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基于变电站直流系统接地处理方法的研究

作者: 发布时间:2020-01-21 09:00:40 阅读: 41 次

摘要:当变电站的直流系统出现接地故障时,将会极大的影响变电站保护及自动装置正常动作,严重危及电网系统的安全运行,因此及时对直流系统出现的接地故障进行处理对变电站安全运行具有重要作用。本文在总结变电站直流系统运行方式的基础上,重点讨论了直流系统接地的危害以及查找处理方法。

关键词:变电站;直流系统;接地;运行方式;处理方式

 

 

变电站直流系统的主要功能是为系统的保护装置、自动控制装置、监控通讯装置等控制、保护回路的正常运转提供电源,以及发生交流电源消失后为事故照明等提供直流电源。若直流系统出现接地,非常容易造成接地短路,继电保护、自动装置误动或拒动,或造成直流保险熔断,使保护及自动装置控制回路失去电源。进而为变电站带来严重的安全风险。本文根据作者实际经验,总结了变电站直流系统的运行方式,分析了接地危害及查找处理方法。

1 变电站直流系统的运行方式概述

变电站的直流系统的主要输出电源方向为主变的控制保护装置、公用信号装置、线路控制保护装置、设备操作装置等变电站运行设备。一般情况下,直流系统的两段母线处于分列运行状态,而直流负荷处于断环运行状态。直流和交流系统分别带有一部分直流负荷,同时使两段母线的直流负荷基本平衡。需要注意的是,要禁止两套充电系统长期并列运行。常见的直流系统运行方式有以下五种。

种方式为充电装置和母线一一对应运行,即1号充电装置的运行位置为段母线,2号充电装置的运行位置为第二段母线。母线的分段开关为分闸位置,该方式可以实现两段母线上的直流负荷均匀分布。

若其中一组的充电装置或者蓄电池组发生故障,则可以采用第二种运行方式。该方式只有一组蓄电池组或充电装置在母线上运行,母线的分段开关变为合闸位置,此时仍旧可以保持两段母线的直流负荷均匀分布。

若其中一组的母线发生故障,则可以采用第三种运行方式。该方式将正常运行母线的充电装置和蓄电池组设置在该母线段,母线的分段开关设置在分闸位置,此时直流负荷全部分布在正常运行组的母线部分。

若其中一组的充电装置和另一组的蓄电池同时发生故障,则需要采用第四种运行方式,该方式将充电装置和蓄电池组分别放置在两段母线上运行,将母线的分段开关设置在合闸位置,此时直流负荷可以实现两段母线的均匀分布。

若交流电源全部失压,则直流系统充分发挥作用,两块蓄电池组分别为两段母线供电,设置母线分段开关在分闸位置,该运行方式可以保证直流负荷在每段母线的均匀分布。

由于变电站各系统的运行过程是动态的,所以需要确定一个统一的原则,才能对发生状况时的系统及时进行状态转换,该原则应包含如下几方面内容:(1)是每种转换方式都可以保证系统避免出现失压状态;(2)是两组充电机和两组蓄电池均不能长时间并列运行;(3)是当充电装置发生故障时对各部分的操作顺序应该为先合母段开关,再停止交流电源;(4)当充电装置工作在送电状态时,确保充电模块电压高于蓄电池端电压;(5)按照合母联开关、合负荷开关、分母联开关的顺序进行负荷转移。

2 直流系统接地的危害及相应的处理方法分析

直流系统出现接地时,按照接地点数可以分为单点接地和多点接地两种。通常,变电站直流系统中直流正负极对地是绝缘的,发生一点接地时由于未构成接地电流通路而不会引起危害,但单点接地是不允许长期运行的,因为若另一地点再接地,将会造成直流短路或严重影响保护及自动装置的正常动作,。

出现单点接地时,接地一极的电压会降低,非接地一极的电压会升高,直流负荷均衡分布状态将被打断。在状态被打断和发生恢复的短时间内,非常容易引起直流回路中间的继电器误动或者跳闸,这是由于回路中继电器的跳闸回路要通过长电缆的远距离启动,而继电器电容分布较大造成的。但是这种情况不会对整个变电站的设备的正常运行造成影响。为防止继电器误动这种情况出现,可以在继电器的选取方面选取启动功率较大的继电器。

但是当一点接地还没有消除时,再发生第二点接地,也就是出现多点接地现象,则很容易引发直流短路或者开关误动或拒动,进而造成直流系统紊乱,甚至熔断器熔断等现象,为变电站的安全运行带来巨大威胁。此时可配置绝缘监查设备,以确保在发生直流接地时阻止进一步的破坏行为出现,同时发出警报信号,提醒运行人员及时排除故障。但是对直流系统的接地处理方式还是以查找修复为主。

3 直流系统接地查找方法分析

通常,每段直流母线都会配置一套绝缘监查设备,该设备可以监测直流系统中的正负母线的绝缘状况,但是出现直流接地故障后该设备只能够进行大致故障范围定位,具体位置还需要配合手动拉路方式查找。

不过,在确定大致的接地范围后,可以辅助使用万用表对母线的电压进行测量,进而判断直流系统接地情况,正负极的电压出现不一致时,哪一级电压低则判定该极为接地极,此时配合使用拉路法即可对故障位置进行定位。

所谓拉路法是指将直流系统的各负荷回路进行短时停电处理,停电时间不能超过3秒。负荷回路的停电顺序建议为:接地现场临时工作电源、事故照明回路、附属设备回路、信号回路、操作控制回路、保护回路、蓄电池回路。当拉某一回路短时停电时,接地现象未消失,则表示该回路直流系统运转正常,需要对下一回路进行测试,直到短时停电后接地现象消除为止,该回路即为发生直流接地的位置。经过层层分解、段段排查,最终可将接地点定位于一段简单的回路中,通过使用摇表对该回路内的接线进行绝缘测试,进行故障排除。

随着技术的发展,便携式直流接地故障定位装置被广泛地应用于接地故障定位,利用该装置可以简化查找方式,提高查找安全性,缩小定位范围。但是这类产品在抗电磁干扰方面还有待改进和完善。

 

总结

直流接地是变电站中常见的一种故障。对于该种故障的处理需要掌握基本的直流运行知识,深入了解变电站内直流系统及其负荷回路的工作运行状态,并借助日常经验、检测设备或者其他故障现象等对故障位置进行准确判断,做到及时有效处理。

 

参考文献

[1] 曾双成.变电站直流接地故障探讨[J].中国新技术新产品,2012(2)

[2] 严剑生.变电站直流接地故障探讨[J].中国新技术新产品,2012(16)

[3] 何铭宁.现行变电站直流接地检测及准确定位[J].电气应用,2008,27(5)

[4] 陈鹏,周晓溪.变电站直流系统安全稳定运行的探讨[J].黑龙江科技信息,2012(28)