直流系统接地故障查找方法及其特征分析

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直流系统接地故障查找方法及其特征分析

发布时间:2023-02-17T08:18:39.249Z 来源:《中国科技信息》2022年19期 作者: 王峰

[导读] 直流系统接地故障会直接影响电力系统的平稳运行,因此,需要多重视直流系统接地情况,发现接地故障后立即查找与排除故障,保障电力系统的正常运行

王峰

国网山西省电力公司超高压变电分公司 山西太原 030031

摘要:直流系统接地故障会直接影响电力系统的平稳运行,因此,需要多重视直流系统接地情况,发现接地故障后立即查找与排除故障,保障电力系统的正常运行。针对直流系统接地故障查找方法及其特征进行了分析,希望为类似的故

障处理提供参考。

关键词:直流系统;接地故障;查找方法

1直流系统接地故障成因及危害

①环境因素造成直流接地。大雨、潮湿、昼夜温差大等均可能增大湿度,造成箱体内部凝露或积水,电缆沟积水等问题,影响直流系统的绝缘性能,产生直流接地故障。②设备因素造成直流接地。设计不合理、设备绝缘质量差、设备长时间运行产生绝缘老化、技改扩建

产生寄生回路等问题均有可能发展为直流接地故障。③人为因素造成直流接地。设备技改或新站基建时,接线人员对二次线缆绝缘包扎不

完整、线缆破损导致误碰金属外壳、工作人员操作不当等均增加了接地故障发生概率。④动物因素造成直流接地。变电站内防小动物封堵

破损造成小动物侵入,动物爬入运行设备造成导电元部件松动脱落,动物啃咬电缆等均有可能产生直流接地故障。变电站内发生单点接地

故障不会对设备运行产生致命影响,但是一旦发展为两点甚至多点接地,将会使断路器拒动、误动,产生越级跳闸、负荷损失等电网事

故,严重威胁着电网的安全运行。

2直流系统接地故障类型

2.1受负荷电流干扰的接地

该接地产生原因大多是因为电池电解液漏到了地上,寻找直线接地原因时需要关注蓄电池情况,避免出现因为蓄电池接地产生的接地。

2.2非线性电阻接地

非线性电阻接地及经过二极管等材料而引发的接地故障,电压大小、电压方向都会影响电阻值,其电阻值有着非线性特点,但若出现了接地警报,即变成了金属性单点接地,更容易查找。

2.3多点经高阻接地

当直流系统发生多点经高阻接地后,其总接地电阻会逐渐变低,一旦比整定值低就会直接出现接地警报,并产生多地接地情况。多点经高阻接地出现接地警报后,因为各支路有偏高的支路电阻,直流拉路也没有变化,所以或许会遗漏正确的接地支路,这时尽量检测出支

路准确的接地电阻值,以此来提高接地情况判断的准确性。

3查找接地故障的方法

3.1拉路法

当出现接地警报后,维修人员先要确认回路有无出现故障,是否能输送直流电源、是否能正常启动对应的设备等。若操作失败,施工人员可按照负荷图,通过拉路法查找故障点。在变电设备和相关机组还在正常运行过程中,保护装置、自动装置与控制回路等直流负荷不

可以断电,只能对小部分不重要的负荷进行拉电,这也表明单纯使用拉路法无法精准找到故障区域。除此之外,若是出现环路供电和多点

接地现象,拉路法也无法发挥查找故障的作用。拉路法的优点是无需使用仪器,且操作便捷简单,在查找接地故障时,可以先利用拉路法

排查能拉点的负荷,减少查找范围。

3.2直流接地选线装置监测法

此装置可以实时监测,并能立刻汇报直流系统接地故障情况,呈现出接地回路序号。但此装置只能监测直流回路实际接地支路和回路,不能准确判断接地点;再加上安装数量受到监测点的影响,所以,此装置的使用无法有效判断故障区域范围,且还要展开对应的安装工

作,不方便改造旧系统。另外,这类系统还有检测精度较低、抗分布电容干扰差、错报多的问题。

3.3使用便携式直流接地故障定位仪

正常情况下,回路一般产生在导入信号经过信号发生器、故障母线与接地电之后,这是由于导入信号与直流信号之间有较大的差异,能在故障支路中检测出对应信号。该查找方法简单迅速,但是在直流系统里,保护误动是十分重要的问题之一,相关工作人员往往也十分

