全意识等措施。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略变电站直流系统中交流侵入问题是一个关键的安全问题,会对电网运行和人员安全带来严重影响。
本文从交流侵入的原因、影响和应对措施等方面进行了分析和探讨,以期为变电站直流系统的安全运行提供一定参考价值。
一、交流侵入原因交流侵入是指在直流系统中出现不可避免的交流电流,其原因主要有以下几个方面:1. 电源系统失效:当电源系统出现故障或失效时,直流系统将无法提供稳定的电能供电,可能导致其它系统向直流系统提供电能,从而导致交流侵入现象的发生。
2. 极性反接:当极性反接时,交流电流将会从直流系统进入变电站,从而引起交流侵入。
3. 变压器变比劣化:当变压器的变比发生劣化时,会导致电压变化,从而产生交流电流。
4. 变电站设备故障:如开关、隔离开关等,当设备出现故障,可能会出现跨接,从而导致交流电流的流入。
5. 附着地故障:当附着地故障发生时,会导致地电压变化,从而引起交流电流从地附着点进入电缆和设备。
以上几种情况均可能导致交流侵入问题的发生,直流系统需要采取相应措施防止交流电流产生。
二、交流侵入的影响交流侵入会给直流系统带来各种影响,其中包括:1. 直流设备的损坏:当交流电流进入直流系统时,直流设备会受到交流电的影响,从而导致设备的损坏,损坏程度由于电流大小和时间的不同而不同。
2. 直流设备工作不稳定:交流电流的存在会影响直流设备的工作稳定性和准确性,可能会导致设备的漂移等问题,从而影响系统稳定性。
3. 安全问题:当交流电流流入设备、电缆等导体时,极易引发火灾和爆炸,从而对人员安全产生严重威胁。
三、应对策略针对交流侵入问题,可以采取以下措施进行应对:1. 安装交流接地保护:在直流系统与交流系统之间安装交流接地保护设备,可以有效地防止交流电流进入直流系统,从而保证直流系统的稳定工作。
2. 安装直流过滤器:直流过滤器可以对交流信号进行过滤和削弱,防止其进入直流系统,从而减弱了交流侵入的影响。
变电站交流串入直流系统故障分析及防范措施摘要:直流系统是发电厂和变电站的重要系统。
发电厂及大、中型变电站的控制回路、保护装置、出口回路、信号回路包括事故照明都采用直流供电方式。
直流系统就是上述回路装置及动力设备提供直流电源的设备。
直流系统对变电站的安全运行起着至关重要的作用。
本文就现场常见的交流串入直流系统这一问题产生原因、危害及防范处理措施进行阐述分析,以避免类似事故的发生。
关键词:交流;直流系统;分析;防范措施0 引言由于检修人员的工作失误或由于设备安装自身的缺陷等原因,常会出现交流串入直流系统情况发生,一旦出现此类问题则会导致继电保护装置发生误动作,引起事故。
因此,只有我们正确认识到交流串入直流系统的危害并采取相应防范措施,才能更好保证我们电网的安全稳定运行。
1 交流串入直流系统引起的故障跳闸的典型案例案例一:2005年10月25日13时52分55秒开始,某电厂1号、4号5号机组相继跳闸,当时2号、3号机组处于检修状态,6号机组为并网,1号、2号联络扁他器同事被切除,500kV三跳线路仍在运行,事故原因为检修维护人员工作不规范,在未取得运行人员同意并查清图纸的情况下,仅根据自己的判断任意短接端子,误使500kV网控220V直流混入交流所致。
2 交流串入直流系统的原理解释直流电源可分为两部分:一是将交流电源转换为直流电源的整流装置;二就是蓄电池组,连接直流母线之上,这两个部分共同组成了直流系统,直流系统的主要目的在于控制及保护等。
正常情况下,直流系统和交流系统为两个相互独立的系统。
直流为不接地系统,而交流为接地系统。
交流串直流就是指两个系统发生了电气连接,交流系统串入直流系统,使直流系统接地。
通常发生交流串直流系统会导致保护装置误动作,开关直接动作跳闸。
3 交流串入直流系统的原因3.1绝缘电缆的损坏变电站存在着交流电缆和直流电缆放在一起的情况,一旦绝缘电缆的损坏,将会导致交流电缆内芯与直流电缆内芯发生接触,从而导致了交流串入直流系统。
变电站直流系统中交流侵入问题的分析及策略随着国家电力系统的日益发展完善,变电站直流系统在电力输送中起着越来越重要的作用。
