實(shí)踐證明,直流系統(tǒng)接地的危害不僅使繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng),甚至?xí)斐刹捎弥绷骺刂频囊淮卧O(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng),嚴(yán)重危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
一直流系統(tǒng)接地的危害
運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),直流接地不僅會(huì)造成繼電保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng),甚至?xí)斐刹捎弥绷骺刂频脑O(shè)備誤動(dòng)、拒動(dòng),以至損壞設(shè)備,造成大面積停電、系統(tǒng)瓦解的嚴(yán)重后果。
二直流絕緣檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)狀
目前淮北國(guó)安電力有限公司絕緣檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝置所采用的技術(shù)原理,與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況存在一定的差距,造成了裝置的功能難以*現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要。
2.1絕緣監(jiān)察裝置技術(shù)原理存在的問(wèn)題
對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)而言,電廠多年運(yùn)行后,電纜絕緣普遍下降,各種端子箱、機(jī)構(gòu)箱、刀閘輔助接點(diǎn)箱等生銹損壞,密封性下降,遇雨、雪、濕霧天氣,易發(fā)生接地;而且,往往為非金屬性接地(對(duì)地阻值高)、多點(diǎn)接地、正負(fù)均有接地以及正負(fù)絕緣電阻之差較小,形成對(duì)稱(chēng)性接地故障接地性質(zhì)。而目前直流絕緣監(jiān)察裝置對(duì)于直流系統(tǒng)執(zhí)著地監(jiān)察報(bào)警采用電橋平衡原理,對(duì)上述高阻對(duì)稱(chēng)性接地?zé)o法有效檢測(cè)。因受電橋平衡原理的限制,裝置只能監(jiān)測(cè)非對(duì)稱(chēng)性直流接地故障,在正、負(fù)絕緣電阻均等下降或其值相接近時(shí),裝置不能反應(yīng)。而且,若兩絕緣電阻相差較大,而實(shí)際上任一級(jí)的絕緣水平并未低于允許值的情況下,也可能報(bào)警,使檢測(cè)人員誤認(rèn)為絕緣水平下降。
2.2支路檢測(cè)原理存在的問(wèn)題
隨著微機(jī)保護(hù)大量抗干擾電容的安裝使用,直流系統(tǒng)開(kāi)環(huán)輻射供電運(yùn)行方式的采用使直流系統(tǒng)的對(duì)地電容電流增大?,F(xiàn)使用向系統(tǒng)注入信號(hào)方式的微機(jī)型絕緣支路選線(xiàn)裝置,實(shí)際上已無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)接地支路的有效查找。當(dāng)電容電流大于檢測(cè)裝置對(duì)絕緣電阻泄漏電流的整定值時(shí),將造成誤發(fā)信號(hào),影響裝置的正確判斷,運(yùn)行實(shí)踐也證明:淮北國(guó)安電力有限公司安裝有國(guó)內(nèi)某廠的接地選線(xiàn)儀。在380V工作IA段控制電源直流接地時(shí),報(bào)出集控室回路直流接地,對(duì)運(yùn)行、維修人員查找接地造成了大的干擾,危及電網(wǎng)安全運(yùn)行。
2.3現(xiàn)有的絕緣監(jiān)察裝置不能自動(dòng)滿(mǎn)足直流系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的要求
