火力发电厂直流系统接地故障分析及查找方法

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年第2期   作者:陈昌福
[导读] 直流系统作为电厂的一个重要系统
         摘要 直流系统作为电厂的一个重要系统,直流系统发生接地故障可 能会引起信号回路、控制回路、继电保护和自动装置回路误动作,导致电力系统不能安全正常运行。快速正确地对故障进行分析和处理,而且要及时对直流系统的故 障产生原因进行排查并做好故障发生预防工作,是保证电力系统安全运行的关键。 当系统出现正极一点接地故障时,可能造成开关拒动;负极接地可能操作开关误动;当发生两点接地,可能造成直流电源开关跳闸,直流回路失去电源,保护装置失电,设备无保护,还可能造成开关的越级跳闸,造成事故扩大。
         目前,华润电力贺州电厂直流电源采用双电源供电,每路电源经二级管后并联输入到控制回路和信号回路,可以保证电源无间断切断,研究其直流故障及处理具有十分重要的意义。
         1  直流系统接地的原因和系统故障的危害及方法
本文介绍电厂直流系统接地直流接地产生的原因,分析了直流接地系统故障的危害及解决方法,为现场检修及维护人员迅速且有效地应对直流系统接地故障提供参考。
         1.1 直流系统接地的原因
         (1)二次回路绝缘材料绝缘不合格、老化或绝缘受损引起直流系统接地。
         (2)二次回路绝缘受潮,绝缘下降,从而导致接地。
         (3)电源混搭,交流窜入直流。
          (4)室外设备受潮,特别是室外就地控制箱受潮,例如高厂变就地控制箱、电动机就地急停按钮等环境较为恶劣的地方,受粉尘、雨水、大风、酸碱腐蚀等影响,极易使直流系统绝缘下降或端子箱进水、受潮引发直流接地导致直流接地。
          (5)外力造成直流接地,由于直流电缆线芯较细、机械强度较小,在外力作用下,极易造成损坏,形成接地。如直流电缆敷设、接线等工作中因方法不当造成电缆绝缘受损;同时在二次回路中,直流元件绝缘性能低也会造成接地故障。
         1.2 直流系统接地故障的查找、排除
         1.2.1 拉回路法
         这个方法就是逐一把直流负荷开关断开,查看直流故障是否消除,这是排查直流馈线回路最行之有效的方法。华润电力贺州电厂一直遵循配合运行人员监盘逐一拉直流负荷开关法快速排查直流系统故障。拉负荷开关时注意观察直流母线电压情况。发现电压恢复正常时,从最开始拉的负荷开关恢复。
         1.2.2 直流接地故障分析仪装置故障定位法
         目前,火力发电厂直流电源接地故障查找的核心问题是现场干扰大。在不同的直流电源和不同的工作状态下测量,抗干扰性差,导致误测误判。利用直流接地故障分析仪装置查找直流接地故障时,不需要断开电源,可实现接地点定位。仪器能检测直流系统接地电阻阻值和接地方向,为电力直流系统接地故障的查寻与定位提供适用可靠的高准确性探测仪器。
         使用流程如下。
         将信号发送器电源开关置于OFF,将输出信号线插头插入探测仪的输出插座上,信号输出线的正母线夹在正接地极上,输入线的负母线夹在直流母线的负接地极上,输出线的大地夹在直流屏的铁壳上(即大地)。仪器开关置于ON,仪器开始工作。

仪器显示器显示接地电阻阻值,并语音提示有无接地现象,若有接地,将在屏幕上显示哪一极接地。
         开启接收器,液晶显示相关参数。界面提示“同步信号握手中”,将发送器“母线/支路”开关置“支路”,接收机显示“同步信号握手成功,请发送机接收机保持当前状态”,如果任意一方重启或改变状态,均需将接收机靠近发送机(重置支路)重新握手同步信号。
         用接收器的监测探头分别卡住直流系统各个支路,显示器显示当前支路的对地电阻,建议每个回路测量2~3次,以获得最后的稳定值。
         检测探头查找支路接地故障时,可以同时卡住某个支路正、负两条馈线,一次便可以测出该支路是否有接地故障,也可以将正、负两馈线分两次测量,先卡住该支路正极馈线,后卡该支路负极馈线,反之亦可。
         找到了故障支路,可以顺着这条支路查找接地故障点,检测探头沿着这条支路向后移动,如果测量电阻突然变大,此测量点之前的附近点便是接地故障点(即接地点就在这两个测量点之间)。
         排除故障点后再看发生器正负极对地或都显示999K。
         1.3 查找直流接地故障的技巧
         1.3.1 回路是否存在电源混搭现象
         电气回路中,利用二级管的单项导通性,采用双电源分别通过二极管输入直流电,直接给控制回路、信号回路等供电,当其中一路电源的二极管损坏后,另外一路直流电的正负极将与第一路直流电混连在一起,造成直流系统接地;当断开一路电源后,接地消失。对于直流照明盘柜平时可以停运一路电源。
         1.3.2 确认二次回路中提供的干接点是有源还是无源
         另外,当一个回路只需要另外一个回路提供干接点时,反而提供了带电源的干接点,造成电源混搭,在查找二次回路中,一定要注意。
         1.3.3 二次回路端子排环线是否正确
         当对二次回路在端子排上进行环线时,可能造成几个控制回路的混连,绝缘降低。
         1.3.4 检查盘柜是否受潮
         盘柜内部是否有明显的潮气、水珠等现象。
         1.3.5 直流系统绝缘监测装置设计问题
         由于此装置采用不平衡电桥原理设计,当测量直流电源对地电压时,电压波动范围大,当隔离装置后,测量电压比较平稳。
         2  结语
         直流系统接地故障,是每个电厂都面临的比较棘手的问题,接地故障直接引起开关、保护的误动或拒动,严重威胁到电厂的安全运行,因此快速查找直流系统故障与及时消除故障隐患,是确保电气系统的安全性和可靠性的方法。在电厂日常管理中,掌握查找直流系统接地处理方法可以帮助运行、维护人员迅速处理故障,避免造成更严重的后果,为电厂的安全运行提供了重要保障。
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