直流输电系统具有输电容量大、输电损耗小、占地面积小等优势,已在国内和国际上得到越来越广泛的应用。
在变电站直流系统中,交流侵入问题成为了一个需要高度重视的问题。
本文将对变电站直流系统中交流侵入问题展开分析,并提出相应的策略。
1. 交流侵入问题的表现在变电站直流系统中,交流侵入问题主要表现为直流设备的异常运行、系统故障频繁发生、电网稳定性受到影响等情况。
这些问题不仅影响了系统的正常运行,还可能导致设备损坏,给电网带来安全隐患。
交流侵入问题的产生原因主要有以下几点:(1)直流系统设计不合理:部分变电站直流系统的设计不够完善,导致直流系统与交流系统的隔离不够严密,容易引起交流侵入。
(2)设备故障或老化:直流设备如整流变换器、换流变换器等设备出现故障或老化,可能引发交流侵入问题。
(3)外部因素影响:外部因素如天气、雷击、动物触碰等可能导致直流系统的绝缘击穿,引起交流侵入问题。
在面对变电站直流系统中的交流侵入问题时,我们需要采取一系列的策略来应对,确保系统运行的稳定性和安全性。
1. 完善直流系统设计我们需要完善变电站直流系统的设计,确保直流系统与交流系统之间的隔离度足够高,减少交流侵入的可能性。
在设计中应充分考虑设备的互联互通性和隔离性,合理设置隔离开关、隔离开关独立供电等设施,以减少交流侵入的可能性。
2. 强化设备维护和管理对直流系统的设备进行定期的检测、维护和管理,及时发现和处理设备的故障和老化现象。
建立完善的设备台账和维护计划,定期进行检查和保养,确保设备的正常运行。
3. 提高系统的抗扰度通过提高变电站直流系统的抗扰度,降低交流侵入问题的影响。
可以采用提高设备的绝缘等级、加强对外部环境的防护等措施,提高系统的抗扰度,降低交流侵入问题的发生几率。
4. 强化人员培训和技能加强对变电站直流系统操作人员的培训和技能提升,提高其对于交流侵入问题的识别和处理能力。
直流系统中窜入交流电的危害后果分析高压控制回路通常由直流和交流系统组成,直流系统负责开关柜保护回路和分、合闸回路供电,交流系统负责柜内照明和加热器回路供电。
正常运行两系统相互独立,互不干扰,由于各种原因造成交流窜入直流时,造成开关断路器误动跳闸或保护拒动事故。
2 事故概况(1)事故前系统运行工况烯烃一分公司共有6台锅炉,4台发电机,2台启备变。
2011年11月16日16时,1#、3#、4#、5#、6#锅炉运行,2#炉检修,总蒸发量1950t/h,外供蒸汽量1240 t/h,1#、2#、3#、4#机运行总电负荷116MW。
动力站供电运行方式为1#发电机机带1#炉6KV段,2#发电机机带2#炉6KV段,3#发电机机带3#、5#炉6KV段,4#发电机机带4#、6#炉6KV段,1#、2#启备变负荷为零。
(2)事故经过2011年11月16日16:10:52,1#炉6KV段1#中继泵、1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、B、C、D磨运行信号消失;2#炉6KV段2#给水泵、1#高压外供泵运行信号消失;3#炉6KV段1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、A、C、D磨、3#中继泵、2#中压外供泵运行信号消失;4#炉6KV段1#引风机、1#一次风机、A、B、C磨、2#低压外供泵运行信号消失;5#炉6KV段5#中继泵、5#给水泵、1#、2#送风机、1#、2#引风机、1#、2#一次风机、A、B、C磨运行信号消失;6#炉6KV段1#送风机、1#引风机、1#一次风机、6#中继泵运行信号消失,16:10:53,1#炉MFT动作,1#炉跳闸;16:10:54,3#炉MFT动作,3#炉跳闸;16:10:57,5#炉MFT动作,5#炉跳闸;16:11:32,2#机手动打闸;16:11:44,4#机手动打闸,4#炉6KV B段快切失败;16:11:52,4#炉2#一次风机、2#送风机运行信号消失,4#炉MFT动作,4#炉跳闸;16:12:29,1#机手动打闸;16:12:51,3#机手动打闸;16:12:25,6#炉水位高高保护动作,6#炉MFT动作。