关注该问题,若是注入信号过大就有可能导致保护误动,因此,需要谨慎使用该定位仪。

3.4绝缘测试仪查找法

目前,电网110kV以上电压的配电站一般都在直流系统中安装了微机绝缘检测仪。其原理是在直流电源系统生成直流电源接地装置时,对各馈线支路的互感器进行测试,测量各回路的接地电阻,查找带接地线的回路。根据测量电阻的方法不同,可分为交流和直流电阻测量

法。微机绝缘测试设备在处理复杂的直流系统接地装置情况时,回路查找能力有限,从而出现环网、分布电容等被干扰。即使结果可靠,

也只能是主线回路的支路故障,无法准确判断到底是哪个支路出现问题。

4特殊情况下直流接地装置故障的查找与分析

4.1环路供电系统对直流接地装置常见故障查找的影响

在直流系统中,为了更好地平衡直流馈线出线和供电系统的稳定性,一般都存在环路供电情况。如果在实际工作中,错误打开环城路供电系统两侧的空气开关,当2套直流电源系统互联时,直流馈电系统会产生一个“网络环流”,使直流馈线的每个直流电压互感器(TA)检测漏电,严重影响直流绝缘层检测设备的回路绝缘检测工作。此时,如果安装了直流母线某一段的接地,也会造成直流母线另一段的接地,

使供电系统的网络变得复杂。所以,当发现2套直流电源系统均产生直流接地报警时,需要检查2套系统是否通过环路供电系统的馈线连

接。

4.2寄生回路引起的直流接地

电气操作人员通常无法及时发现寄生控制回路,常在改线完成后运行,或者在进行定期检查、操作方法改变、二次转化实验时,从状况中发现问题。因为寄生控制回路不同,造成的问题也不同。某些寄生回路甚至可能导致2组直流母线直接接地。

4.3整体绝缘层降低引起的直流接地报警

一些长期投入使用的配电站的直流电力系统整体绝缘层比较差,当环境变得越来越潮湿时,这种配电站很容易产生直流接地报警。大多数类似的接地装置都是通过连接电阻接地。针对这种情况,单纯使用各种绝缘层查找方法很难找到连接地址。这时可以使用绝缘检测仪

和便携式直流系统故障检查仪进行查找。以某220kV配电站直流接地常见故障查找为例,在某220kV配电站#l直流系统KM接地中,+KM绝

缘层降到4kN,电压降到10V,其中一个KM的绝缘值不高,电压增加到101V。通过应用便携式直流系统接地保护常见故障检查器检查。只

能锁定#1直流系统中直流连接位置的第2个馈线屏,无法确认是哪个支路。之后,根据厂商在查找直流接地常见故障方面的丰富经验,厂商

建议先锁定某个馈线支路。然后进一步查找故障位置,方法是临时增加每个支路的绝缘检测器的绝缘层报警值。绝缘层报警值设置最大

后,经过一段时间,绝缘检测仪发出馈线(该馈线到测控技术设备供电系统的所有110kV线路)低绝缘报警。便携式直流系统接地保护常见故

障检查器将用于再次检查支路。发现绝缘处于变化中,根据检测仪检测控制电路有直流接地,只有部分时间可以检测该回路存在直流接

地。并且该馈线上所需的各测控屏的绝缘超过报警值。最后,该馈线处理后,#1直流报警消失。

结语:

变电站用交流电经站内直流系统充电装置整流后形成直流电,为站内的保测装置、信号回路、控制回路、通信系统等提供稳定可靠的直流电源。直流系统通常由充电模块、蓄电池组、在线绝缘监测系统、直流馈线等部分构成,负荷采用辐射型供电方式,其分支庞杂,遍

布变电站各个位置。站用直流系统的可靠工作关系到整座变电站乃至区域电网的安全运行,而接地故障是直流系统最常见的故障,因此研

究如何快速准确地检测出直流接地故障具有重大意义。

参考文献:

[1]苏朝志.直流系统接地故障查找及处理分析[J].无线互联科技,2017(4):56-57+59.

[2]衡印.直流系统接地故障查找方法浅析[J].电子世界,2017(5):176-177.