實踐證明,直流系統(tǒng)接地的危害不僅使繼電保護裝置誤動、拒動,甚至?xí)斐刹捎弥绷骺刂频囊淮卧O(shè)備誤動、拒動,嚴重危及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
一直流系統(tǒng)接地的危害
運行實踐中發(fā)現(xiàn),直流接地不僅會造成繼電保護誤動、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)瓦解的嚴重后果。
二直流絕緣檢測監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀
目前淮北國安電力有限公司絕緣檢測監(jiān)測裝置所采用的技術(shù)原理,與現(xiàn)場實際情況存在一定的差距,造成了裝置的功能難以*現(xiàn)場實際需要。
2.1絕緣監(jiān)察裝置技術(shù)原理存在的問題
對于生產(chǎn)現(xiàn)場而言,電廠多年運行后,電纜絕緣普遍下降,各種端子箱、機構(gòu)箱、刀閘輔助接點箱等生銹損壞,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(對地阻值高)、多點接地、正負均有接地以及正負絕緣電阻之差較小,形成對稱性接地故障接地性質(zhì)。而目前直流絕緣監(jiān)察裝置對于直流系統(tǒng)執(zhí)著地監(jiān)察報警采用電橋平衡原理,對上述高阻對稱性接地?zé)o法有效檢測。因受電橋平衡原理的限制,裝置只能監(jiān)測非對稱性直流接地故障,在正、負絕緣電阻均等下降或其值相接近時,裝置不能反應(yīng)。而且,若兩絕緣電阻相差較大,而實際上任一級的絕緣水平并未低于允許值的情況下,也可能報警,使檢測人員誤認為絕緣水平下降。
2.2支路檢測原理存在的問題
隨著微機保護大量抗干擾電容的安裝使用,直流系統(tǒng)開環(huán)輻射供電運行方式的采用使直流系統(tǒng)的對地電容電流增大?,F(xiàn)使用向系統(tǒng)注入信號方式的微機型絕緣支路選線裝置,實際上已無法實現(xiàn)對接地支路的有效查找。當(dāng)電容電流大于檢測裝置對絕緣電阻泄漏電流的整定值時,將造成誤發(fā)信號,影響裝置的正確判斷,運行實踐也證明:淮北國安電力有限公司安裝有國內(nèi)某廠的接地選線儀。在380V工作IA段控制電源直流接地時,報出集控室回路直流接地,對運行、維修人員查找接地造成了大的干擾,危及電網(wǎng)安全運行。
2.3現(xiàn)有的絕緣監(jiān)察裝置不能自動滿足直流系統(tǒng)運行方式變化的要求
按照國電公司新下發(fā)的反事故技術(shù)措施“防止電力生產(chǎn)重大事故的25項重點要求”,樞紐變電站直流系統(tǒng)廣泛采用雙組蓄電池、單母線分段接線方式。兩段直流的母線在并列運行方式下(如單組蓄電池容量試驗時),要求及時停運某一段母線的直流絕緣監(jiān)察裝置,以保證直流系統(tǒng)對地絕緣電阻不降低,否則可能造成在直流一點接地時繼電器誤動;在兩段直流母線分列運行方式下,要求及時按兩段母線的絕緣監(jiān)察裝置,否則會造成一段直流母線失去絕緣監(jiān)視。以常規(guī)直流絕緣監(jiān)察裝置為例;兩段直流母線分列運行時,是兩個獨立的直流系統(tǒng),每段母線均投運一套監(jiān)察裝置。為了測量對地電位,每個絕緣監(jiān)察裝置設(shè)有一個人為的接地點。為防止在直流網(wǎng)絡(luò)中其它任何地方再發(fā)生一點接地時而引起繼電器誤動,要求絕緣監(jiān)察繼電器的線圈具有足夠大的電阻值。(對220V直流系統(tǒng)該線圈具有足夠大的電阻值為30KΩ,其起動電流為1.4mA。系統(tǒng)中其它繼電器的起動電流都應(yīng)選擇大于1.4mA)。在并列運行時,相當(dāng)于一條直流母線一個直流系統(tǒng),必須在并列前停運一段母線的絕緣監(jiān)察裝置,否則會造成兩個30KΩ電阻并列,對地絕緣電阻變?yōu)?5KΩ,造成一點接地(220kV直流系統(tǒng)接地對絕緣報警值為20KΩ)。此時如再有另一點接地,其接地電流足以造成某些繼電器誤動。同時,在兩段母線由并列運行轉(zhuǎn)分列運行后,應(yīng)及時將已停運的一段母線絕緣監(jiān)察裝置投入,否則會造成該段母線及其系統(tǒng)失去對地絕緣監(jiān)察?,F(xiàn)有的直流絕緣裝置均不能自動適應(yīng)兩段直流母線的分、并列運行方式,一般采用在二次接線上利用手動開關(guān)或母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)輔助接點切換停運一套裝置的接地方式?;蛲ㄟ^斷開一套裝置的接于直流母線的熔斷器而停運裝置。