变电站直流系统交流窜入工频交流的影响及分析处理
发表时间:2016-11-08T10:11:54.180Z 来源:《电力设备》2016年第17期作者:刘鑫
[导读] 直流系统是给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分合闸操作,直流电机储能的电源设备。
(昆明供电局变电管理一所昆明 650011)
摘要:按照反措规定要求及实际运行经验,需要确保直流系统与低压交流系统进行隔离,确保互不干扰。
同时,除采用现有的技术手段降低故障、误接线等导致的交流窜入直流系统导致的保护误动作外,通过PSACAD仿真试验探讨出一些新的技术防范,为运行单位后续制定控制措施提高理论依据。
关键词:工频交流直流系统缺陷处理依据继电保护智能、数字化。
一、概述
直流系统是给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分合闸操作,直流电机储能的电源设备。
直流系统是一个独立的电源,它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响,并在外部交流电中断的情况下,保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。
随着现在人们对电力的要求也日益趋向严格,带来的是供电企业对第三方客户满意度的要求不断提升。
同时微机、网络的科技手段逐渐成熟,数字化、智能化变电站如雨后春笋一般不断涌现。
其中《国家电网公司2014~2020年电网智能化滚动规划》中就明确提出2015年将新建智能变电站1400座,而作为智能化变电站中对一、二次设备供电的直流系统就显得极其重要。
如何确保直流接地、直流系统过压、直流系统交流窜入等异常情况能够得到快速的判断、处理,成为确保电力设备正确可靠运行的重要环节。
二、电网对运行设备的安全性要求
根据《2016年7月份云南电网继电保护运行分析及专业管理工作》得到的数据,7月份云南电网调度范围220kV及以上电压等级系统保护动作次数244次,不正确动作次数0次,正确动作率100%,500kV及以上电压等级系统保护动作次数96次,不正确动作次数0次,正确动作率100%。
故障快速切除率100%。
1-7月份云南电网调度范围220kV及以上电压等级系统保护动作次数共2728次,保护不正确动作2次,正确动作率99.93%,500kV及以上电压等级系统保护动作次数744次,保护不正确动作2次,正确动作率99.73%。
故障快速切除率100%。
三、现有的二次回路防止交流窜入直流的规定
根据《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编》4.2.11 “跳闸出口继电器的起动电压在直流额定电压的55%-70%之间。
对于动作功率较大的中间继电器(例如5W 以上),如为快速动作的需要,则允许动作电压略低于额定电压的50%,此时必须保证继电器线圈的接线端子有足够的绝缘强度。
由变压器、电抗器瓦斯保护动作的中间继电器,因连线长,电缆电容大,为避免电源正极接地误动作,应采用较大起动功率的中间继电器(不小于5W),但不要求快速动作” 。
但从实际运行来看,如果发生交流窜入直流系统,以上反措要求根本无法对其进行控制,保护也极易误动作。
目前实际采用的防范控制措施主要如下:
1、加强设计运行管理,避免交直流电缆混用、交直流辅节点混用;
2、加强保护用光耦的管理,避免交流串入后保护误动;
3、规范端子箱和保护屏端子设计制造环节;
4、合理规划二次电缆的路径;
5、加强对一二次设备制造安装环节的技术监督、检查验收和端子箱防水防潮工作;
6、加强直流系统的配置和运行管理;
7、加强继保工程施工安措管理和图纸管理,避免人员三误造成交直流互串事故。
四、直流系统运行现状及动作分析
近些年来,电力系统多次发生因为交流窜入直流系统中导致保护装置误动作。
但此类情况发生前,由于保护装置本身并不能发动作信号,断路器的操作装置此时因为出口继电器误动作本身无法进行监测,也不会发任何动作信号,因此很难找出误动的原因。
