變電站、發(fā)電廠的直流系統(tǒng)接地故障探討
變電站、發(fā)電廠的直流系統(tǒng)為控制、保護(hù)、信號和自動裝置提供電源，直流系統(tǒng)的安全連續(xù)運(yùn)行對保證發(fā)供電有著極大的重要性。由于直流系統(tǒng)為浮空制的不接地系統(tǒng)，如果發(fā)生兩點(diǎn)接地，就可能引起上述裝置誤動、拒動，從而造成重大事故。因此當(dāng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，就應(yīng)在保證直流系統(tǒng)正常供電的同時(shí)準(zhǔn)確迅速地探測出接地點(diǎn)，排除接地故障，從而避免兩點(diǎn)接地可能帶來的危害。
正常情況下正負(fù)對地均為絕緣的，系統(tǒng)中有一點(diǎn)發(fā)生接地時(shí)，一般情況下并不影響直流系統(tǒng)運(yùn)行，但當(dāng)出現(xiàn)兩點(diǎn)及兩點(diǎn)以上接地時(shí)，就會造成正負(fù)極短路，開關(guān)和保護(hù)回路誤動、拒動現(xiàn)象。同時(shí)直流系統(tǒng)的故障可能會造成更大故障隱患。所以當(dāng)發(fā)生接地時(shí)采用良好的儀器和準(zhǔn)確的判定方法是十分重要的。
1、接地的種類
從現(xiàn)實(shí)直流系統(tǒng)接地的構(gòu)成上歸納起來有以下幾種:正接地和負(fù)接地;直接接地;金屬性接地(也稱完全接地)和間接接地，非金屬性接地(也稱非完全接地、)。此外還有單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、環(huán)路接地、絕緣降低和交流半接地等。由于各地的直接接地情況不一樣，所以產(chǎn)生了許多新名字，大體上是這幾種名字。
2、直流系統(tǒng)接地的產(chǎn)生
當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極與大地之間的絕緣水平降到某一整定值或低于某一規(guī)定值時(shí)，統(tǒng)稱為直流系統(tǒng)接地;當(dāng)正極絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為正接地;當(dāng)負(fù)極絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為負(fù)接地。
3、為什么會造成直流系統(tǒng)接地
直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷工作長期帶電的系統(tǒng)，支路很多，負(fù)荷涉及面廣，會由于環(huán)境改變、氣候變化、污染、高溫等引起電纜老化、接線端子老化,元件損壞以及設(shè)備本身等問題引起絕緣水平下降。一般來說，投運(yùn)時(shí)間越長，其接地的概率越高，特別是發(fā)電廠比變電站接地更頻繁。
4、直流系統(tǒng)接地會造成哪些危害
1) 正極接地的危害
由于斷路器跳閘線圈均接負(fù)極電源，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)正極接地時(shí)，正極經(jīng)過大地，構(gòu)成回路。接地均可能生成斷路器的跳閘。
2) 負(fù)極接地的危害
負(fù)極接地可能造成斷路器的拒絕動作，接地均可能生成斷路器拒動現(xiàn)象。
前面我們說過直流系統(tǒng)接地的產(chǎn)生和危*害，我們從直流接地危*害中，可以看出無論是正極接地還是負(fù)極接地，只要有一個(gè)接地，即對地構(gòu)成了新的接地回路就要求迅速排除，否則一旦出現(xiàn)二點(diǎn)或多點(diǎn)接地就會發(fā)生故障，乃至發(fā)生事故。從目前現(xiàn)場實(shí)際中的情況和經(jīng)驗(yàn)所得，拓普電氣認(rèn)為大致有以下幾種方法。
1、拉路法
直流接地回路一旦從直流系統(tǒng)中脫離運(yùn)行，直流母線的正負(fù)極對地電壓就會出現(xiàn)平衡。所以人們通常從直流接地回路瞬間停電，確定直流接地點(diǎn)是否發(fā)生在該回路，這就是所謂的“拉路法”。直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷電源，基于它的特殊性，人們不能隨意停電。近年來隨計(jì)算機(jī)的大量使用，微機(jī)保護(hù)同樣也不允許人們隨意斷開直流電源。現(xiàn)場排除故障中，經(jīng)常發(fā)生非正常的閉環(huán)回路，采用雙電源供電回路，以及變電站在現(xiàn)場施工、擴(kuò)建、修試過程中遺留了直流負(fù)載的信號回路、控制回路和保護(hù)回路之間沒有區(qū)分等等，使直流接地故障查找難度更加困難。“拉路法”往往造成了控制回路或保護(hù)回路跳閘等事故。
2、自動接地巡檢儀查找回路
目前市場上出現(xiàn)了眾多廠家的直流接地選線裝置。一般以“信號注入法”、“霍爾傳感器監(jiān)測法”、“磁飽和監(jiān)測法”三種原理設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，大致情況是在直流的各分支回路上安裝一個(gè)穿心式的電流互感器，各互感器感應(yīng)到的信號經(jīng)過直流接地選線裝置分析判斷，確定直流接地的分支回路，其安裝在支路回路上的傳感器編號和接地檢測儀顯示部分回路對應(yīng)編號。其優(yōu)點(diǎn)是能在線監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)測各分支回路的接地狀態(tài)，查巡接地回路時(shí)，如“全自動的逐路測試法”，如果儀器測量是準(zhǔn)確性很高的話，是一種不可能缺少的自動化設(shè)備。但由于其測量精度不高、誤報(bào)率較多、抗干擾能力差，各現(xiàn)場情況不一致等問題，在使用上出現(xiàn)了一些問題。
3、便攜式儀器查找定位方法
使用便攜式的直流接地故障查找儀，查找直流接地不失為一種好方法，作為拉回路法的輔助測試儀，對接地故障的排除在時(shí)間上和安全上都是好幫手。其特點(diǎn)如人為拉路法，不需斷開直流回路電源，移動式的采集互感器在各分布回路上測量。如果出現(xiàn)接地回路就報(bào)警。
4、人工故障排除方法
變電站的直流接地雖然是復(fù)雜的，無論是常規(guī)保護(hù)還是微機(jī)保護(hù)，其故障的排除法是一致的。采用拉路尋找分段處理的方法，以先信號和照明部分，后操作部分;先室外部分后室內(nèi)的原則。根據(jù)現(xiàn)場的故障排除經(jīng)驗(yàn)如下：
1）首先確定是正極接地還是負(fù)極接地，測量正負(fù)極對地電壓，有效區(qū)分是正極接地還是負(fù)極接地。
2）兩段母線之間的區(qū)分，使查找的接地不會大范圍擴(kuò)大，確定發(fā)生直流接地在哪一段。
3）如果有直流接地選線的裝置，不能準(zhǔn)確確定，有誤報(bào)的現(xiàn)象，請退出運(yùn)行中的直流接地檢測儀。
4）如果站內(nèi)二次回路有在施工的或有檢修試驗(yàn)的應(yīng)立即停止，拉開其工作電源，看信號是否消除。
5）采用分段分部位拉路法，操作電源一定要由蓄電池供電，先停下重要的回路，如信號回路和照明回路等。 |
