变电站站用直流系统接地现象及辨识.pdf
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1、第二十八卷第二期Vol.28,No.2JOURNAL OF ANHUI ELECTRICAL ENGINEERING PROFESSIONAL TECHNIQUE COLLEGE安徽电气工程职业技术学院学报2023年6 月June 2023变电站站用直流系统接地现象及辨识李炎,严太山,张昭源,章俊辉(国网安徽省电力有限公司超高压分公司,安徽合肥摘要:文章首先简要分析了直流系统的重要性及发生直流接地的危害,系统地模拟了不同类型直流接地故障,分析了不同类型直流接地故障的异同点。通过对不同类型直流接地的分析,找出辨识接地类型的方法。最后总结了直流接地期间的相关要求,为现场人员提供了有效的直流接地故障
2、排查思路。关键词:直流接地;平衡接地;直流互窜;交流窜入中图分类号:TM86231131)文献标识码:A文章编号:1 6 7 2-9 7 0 6(2 0 2 3)0 2-0 0 1 5-0 7Identification of DC System Grounding Fault in SubstationsLI Yan,YAN Taishan,ZHANG Zhaoyuan,ZHANG Junhui(State Grid Anhui Ultra High Voltage Company,Hefei 231131,China)Abstract:This paper first gives a br
3、ief analysis of the importance of DC system and the harm of DCgrounding,simulates various types of DC grounding faults and analyzes the similarities and differences.Through analysis,the paper finds out ways of identifying different types of DC grounding faults.Finally,itsummarizes the related requir
4、ements during the DC grounding,which provides effective troubleshootingideas for the field personnel.Key words:DC system grounding;balance grounding;DC crosstalk;AC injection0引言变电站直流系统是由充电装置、蓄电池组、馈电网络等组成,主要为站内保护测控装置、信号回路、控制回路、通信装置等提供稳定可靠的能源。直流系统的可靠运行直接关系到整个变电站甚至区域电网的安全稳定运行。直流系统接地故障是直流系统最常见的故障,因此能够快速
5、的辨识出接地故障的类型对于直流系统的运行维护具有重大的意义 1直流系统接地的类型直流系统在运行中存在多种类型的故障,主要为以下几种。(1)交流窜入:工频交流系统与直流系统发生的非正常电气连接,造成交流电窜人直流母线及直流馈线系统。(2)直流互窜:两段直流母线及其馈出支路相互发生的非正常电气连接,或两套直流系统相互发生电气连接,造成两段直流母线相互连接。(3)接地故障:带电导体和大地之间出现意外连接。收稿日期:2 0 2 3-0 4-1 9作者简介:李炎(1 9 9 3一),男,安徽滩溪人,工程师,主要从事超高压变电站运检工作。15安徽电气工程职业技术学院学报第二十八卷第二期22直流系统接地现象
6、及辨识方法2.1交流窜入现象:当直流系统发生交流窜入时,如图1 所示。交流窜入极的电压降为0 V,另一极为直流母线电压。绝缘监测装置显示有交流窜人值,绝缘监测装置选线结果为该支路直流接地。原因:因站用低压交流系统为直接接地系统,因此当直流系统发生交流窜入时,相当于金属性接地。辨识方法:使用万用表直流档测量,窜人极电压为0 V,非窜入极电压为直流母线电压。使用万用表交流档测量直流母线正、负极,均存在相同的交流窜入值。引申:当直流系统发生正负极平衡接地和交流窜入时,如图2 所示。其接地现象与单一交流窜入完全相同。仅当解除交流窜入支路之后,绝缘监测装置重新选线方可选出平衡接地支路。如果不解除交流窜人
7、支路,直接通过便携式接地查找仪也可以直接选出全部接地支路。220VI段直流母线220VI段直流母线+20k2图1 交流窜入直流图2交流窜入直流且平衡接地2.2两段直流母线同极互窜现象:当发生两段直流母线同极金属性互窜时,如图3所示。现场无告警,电压均正常,但两段直流母线正极电压会完全相同。原因:即使发生两段直流母线同极互窜,但因两段母线正极电压正常相差不大,因此在正常运行时并无明显异常现象。辨识方法:可将其中一段直流母线充电机由浮充模式改均充模式,或调整其中一组充电机输出电压(抬高或降低5%),观察另一段直流母线电压数值变化情况。其中两段直流互窜极电压完全一致,两段直流母线电压压差与非互窜极压
8、差完全一致。引申:如果两段直流母线之间发生非金属性互窜,如图4所示,则改变其中一段母线电压之后,因该电阻分压造成另一段直流母线电压数值变化不明显,仅能通过便携式接地查找仪选出互窜支路。220VI段直流母线+20k2220V段直流母线220VI段直流母线+220VI段直流母线+20kg图3两段直流系统同极金属性互窜图4两段直流系统同极非金属性互窜16李炎,严太山,张昭源,章俊辉:变电站站用直流系统接地现象及辨识2.3两段直流母线异极互窜现象:当发生两段直流母线异极金属性互窜时,如图5 所示。其中一段直流母线报直流正接地,另一段直流母线报直流负接地,且两段母线接地极电压大小相等,方向相反。220V
9、I段直流母线十220VI段直流母线图5 两段直流系统异极金属性互窜原因:因为直流系统本质就是平衡接地系统,而且两套直流系统结构完全一致,因此对称效应明显。以图6 为例进行计算,图6 电路可等效为图7 所示。1KM+111111KM+220VHHH口R1-30koR2-30koR3-5kQ图6两段直流系统异极非金属性互窜220V1KM.1KM.2KM+R-10ko绝缘监视继电器2KM+220V口R4-30 koR6-5ko2KM-R5-30ko220V2KM-口R1-30ko口R2-30kQ1R-5ko2R-5kQR4-30kQR5-30kQ绝缘监视R3-5ko继电器绝缘监视R6-5kQ继电器三
10、图7两段直流系统异极非金属性互窜等效电路通过计算可得1 KM+的电压为1 9 8.0 1 V,1KM-的电压为-2 2 V,2KM-的电压为-1 9 8.0 1 V,2KM+的电压为2 2 V。辨识方法:当两段直流母线发生异极金属性互窜时,一段母线正极电压抬高或降低时,另一段母线负极电压发生同样变化,当断开任一段母线互窜支路时,另一段母线接地也会消失。引申:如果发生两段直流母线异极非金属性互窜,如图8 所示。两段母线电压仍互窜,但是当高一段母线电压时,因为电阻分压造成两段母线电压不再对称。17安徽电气工程职业技术学院学报第二十八卷第二期220VI段直流母线+220V段直流母线10kQ图8 两段
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