按照國(guó)電公司新下發(fā)的反事故技術(shù)措施“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項(xiàng)重點(diǎn)要求”,樞紐變電站直流系統(tǒng)廣泛采用雙組蓄電池、單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式。兩段直流的母線(xiàn)在并列運(yùn)行方式下(如單組蓄電池容量試驗(yàn)時(shí)),要求及時(shí)停運(yùn)某一段母線(xiàn)的直流絕緣監(jiān)察裝置,以保證直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻不降低,否則可能造成在直流一點(diǎn)接地時(shí)繼電器誤動(dòng);在兩段直流母線(xiàn)分列運(yùn)行方式下,要求及時(shí)按兩段母線(xiàn)的絕緣監(jiān)察裝置,否則會(huì)造成一段直流母線(xiàn)失去絕緣監(jiān)視。以常規(guī)直流絕緣監(jiān)察裝置為例;兩段直流母線(xiàn)分列運(yùn)行時(shí),是兩個(gè)獨(dú)立的直流系統(tǒng),每段母線(xiàn)均投運(yùn)一套監(jiān)察裝置。為了測(cè)量對(duì)地電位,每個(gè)絕緣監(jiān)察裝置設(shè)有一個(gè)人為的接地點(diǎn)。為防止在直流網(wǎng)絡(luò)中其它任何地方再發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)而引起繼電器誤動(dòng),要求絕緣監(jiān)察繼電器的線(xiàn)圈具有足夠大的電阻值。(對(duì)220V直流系統(tǒng)該線(xiàn)圈具有足夠大的電阻值為30KΩ,其起動(dòng)電流為1.4mA。系統(tǒng)中其它繼電器的起動(dòng)電流都應(yīng)選擇大于1.4mA)。在并列運(yùn)行時(shí),相當(dāng)于一條直流母線(xiàn)一個(gè)直流系統(tǒng),必須在并列前停運(yùn)一段母線(xiàn)的絕緣監(jiān)察裝置,否則會(huì)造成兩個(gè)30KΩ電阻并列,對(duì)地絕緣電阻變?yōu)?5KΩ,造成一點(diǎn)接地(220kV直流系統(tǒng)接地對(duì)絕緣報(bào)警值為20KΩ)。此時(shí)如再有另一點(diǎn)接地,其接地電流足以造成某些繼電器誤動(dòng)。同時(shí),在兩段母線(xiàn)由并列運(yùn)行轉(zhuǎn)分列運(yùn)行后,應(yīng)及時(shí)將已停運(yùn)的一段母線(xiàn)絕緣監(jiān)察裝置投入,否則會(huì)造成該段母線(xiàn)及其系統(tǒng)失去對(duì)地絕緣監(jiān)察?,F(xiàn)有的直流絕緣裝置均不能自動(dòng)適應(yīng)兩段直流母線(xiàn)的分、并列運(yùn)行方式,一般采用在二次接線(xiàn)上利用手動(dòng)開(kāi)關(guān)或母線(xiàn)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)切換停運(yùn)一套裝置的接地方式?;蛲ㄟ^(guò)斷開(kāi)一套裝置的接于直流母線(xiàn)的熔斷器而停運(yùn)裝置。
3對(duì)策及效果
為解決上述問(wèn)題。我廠重新選用一種新型的微機(jī)直流接地選線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置——GYM直流接地選線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀。
3.1GYM的工作原理
采用平衡電橋與不平衡電橋相結(jié)合,可有效地檢測(cè)正、負(fù)級(jí)同時(shí)接地,對(duì)地絕緣電阻不受正、負(fù)接地電阻是否相同或接近的影響。
其工作原理:當(dāng)設(shè)備工作在平衡狀態(tài)時(shí),K1、K2合上,為I段母線(xiàn)提供一個(gè)接地點(diǎn),記錄下此時(shí)的正母線(xiàn)對(duì)地電壓、負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓,以及I段各支路的對(duì)地漏電流值。如果此時(shí)有一點(diǎn)接地發(fā)生,此時(shí)的IV正1≠IV負(fù)1,根據(jù)電壓的偏差值就可得出接地電阻的阻值。
