关于变电站直流系统环网故障的研究
关于变电站直流系统环网故障的研究
发表时间:2019-06-03T15:00:31.463Z 来源:《电力设备》2019年第2期作者:崔永红[导读] 摘要:对于直流系统环网接地故障的特点进行了研究,指出了存在单极接地故障情况下两套直流系统正极环网与负极环网检测结果等效,单极环网与两级环网检测结果等效的特点。
(国网哈密供电公司新疆哈密 839000)摘要:对于直流系统环网接地故障的特点进行了研究,指出了存在单极接地故障情况下两套直流系统正极环网与负极环网检测结果等效,单极环网与两级环网检测结果等效的特点。
同时指出,得出了单极接地故障时环网会造成绝缘监测灵敏度降低的结论。
关键词:直流环网;单极环网;两级环网 0概述
为提高变电站直流系统供电可靠性,无论是国网十八项反措还是相关验收细则都要求220kV变电站采用两套直流系统,即两组蓄电池、两组充电设备,相应的有两组绝缘监测设备。
考虑到两组绝缘监测装置的兼容性,变电站内两套系统配置一般为同一型号。
1直流环网产生原因及分类
变电站直流系统的新增、扩建或技改施工过程中,若施工不认真,验收不细致,就可能埋下直流环网的隐患。
除此之外,一个负荷电源分别取自两套直流电源,若运维管理不善也可能造成直流环网。
为便于分析,本文将直流环网分为三类: a)正极环网,即两套直流系统仅正极环网;b)负极环网,即两套直流系统仅负极环网;c)双极环网,即两套直流系统正、负两极均环网;正极环网与负极环网统称为单极环网。
2直流环网故障分析
图1直流环网故障检测示意图
如图2所示,用S1或S2合上或断开,表示两套直流系统环网,R为两套直流系统的平衡桥电阻(相同型号的绝缘监测装置,平衡桥电阻相同),R1为接地电阻,图2中略去了切换桥电阻,切换桥只是判断系统是否存在两级同时接地,其电阻不参与计算,故略去后并不影响单极接地计算结果。
为方便分析,我们先分析环网条件下正极绝缘降低故障,并做出以下前提条件: a)两套直流系统电压是稳定的、电压值U相同;b)两套绝缘监测装置平衡桥电阻一样(一般情况下变电站两套绝缘监测装置为同一厂家、型号,以便通信)。
2.1两极环网
图2中将S1、S2合上就形成了两极环网,其等效电路图如下
图2两极环网检测示意图
图中R2为图2中R、R1、R三者并联,即 R2=R//R1//R(1-1)
2.2正极环网
图2中将S1合上,S2打开就形成了正极环网,其等效电路图如下:电阻R2同式1-1,其余参数同图2,可以证明电气点O和O1是等电位的,如用导线将O与O1相连,则是正负极两极环网效果。
同理,可以得出负极环网效果与两级环网等效。
综上所述,直流系统单极环网正极接地故障效果与两极环网正极接地故障是等效的;同理可以推导出直流系统单极环网负极接地故障效果与两极环网负极接地故障也是等效,因此,对于单极接地故障,无论是单极环网还是两极环网效果是等效的。
3直流环网对绝缘监测灵敏度的影响将图3继续化简,可得到图6所示:
图3正极环网检测示意图。
直流电源系统环网故障危害分析
后等效电路图ꎮ
配置 [12] ꎬ 正常工作状态下ꎬ 只投一路ꎬ 若两路都
投则造成环网ꎮ
4) 设备内部隔离不彻底ꎮ 某些装置采用两路
电源 ( 互为备用) ꎬ 但装置内部却没有隔离或隔离
不彻底 [13] ꎮ
5) 运行环境导致绝缘老化ꎮ 在同一电缆中ꎬ
operation method of the loop network fault is given.
