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  • 頭條6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會
    2021-08-22 作者:盧純義 趙勝紅 等  |  來源:《電氣技術(shù)》  |  點擊率:
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    導語作者對蓄電池漏液等6種引起直流系統(tǒng)接地故障的現(xiàn)象進行了分析,闡述了其產(chǎn)生的原因、危害及處理辦法。尤其是隨著直流系統(tǒng)的發(fā)展而新出現(xiàn)的接地故障,如抗干擾電容盒、故障錄波裝置及接線錯誤引起的接地故障,值得運行檢修人員關(guān)注。

    直流系統(tǒng)接地是一類嚴重故障,須24小時內(nèi)處理好。只有詳細了解各種接地故障的外在表現(xiàn)及產(chǎn)生的原因,運行檢修人員才能準確、快速查找和處理接地故障。下面將對6種少見且不易查找的接地故障現(xiàn)象進行分析。

    1 蓄電池漏液

    給保護設備等提供工作電源的直流系統(tǒng),均配備有鉛酸電池,長時間運作后,由于電能液的滲漏,與放置蓄電池的金屬架接觸,將引起接地故障。

    6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會

    圖1 蓄電池接地故障

    產(chǎn)生原因:①蓄電池長期過充電、過溫,導致殼體膨脹裂開;②殼體老化;③蓄電池底部微小顆粒,在應力的作用下,將蓄電池底部殼體頂壞。

    現(xiàn)象:是一種特殊的兩極接地故障,采用拉閘判斷蓄電池是否接地時,要同時將正負極兩個熔斷器斷開,接地故障現(xiàn)象才會消失,斷開任何一只,接地故障仍然存在,會導致誤判蓄電池沒有接地。如圖1中斷開熔斷器F1,接地故障與負極分離,但仍然通過熔斷器F2與正極相連。

    危害:蓄電池漏液將使該蓄電池失去電解液,導致蓄電池失效,進而使整組蓄電池容量下降。

    處理:將漏液的該單體蓄電池退出運行。

    2 交流串入

    廠、站直流系統(tǒng),當中性點接地的交流電源串入時,將產(chǎn)生接地故障。如圖2所示。

    6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會

    圖2 交流串入引起的接地

    產(chǎn)生原因:220V交流照明電源與PT57.8V電壓源,由于絕緣下降、誤碰、誤接等原因,串入直流系統(tǒng)。

    現(xiàn)象:用公用表直流擋測量對比壓時,一極為0V,另一極則為母線電壓。而用交流擋測量對地電壓時,正、負極交流電壓相同,如220V AC等,表明站用交流220V火線串入到直流系統(tǒng),直流對地電壓為0V的那一極,則為交流串入極,如圖2中為正極交流接地。

    危害:可能引起保護等控制設備誤動[1]。如果是PT57.8V電壓源串入直流系統(tǒng),還將導致PT電壓下降,使保護計算母線電壓時出現(xiàn)錯誤,產(chǎn)生越級跳閘等事故。

    處理:斷開交流電源與直流系統(tǒng)的連接點即可。

    3 錯誤接線

    當某負荷正負電源線分別接入I、II 段母線時,將發(fā)生兩段母線均出現(xiàn)接地故障。如圖3所示,I段母線正極接地,II 段母線負極接地。  

    6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會

    圖3 錯誤接線引起的接地

    該接地故障是重要變電站采用2套直流系統(tǒng)后,出現(xiàn)的新型接地故障。如廣東惠州某220kV變電站、浙江金華某500kV變電站均發(fā)生過上述接地。

    圖3中,V1、V2分別為I、II段母線電壓,R1、R2與R3、R4分別為I、II段母線直流接地故障檢測平衡橋電阻,RD為跨接在I段正極、II段負極的負載總電阻,V1+、V1-、V2+、V2-分別為I、I母線的正極、負極對地電壓。

    為便于計算,假定:V1=V2=V,R1=R2=R3=R4=R,可求出:

    V1+=?V*RD/(RD+R)..............(1)

    V1-=-?V*(RD+2R)/RD+R)..(2)

    V2-=-?V*RD/RD+R).................(3)

    V2+=?V*(RD+2R)/RD+R)...(4)

    VD=V*RD/RD+R)......................(5)

     

    假設R=50kW,RD=5kW,V=220V可計算出:

    V1+==V2-=10V;V2+=V1-=210V;

    VD=20V=9.1%*母線電壓。

    現(xiàn)象:2套直流系統(tǒng)同時接地,1套正極接地,另一套負極接地。接地極對地電壓相同。跨接2段母線的負載RD兩端的電壓為接地極電壓的2倍,并大大小于母線電壓。

