(国电蚌埠发电有限公司运行部 安徽省蚌埠市 233000)
摘要:直流系统是大型火力发电企业的重要组成部分,由于直流负荷的多样性,导致直流供电网络分布范围较广,而且工作环境比较恶劣,所以直流系统接地故障是常见缺陷。本文主要介绍直流接地故障原因分析、处理方法原则等,并通过实践中查找直流接地实例,为运行维护人员查找直流接地提供经验。
关键词:直流系统;直流接地;绝缘监测
1、引言
由于直流电源系统具有不间断供电的特点,我厂保护装置、自动切换装置、厂用电母线、电动机操作电源大都采用直流电源,它为控制负荷和动力负荷以及事故照明负荷等提供电源,是当代电力系统控制、保护的基础。我厂的直流系统均是以直流屏为电源核心,控制、信号、测量回路及继电保护装置、自动装置和断路器的操作为用电负荷,它们一起为我们厂用电系统、保护、远动通讯的正常运行提供可靠保障。
2、直流绝缘故障的原因及危害
直流系统的用电负荷种类较多,决定了其分布范围广、外漏部分多、线缆多、线缆长,因此很容易受尘土、潮气的腐蚀,还有可能受到其他有害物质的侵蚀,使某些绝缘性能薄弱的元器件绝缘降低,甚至绝缘破坏,造成直流接地。分析直流绝缘故障的原因一般有如下几个方面:
(1)二次回路及设备严重污秽和受潮,使带电部位绝缘下降;
(2)二次回路绝缘材料不合格,绝缘性能低;
(3)年久失修,老化严重;
(4)回路中存在某些损伤缺陷,如磨伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等,导致绝缘性能下降;
(5)小动物如老鼠、蜈蚣等爬入带电回路;
(6)小金属零件掉落在带电回路上。
若直流系统发生一点接地时,回路中没有短路电流经过,熔断器不会熔断,系统仍能继续运行。但是,这种接地故障必须及早发现并处理,否则当形成两点接地时,就会引起信号回路、控制回路、继电保护及自动装置回路误动或拒动,或造成直流熔断器熔断,使继电保护、自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路中同极两点接地,还可能将某些继电器短接,不能动作于跳闸,致使越级跳闸。
可见在直流系统中,一旦绝缘出现故障,不仅对设备不利,而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此,一旦发现直流系统有接地现象,应尽快查找接地点,排除故障,避免出现两点接地,造成危害。
3、我厂直流接地故障处理实例分析
我厂直流系统配备有:#1、#2机组各设有两段110V直流系统、#1、#2机组共设两段220V直流系统,继电器楼设有两段110V直流系统,#1输煤配电室设有一段110V直流系统,#3输煤配电室设有一段24V直流系统,脱硫配电室设有一段220V直流系统,远动通信房设有两段24V直流系统。针对这两年来我厂直流系统多次发生直流系统接地故障,以继电器楼110V直流接地故障查找实例,浅谈一下直流绝缘故障分析和处理。
事故经过
2017年11月19日夜班,监盘发现NCS发500KV I母母差装置报警,NCS发“继电器楼110V直流1A段母线电压异常”,“继电器楼110V 1B段直流发接地报警”。就地检查继电器楼直流110V 1A段绝缘检测装置报警情况如下图示一,继电器楼直流110V 1A段绝缘检测装置报警情况如下图示二。
图示一 继电器楼直流110V 1A段绝缘检测装置报警图 图示二 继电器楼直流110V 1A段绝缘检测装置报警实拍图
直流接地查找的顺序及方法
随着直流监控技术的发展,可以很好的监测直流系统的绝缘状况,给运行维护人员发现、查找绝缘故障带来很大方便,但这并不能完全代替人工查找接地点的工作。查找直流绝缘故障的一般顺序和方法如下:
(1) 通过绝缘监察装置分清接地故障的极性,并测量其绝缘电阻的大小(一般较为重要的直流系统中装设有在线绝缘监测装置,通过查询,运行人员可直接了解到接地的极性、阻值及回路);
(2) 根据当时的运行方式、操作情况以及气候影响等因素,初步分析判断接地点的位置;
(3) 遵循先信号和照明后控制回路,先室外后室内的原则,采用分路试停的方法寻找有接地点的回路;
(4) 对于不太重要的直流负荷及不能转移的分路,利用“瞬时停电”的方法,查该分路中所带回路有无接地故障。断开直流时间一般不得超过3s;
(5) 对于重要的直流负荷,用转移负荷法,查该分路中所带回路有无接地故障。查找直流系统接地故障,并随时与调度联系,并由二人及以上配合进行,其中一人操作,一人监护并监视表计指示及信号的变化。
故障原因分析如下
(1) 继电器楼110V直流A/B段同时发电压异常报警且接地。初步判断为有合环或者互串;
(2) 就地测量继电器楼110V直流A段电压正对地35V,负对地-78V;继电器楼110V直流B段电压正对地82V,负对地-31V,实测母线电压与绝缘检测装置电压显示一致。两段接地极性相反且接地程度相同。发生接地的负载很可能是双电源同时接入且发生互串;
(3) 二期近期有新增直流负载送电和设备调试,且之前继电器楼110V直流系统长期运行稳定。因此优先排查新增二期直流负载。
(4) 用拉路法排查至继电器楼110V直流A段155Z支路“220KV燕山变线保护1柜”开关时,断开开关负载电源指示灯不熄灭。测量负载侧仍有电压;
(5) 断开继电器楼110V直流B段155Z支路“220KV燕山变线保护2柜”空开后A/B段负载指电源示灯同时熄灭,且接地现象消失;
此次直流接地故障的原因为:继电器楼110V直流A段155Z支路“220KV燕山变线保护1柜”,继电器楼110V直流B段155Z支路“220KV燕山变线保护2柜”空开串线。
查找接地故障时的注意事项
(1) 停电前应采取必要的措施,以防止直流失电可能引起保护及自动装置的误动作。
(2) 禁止使用灯泡寻找接地,必须使用高内阻仪表:220V的内阻不小于20kΩ;110V的内阻不小于10 kΩ。
(3) 在寻找和处理直流接地过程中,不得造成直流系统短路或另一点接地。
(4) 尽量避免在高峰负荷时进行。
(5) 按符合实际的图纸进行,防止拆错端子线头,防止恢复接线时遗留或接错,所拆线头应做好记录和标记。
(6) 查找故障,必须二人及以上进行,防止人身触电,做好安全监护。
结论
直流系统发生一点接地故障时有发生,一旦发生直流接地将危及电厂安全运行。可见在直流系统中,一旦绝缘出现故障,不仅对设备不利,而且对整个电力系统的安全构成威胁。因此,一旦发现直流系统有接地现象,应尽快查找接地点,排除故障,避免出现两点接地,造成危害。
参考文献
[1]《变电运行现场操作技术》 天津市电力公司编 中国电力出版社 2008.6.
[2]《国电蚌埠发电有限公司集控运行规程电气运行规程》.