3對策及效果
為解決上述問題。我廠重新選用一種新型的微機直流接地選線監(jiān)測裝置——GYM直流接地選線監(jiān)測儀。
3.1GYM的工作原理
采用平衡電橋與不平衡電橋相結(jié)合,可有效地檢測正、負級同時接地,對地絕緣電阻不受正、負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,K1、K2合上,為I段母線提供一個接地點,記錄下此時的正母線對地電壓、負母線對地電壓,以及I段各支路的對地漏電流值。如果此時有一點接地發(fā)生,此時的IV正1≠IV負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)生正負同時接地時,則此方法不能準確測出接地電阻,而需要使用不平衡方法檢測母線對地絕緣。當(dāng)設(shè)備處于自動檢測方式時,首先采用平衡電橋K1、K2合上,當(dāng)接地的正負母線的對地電阻不相等,或不同時相等,則會造成正母線對地及負母線對地的電壓偏差,此偏差一但超過設(shè)定的值(10V)時,設(shè)備將啟動一次,不平衡檢測,即將K1、K2分別合上一次,記錄K1合上時的正負母線對地電壓及支路漏電流;K2合上時正負母線對地電壓及支路漏電流;根據(jù)母線對地的4個電壓值,即可計算出正負母線的對地電阻。
R+=(V3-V1)RO/V1R-=(V2-V4)RO/V4
再結(jié)合支路的2個漏電流值,即可計算出支路對地的電阻Rn+及Rn-,Ⅱ段母線的檢測方法同I段母線,為了克服系統(tǒng)電容的影響。我們采用切換后延時采樣。以避開電容充放電的過渡過程的影響。
3.2對直流系統(tǒng)運行方式的影響
采用將電橋改為分別投入兩段母線的方法,使直流系統(tǒng)的I、Ⅱ段母線是否并列運行不影響本裝置的檢測,不影響系統(tǒng)對地絕緣電阻,自動滿足直流系統(tǒng)運行方式變化的要求。采用將電橋改為分別投入兩段母線,這樣在同一時刻,兩段母線上只有一段的平衡電阻,另一段沒有,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)兩段母線是否并列運行就不會影響到對絕緣的監(jiān)測,不會降低直流系統(tǒng)對地絕緣電阻,從而實現(xiàn)了自動滿足直流系統(tǒng)運行方式變化徑的要求。
3.3支路檢測不注入信號,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0.1mA),結(jié)合不平衡電橋可以測出多支路同時接地或同時平衡接地的情況,并可直接顯示接地漏電流數(shù)值。不需注入信號,并通過多次實驗,將直流傳感器的抗過載能力提高,過載恢復(fù)后能即刻恢復(fù)其檢測性能。利用系統(tǒng)在絕緣良好的時候,每月進行一次零點掃描,將傳感器的零點誤差消除。
3.4在裝置中設(shè)置定檢方式,方便對接地支路的分支支路的查找
在裝置中裝置定檢方式,通過傳感器對報警支路的漏電流的高速檢測與監(jiān)視,直接顯示在裝置的液晶屏幕上,配合拉合報警支路的分支路熔斷器,有助于查找具體的接地支路,特別是對于多路、多點接地的情況。
3.5采用防誤技術(shù),提高裝置的抗干擾能力,對支路電流的采集,因信號小、易受環(huán)境的影響,我們采用采集母線對地電壓的辦法。因電壓量是比較強制信號量,且檢測不易受到外界的影響,用母線電壓計算出的阻抗如果正常,則支路就不可能有報警發(fā)生。我們在軟件上封鎖支路報警的輸出,但同時計算支路的信號電壓值與零點值的誤差。如果誤差過大,則給出支路檢測元件故障的告警信息,顯示在屏幕上,以便及時排除。
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