Key words: DC power systemꎻ DC loop network faultꎻ equivalent circuit
0 引言
1 环网故障产生原因及危害
220 kV 及以上变电站运行中ꎬ 环境、 检修等
两段母线同时接地
( b) 正极接地
√
算得:
√
√
√
V1 + = V1 / 2 ( 正常运行)
V1 + = 2V1 / 5 ( 正极接地)
(3)
(4)
接 地 后 正 极 对 地 电 压 变 化 量 △V = V1 / 2 -
2V1 / 5 = V1 / 10ꎮ 可见ꎬ 在有环网故障的情况下ꎬ 发
111
Changsha 410004ꎬ China)
Abstract: DC loop network fault is one of the common forms of insulation faults in DC power systems. This article analyzes the
causesꎬ types and hazards of ring network faults. Focusing on the equivalent circuit of the DC power systemꎬ the voltage
直流系统环网故障实例及分析
直流系统环网故障实例及分析作者:李彦来源:《科学与财富》2018年第13期一、引言变电站直流系统主要由直流充电屏、馈电屏、蓄电池组、二次电缆和直流负载构成,一般为双套配置。
直流系统主要为保护装置、安全自动装置、故障录波装置和自动化系统等提供稳定可靠的工作电源,是变电站的最基础设备,非常重要。
[1]重要变电站或发电厂的直流系统,为提高供电可靠性,大都采用2组蓄电池与2组或以上充电机。
正常情况下,2组蓄电池要求分开运行,即构成2组独立的直流电源系统。
由于各种原因,如施工带来的寄生回路等,造成2套独立运行的直流系统,出现了电气连接现象,我们称之为环网(直流串电接地)。
[2]二、直流系统环网问题产生原因与危害1、直流系统环网问题出现的原因主要有:(1)施工过程,负荷电源线连接错误,跨接两段母线,某个负荷电源线多于两根,多出的电源线接到另一段母线;(2)倒负荷操作,将某负荷转到另一段母线后,未将原来的那一段的负荷开关断开;导致该负荷由两段母线同时供电,从而产生环网。
(3)重要的保护回路都有两路电源,正常工作状态下,只投一路,如果两路都投则造成环网。
(4)某些装置采用两路电源(互为备用),但装置内部却没有隔离。
(5)在同一电缆中,分属两段母线的供电电缆内部破损造成环网。
2、直流系统环网造成的危害:(1)在较小的直流馈线中,出现环网,由于环流可能导致该馈线烧毁,甚至引起火灾(2)缩短蓄电池使用寿命(3)接地故障检测灵敏度下降,发生接地故障,不能及时正确告警(4)接地引起保护误动的机会越大(5)可能引起设备拒动(6)空开级差配合失效(7)引起接地故障告警(8)两段母线同时接地三、以220kV实习站直流环网故障为例说明1、故障主要现象:实习站2017年04月,#2监测系统故障返厂维修,维修后由继保班到实习站将其安装上电,发现II段直流系统#60(110kV实习1线1211开关操作电源及电压切换装置电源II)、#66(110kV实习2线、实习3线测控装置及遥信电源II)馈线绝缘降低,直流接地监测系统显示#60馈线对地电阻为-6.5kΩ,#66馈线对地电阻为5.4kΩ(正常情况下,馈线对地绝缘应999.9kΩ)。
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理
变电站直流系统接地故障是指直流系统在工作过程中出现故障,导致直流系统与地之间出现电接触而致使电流通过接地电阻流向地面的现象。
变电站直流系统接地故障对变电站的正常运行和电网的安全稳定产生巨大的危害,因此必须及时分析和处理。
一、环网危害分析
1.直流系统失效
当变电站直流系统接地故障发生时,直流系统可能会失去其正常的工作状态,造成变电站的整个运行失效,污染电网的电质量。
2.危害机器及设备
变电站直流系统接地故障会通过接地线导致机器和设备的绝缘和电气性能发生变化,严重时会导致设备的过载、损坏或是爆炸性故障。
3.人身伤害
由于变电站直流系统故障而产生的电流通过人体,会对人产生较大的伤害,甚至导致死亡,因此对变电站的人员安全构成很大的威胁。
二、处理方法
1.检修故障设备
当变电站发生直流系统接地故障时,首先应该进行检查和维修故障设备。
确保设备可靠运行,同时尽可能地缩短停电时间,以减少影响。
2.防止污染电网
在处理变电站直流系统接地故障时,应该采取有效的措施来防止故障对电网造成更严重的影响。
例如,利用隔离开关和升压变压器来控制电压的升高,避免更大范围的停电。
3.预防故障的发生