    危害:使圖3中負荷RD失壓,并將導致其拒動等。

    處理:將負荷的電源線接入同一段母線。

    4 抗干擾電容盒

    抗干擾電容盒或開關(guān)電源進線,都配有圖4中所示電路,主要作用是防止高頻充電電源的各種干擾信號進入微機保護,損壞微機保護的絕緣和元件。當圖4中濾波電容C3、C4、C5、C6發(fā)生絕緣下降或擊穿時,將引起直流系統(tǒng)接地故障。

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    圖4 抗干擾電容盒接地

    現(xiàn)象:該接地非常隱蔽,查找時要細心耐心。如浙江杭州某220kV變電站2009年元月發(fā)生抗干擾電容盒接地故障,用了將近1個月的時間逐步更換電源板進行檢測才找出該接地故障。

    危害:將使微機保護的抗干擾能力下降,并可導致微機保護裝置故障。

    處理:更換抗干擾電容盒或該開關(guān)電源。

    5 故障錄波屏

    近幾年來,為了加強對直流系統(tǒng)的故障分析,大都要求故障錄波屏記錄直流系統(tǒng)母線電壓和正負機對地電壓。

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    圖5 故障錄波輸入回路接地

    對地電壓的取樣一般通過R1、R2、R3、R4分壓,如圖5所示。由于沒有統(tǒng)一規(guī)定,故障錄波生產(chǎn)廠家為了方便,采用的取樣電阻均小于100kW,這樣絕緣裝置將檢測出直流系統(tǒng)絕緣下降,有的變電站兩套直流系統(tǒng)并列運行后絕緣電阻更低。

    危害:降低了直流系統(tǒng)的絕緣電阻及絕緣裝置的檢測靈敏度。

    處理:提高故障錄波屏對地電壓取樣電阻值至2~3MW。這樣即可保證故障錄波的采樣精度,又不影響直流系統(tǒng)的絕緣。

    浙江湖州供電局2009年某220kV變電站經(jīng)常發(fā)生由故障錄波引起的接地故障。

    6 平衡橋電阻損壞

    無論是早期的絕緣監(jiān)測繼電器,還是現(xiàn)在運行的微機絕緣監(jiān)測裝置,都配有平衡橋電阻, 如圖6所示,直流系統(tǒng)正負極可接入一個電阻,即R1、R2。

    一方面是為了將正負極對地電壓穩(wěn)定在50%的母線電壓,防止一點接地引起保護誤動。另一方面,用于接地故障告警監(jiān)測,當有接地故障發(fā)生時,絕緣裝置發(fā)出告警信號,告知運行維護人員到變電站現(xiàn)場處理接地故障,避免發(fā)生2點或2點以上接地故障,引起保護誤動或拒動。

    6種少見的接地故障處理方法,運行檢修人員一定要學會

    圖6 平衡橋故障引起接地

    現(xiàn)象:當正極平衡橋電阻斷開,將發(fā)生負極全接地,即負極電壓為0V,反之當負極平衡橋電阻斷開,則發(fā)生正極全接地,即正極電壓為0V。當正負極平衡橋電阻全部斷開時,對地電壓不穩(wěn)定,有時正極偏低,有時正極偏低,有時2極都偏低。

    產(chǎn)生原因:絕緣裝置平衡橋電阻選擇的功率太小,長期過熱導致電阻燒斷。

    危害:該接地故障有時需要通過運行人員測量直流系統(tǒng)對地電壓才能發(fā)現(xiàn),致使直流系統(tǒng)長期接地而不知曉,再發(fā)生接地故障可能引起保護誤動。

    處理:這種由平衡橋電阻損壞引起的接地故障,由于不是系統(tǒng)真正接地,會導致運行維護人員浪費大量精力查找接地故障,但始終找不到接地點,值得大家注意,如果發(fā)生無法查找直流接地的原因時就要考慮平衡橋電阻損壞問題,通過更換正常的平衡橋進行檢驗。

    此類接地故障在許多變電站都有發(fā)生。

    7 結(jié)論

    隨著直流系統(tǒng)負載、運行方式等變化,引起接地故障原因也將方式改變,運行維護人員應及時了解和充分認識各種接地各種的表象與危害,既要預防接地故障的發(fā)生,還要快速處理各種接地故障,以提高直流系統(tǒng)的運行可靠性,保安全證電力系統(tǒng)的安全運行。

    本文編自《電氣技術(shù)》,標題為“6種接地故障現(xiàn)象與分析”,作者為盧純義、趙勝紅 等。

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