例如2010年8月24日,某电厂#1、#2机组跳闸,经检查发现为控制回路中将交、直流电缆混接,最终导致交流电窜入直流回路张,引起直流电缆接地短路,反应到#2机直流配电室侧的直流母线政绩交流分量为224V。
由于直流电源是恒定电源,而交流电源是交变系统,对于直流电源来说是一个干扰源,且该接地电缆较长,形成耦合电容对地构成回路,相当于你出口继电器经过一个电容接于交流220V系统。
在交流电过零点正半周时,交流电对出口继电器无影响,但在交流电过零点负半周时,电缆耦合电容对出口继电器放电,导致出口继电器误动作。
五、主要研究方向及解决问题
1、研究思路
在实际的系统运行过程中,直流系统是经过绝缘监测装置接地,并通过一个999KΩ平衡桥对地绝缘,而低压交流系统的中性点是接地的,也意味着交流系统可以通过接地构成回路。
因此一旦交流窜入直流后,就会相应的形成直流回路一点接地,而控制电缆因为长度较长,会产生较大分布电容。
所以在交流窜入直流的瞬间,电缆的分布电容将会因为直流母线电压的变化而对出口中间继电器进行放电。
且在正常运行时,由于直流系统的绝缘正常,在出口中间继电器中单一的直流耦合的分压还不足以驱动跳闸,但当直流系统绝缘因交流窜入后产生下降时,在中间继电器一侧的直流耦合分压将升高,由于中间继电器在接线时常并联二极管防止线圈烧毁,此时通过中间继电器的
电流将变成半波整流。
交流窜入直流后如图示:
由上图知,当交流电源在空气开关闭环的瞬间初相角为90°,直流正负极电压变化均为负值的最大区域,电容的电压值无法突变,因此再继电器中流过的电流响应值较大,继电器上的电流最大值达到27mA。
在继电器的动作波形可以清晰看到有一个动作区间,因此证明此时交流电即使窜入后将会导致保护的出口中间继电器误动作。
3.2、设置交流电源在空气开关闭环的瞬间初相角为0°、180°、270°时,3.2.1其中在0°时直流正负极电压变化平稳,继电器中流过的电流变化经过二极管的整流后,最大值约为5mA未达到动作值,未达到继电器的动作值。
同时继电器的动作波形上也为、未发现有动作值出现,因此证明此时交流电即使窜入也不会导致保护的出口中间继电器误动作。
3.2.2其中在180°时直流电压正负极电压变化不大,继电器上的电流值也为超过平稳电流最大值,继电器在全过程达不到动作要求而未动作。
3.2.3在270°时直流正负极电压发生阶跃变化,但由于继电器并接二级管的作用,继电器流过的电流总体不大,查看继电器的动作波形也未跳变动作,因此继电器并不会在此区间误动作。
由于篇幅关系并不在此进行附图。
五、试验小结及整改建议
5.1试验小结通过开展PSCAD的仿真试验,当交流电源与直流电源系统接通后,交流初相角在小雨180°的一个区间都会导致继电器的动作,而在180°至360°时,继电器不动作。
同时在交流电源一个周波滞后,流过继电器的电流都存在有规律的趋于平稳。
从而得出电缆分布电容与交流瞬间的初相角是引起直流系统继电器动作的两个主要原因。
并经过模拟试验,确定了交流窜入直流时初相角在90°时,最为严重。
而交流初相角为事故发生时的发生的角度,为不可控因素,因此降低电缆分布电容的大小或是降低电缆分布电容的影响是可以有效的防范方法。
5.2 整改建议
1、严格执行《关于防止电力生产重大事故的二十五项反事故措施》及南方电网下发的《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编》,确保继电器的动作电压、功率可靠。
2、做好设计、施工、验收关,设计阶段应合理规划电缆走向,减少不必要的长电缆的敷设;施工阶段应严格按图施工,确保不出现交直流混用,电缆绝缘破损的情况出现;严格按照验收标准开展重要电缆的绝缘抽查工作;
3、建议整定部门可以有选择的对某些设备,考虑适当牺牲保护的快速性,延长继电器的动作响应时间,以躲过故障发生时交流的前几个周波。
4、建议逐步推进数字化、智能化变电站的运行,减少控制电缆的使用。
参考文献
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