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直流系統(tǒng)接地檢測方法分析及檢測裝置改進(jìn)

 

      發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)是一個獨(dú)立的電源，不受發(fā)電機(jī)、廠用電、站用變以及系統(tǒng)運(yùn)行方式改變的影響，為電力系統(tǒng)的控制回路、信號回路、繼電保護(hù)、自動裝置及事故照明等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源,它還為斷路器的分、合閘提供操作電源。因此直流電源系統(tǒng)對變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用, 是變電站安全運(yùn)行的前提。電力系統(tǒng)中直流電源系統(tǒng)采用對地絕緣運(yùn)行方式，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時，并不引起直接危害，仍能繼續(xù)運(yùn)行，但潛在的危險性很大，必須立即給出告警，并進(jìn)行查找；否則，當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時，有可能產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果。

 

1．關(guān)于直流系統(tǒng)的接地及其危害

1.1 什么叫直流系統(tǒng)接地

    直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負(fù)極。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點(diǎn)的概念。 如果直流電源系統(tǒng)正極或負(fù)極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規(guī)定值，這時我們稱該直流系統(tǒng)有正接地故障或負(fù)接地故障。

1.2直流系統(tǒng)為什么會接地

    發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備多、回路復(fù)雜，在長期運(yùn)行過程中會由于環(huán)境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設(shè)備本身的問題等等，而不可避免的發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在發(fā)電廠、變電站建設(shè)施工中或擴(kuò)建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留直流系統(tǒng)接地故障的隱患。

1.3直流系統(tǒng)接地的分類和危害

    由于直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡(luò)連接比較復(fù)雜，按接地極性可分為正接地和負(fù)接地；按接地種類可分為直接接地（亦稱金屬接地或全接地）和間接接地（亦稱非金屬接地或半接地）；按接地的情況可分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、環(huán)路接地和絕緣降低。根據(jù)研究表明正接地可能導(dǎo)致斷路器誤跳閘，由于斷路器跳閘線圈均接負(fù)極電源，故當(dāng)發(fā)生正接地時可能導(dǎo)致斷路的跳閘。負(fù)接地可能導(dǎo)致斷路器的拒跳閘。

    運(yùn)行實踐也發(fā)現(xiàn)，直流接地不僅會造成繼電保護(hù)誤動、拒動，甚至?xí)斐刹捎弥绷骺刂频脑O(shè)備誤動、拒動，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。如2000年7月6日在暴雨天氣下，河北某220kV樞紐變電站，站內(nèi)發(fā)生了直流接地。273－1電動刀閘在運(yùn)行中自動分閘，無任何信號。經(jīng)查找分析，273－1刀閘控制箱滲水受潮，確認(rèn)為因直流兩點(diǎn)接地，造成該刀閘誤分。某500kV樞紐變電站，因大雪天氣，直流兩點(diǎn)接地，造成站用380V交流電源控制開關(guān)跳閘。廣西某220kV樞紐變電站，因直流兩點(diǎn)接地，造成斷路器誤動。這些都是由直流系統(tǒng)絕緣問題引起的電網(wǎng)故障。

2．查找，排除直流系統(tǒng)的通常方法

直流系統(tǒng)接地故障的檢測技術(shù)很多，實現(xiàn)的原理也不盡相同?？梢詺w納為以下幾個方法：

2.1 直流母線電橋法

采用電橋法研制的檢測裝置比較簡單，相當(dāng)于在正負(fù)直流母線上加兩個平衡電阻，形成平衡電橋；其僅對直流系統(tǒng)的接地故障給出報警，不能指示故障所在的直路和接地電阻值，功能過于單調(diào)。現(xiàn)場維護(hù)人員排除故障時，通常采用人工拉路法。依次短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路。當(dāng)切除某一回路時故障消失, 說明故障在該回路內(nèi)。可操作性比較差，特別是對于重要負(fù)荷，短時拉閘都是不允許的。因此，采用該方法的檢測裝置只適用于很低端的配電房的直流柜系統(tǒng)。

2.2 低頻信號注入法

    直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障以后，在故障母線與地之間注入低頻信號，低頻電流從信號發(fā)生器流出，流經(jīng)接地故障饋線，并從接地點(diǎn)返回。利用鉗型電流檢測儀逐條饋線檢測。找到接地饋線，進(jìn)而找到接地點(diǎn)。

    該方法成功地實現(xiàn)了不停電查找直流接地點(diǎn)，但其檢測的正確性及靈敏度受直流系統(tǒng)分布電容的影響很大。饋線支流電容最大可達(dá)幾微法. 當(dāng)探頭在某一點(diǎn)測量時, 由于有電容電流存在, 將使得操作人員難以確定是電容電流還是接地電阻電流。采用此方法檢測接地電阻往往有誤判或測量計算的接地電阻誤差很大。

2.3 變頻信號注入法

變頻信號注入，實際上還是低頻信號輸入，只不過此時注入的信號是頻率交替變化的低頻信號。然后還是通過鉗型電流探頭, 檢測支路阻性電流幅值的變化, 來確定接地支路與故障點(diǎn)。通過注入幅值不變而變頻的信號，間接的計算出饋線支路中的阻性電流。但通過現(xiàn)場使用檢驗, 效果仍然不理想, 原因還是分布電容。另外低頻信號的注入將使直流系統(tǒng)的電壓波紋系數(shù)加大。

2.4磁調(diào)制直流漏電流檢測方法