當(dāng)發(fā)生正負(fù)同時(shí)接地時(shí),則此方法不能準(zhǔn)確測(cè)出接地電阻,而需要使用不平衡方法檢測(cè)母線(xiàn)對(duì)地絕緣。當(dāng)設(shè)備處于自動(dòng)檢測(cè)方式時(shí),首先采用平衡電橋K1、K2合上,當(dāng)接地的正負(fù)母線(xiàn)的對(duì)地電阻不相等,或不同時(shí)相等,則會(huì)造成正母線(xiàn)對(duì)地及負(fù)母線(xiàn)對(duì)地的電壓偏差,此偏差一但超過(guò)設(shè)定的值(10V)時(shí),設(shè)備將啟動(dòng)一次,不平衡檢測(cè),即將K1、K2分別合上一次,記錄K1合上時(shí)的正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓及支路漏電流;K2合上時(shí)正負(fù)母線(xiàn)對(duì)地電壓及支路漏電流;根據(jù)母線(xiàn)對(duì)地的4個(gè)電壓值,即可計(jì)算出正負(fù)母線(xiàn)的對(duì)地電阻。
R+=(V3-V1)RO/V1R-=(V2-V4)RO/V4
再結(jié)合支路的2個(gè)漏電流值,即可計(jì)算出支路對(duì)地的電阻Rn+及Rn-,Ⅱ段母線(xiàn)的檢測(cè)方法同I段母線(xiàn),為了克服系統(tǒng)電容的影響。我們采用切換后延時(shí)采樣。以避開(kāi)電容充放電的過(guò)渡過(guò)程的影響。
3.2對(duì)直流系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響
采用將電橋改為分別投入兩段母線(xiàn)的方法,使直流系統(tǒng)的I、Ⅱ段母線(xiàn)是否并列運(yùn)行不影響本裝置的檢測(cè),不影響系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻,自動(dòng)滿(mǎn)足直流系統(tǒng)運(yùn)行方式變化的要求。采用將電橋改為分別投入兩段母線(xiàn),這樣在同一時(shí)刻,兩段母線(xiàn)上只有一段的平衡電阻,另一段沒(méi)有,采集數(shù)據(jù)根據(jù)投入的電橋在哪一段上就記錄哪一段的辦法。這樣,系統(tǒng)兩段母線(xiàn)是否并列運(yùn)行就不會(huì)影響到對(duì)絕緣的監(jiān)測(cè),不會(huì)降低直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻,從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)滿(mǎn)足直流系統(tǒng)運(yùn)行方式變化徑的要求。
3.3支路檢測(cè)不注入信號(hào),采用高靈敏度的直流傳感器
我們采用高靈敏度的直流傳感器(精度達(dá)0.1mA),結(jié)合不平衡電橋可以測(cè)出多支路同時(shí)接地或同時(shí)平衡接地的情況,并可直接顯示接地漏電流數(shù)值。不需注入信號(hào),并通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),將直流傳感器的抗過(guò)載能力提高,過(guò)載恢復(fù)后能即刻恢復(fù)其檢測(cè)性能。利用系統(tǒng)在絕緣良好的時(shí)候,每月進(jìn)行一次零點(diǎn)掃描,將傳感器的零點(diǎn)誤差消除。
3.4在裝置中設(shè)置定檢方式,方便對(duì)接地支路的分支支路的查找
在裝置中裝置定檢方式,通過(guò)傳感器對(duì)報(bào)警支路的漏電流的高速檢測(cè)與監(jiān)視,直接顯示在裝置的液晶屏幕上,配合拉合報(bào)警支路的分支路熔斷器,有助于查找具體的接地支路,特別是對(duì)于多路、多點(diǎn)接地的情況。
3.5采用防誤技術(shù),提高裝置的抗干擾能力,對(duì)支路電流的采集,因信號(hào)小、易受環(huán)境的影響,我們采用采集母線(xiàn)對(duì)地電壓的辦法。因電壓量是比較強(qiáng)制信號(hào)量,且檢測(cè)不易受到外界的影響,用母線(xiàn)電壓計(jì)算出的阻抗如果正常,則支路就不可能有報(bào)警發(fā)生。我們?cè)谲浖戏怄i支路報(bào)警的輸出,但同時(shí)計(jì)算支路的信號(hào)電壓值與零點(diǎn)值的誤差。如果誤差過(guò)大,則給出支路檢測(cè)元件故障的告警信息,顯示在屏幕上,以便及時(shí)排除。