在日常的变电站运行中,应该采取措施预防变电站直流系统接地故障的发生。
例如,加强变电站设备的定期检修和维护,定期清理直流系统及其周边设备的电极和绝缘体等。
同时要确保设备运行稳定,从根本上预防故障的发生。
直流系统环网故障的处理方法探讨
直流系统环网故障的处理方法探讨摘要:变电站直流系统环网会给电力二次设备,甚至是电力系统带来极大危害。
首先对直流系统环网故障的危害及原因分析作了介绍,其次论述了环网故障会影响蓄电池的使用时间寿命、降低接地故障监测灵敏度及引起火灾的危害,并给出查找直流环网故障点的两种方法,最后,结合两种查找方法处理了一起典型的直流环网故障,为变电站直流环网故障处理提供参考。
关键词:直流系统;环网;查找方法;处理过程0 引言变电站直流系统作为电力系统的重要组成部分,其为站内继电保护装置、安全自动装置、远动通讯装置及控制信号回路提供工作电源,应具有高度的稳定可靠性。
直流回路因布线复杂,常因现场潮湿、灰尘、绝缘老化以及元件损坏等因素引起直流系统接地,如果直流系统出现故障,就可能影响其正常工作,甚至威胁到站内保护装置的安全运行,所以直流系统在变电站中的地位是显而易见的。
然而直流系统环网在发生故障时,危害性较大,严重程度较高,对变电站内二次设备的稳定运行构成直接威胁。
因此,准确查找和检测直流系统环路,有利于及时排除隐患,避免发生上述事故。
本文针对直流系统环网,给出其危害及原因分析,叙述了两种常规查找直流环网故障方法,并将此两种方法相结合,应用于一起直流环网故障的查找处理中,实现达到能够准确定位直流环网故障的目的。
1 直流系统环网故障的危害及原因分析1.1 直流系统环网故障的危害与直流接地故障相比,直流系统环网故障引起的危害要严重得多,譬如影响蓄电池的使用时间、易造成保护误动作及可能引起火灾等。
(1)缩短蓄电池的使用时间对于同一生产厂家、同一批次的蓄电池,由于受到制造工艺的影响,其自放电率和容量都着不同之处,要是不同厂家或者是不同批次的蓄电池,必然存在着很大差异。
倘若直流系统的两组蓄电池并列运行,还有相同的浮充电压情况下,必有一组蓄电池处于欠充电,而另一组蓄电池处于过充电。
以上的蓄电池状态,均会影响蓄电池的性能,缩短其使用时间。
变电站中直流系统存在的环网问题及解决方法研究
变电站中直流系统存在的环网问题及解决方法研究摘要:直流系统的环网问题,在电力系统当中是比较典型的问题,变电站运维中应特别关注环网问题。
因此在本文的研究中,针对环网问题进行了讨论,并且依托相关规定,结合具体的环网故障案例讨论了环网问题的解决方法,希望可以为解决相似环网问题提供参考。
关键词:变电站;直流系统;环网;解决方法电力系统当中直流系统是重要组成部分,是为变电站等场站二次系统供电的关键系统。
变电站中直流系统一般都会采用2组蓄电池与2组或以上的充电机,以冗余的方式来保证二次设备的供电可靠性。
通常情况下,2组蓄电池的运行是分开的,但是因为一些原因而导致2组独立的直流系统出现了电气连接,即直流系统环网,也即直流系统接地故障。
一、变电站中直流系统存在的环网问题多数情况下环网问题的产生可以归纳为五种可能的原因,如负荷电源线连接错误。
倒负荷操作中误操作,即倒负荷后,原来的负荷开关未断开,一般的重要保护回路都有两路电源,正常运行中通常都只有一路,如果两路运行就会出现环网。
某些装置采用了两路电源,但是装置内部却没有隔离,如果分属两段母线的供电电缆内部出现了破损也会造成环网。
一般变电站直流系统出现环网,轻则导致馈线烧毁,缩短蓄电池寿命,重则引起火灾。
实际环网问题发生后还有很多伴生性的故障,如接地故障检测灵敏度下降,不能及时在接地故障中报警,同时也容易引起保护误动,设备拒动等故障问题。
直流系统在变电站当中地位突出,属于公用的部分,是二次设备的供电系统,如果直流系统问题,那么整个变电站二次设备的安全运行都会受到影响。
一般的,典型变电站直流系统,早期采用的是一组蓄电池向全站的二次设备供电,这种直流系统环网问题高发,通常会因为继电保护二次回路接线错误而引起环网,造成很大的事故。
因为一组蓄电池供电的直流系统容易出现环网问题基本上已经被放弃,现在绝大部分变电站采用的直流系统由两组蓄电池供电,但在使用过程中因为一些因素的影响也存在比较典型的环网问题,而且更为复杂。
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理变电站直流系统接地故障是指变电站直流系统中的电气设备(如直流电源、直流配电柜等)与大地之间存在不良接触或接触不良造成的电流回路故障。
接地故障会导致直流回路电流异常增大,引起设备损坏、设备继电保护动作、直流电网负荷异常增大等一系列问题。
接地故障会引发环网危害,主要表现为以下几个方面:1. 直流回路电流异常增大:接地故障导致直流回路电流异常增大,可能超过设备额定电流,造成电气设备过载运行,甚至烧毁设备。
2. 设备损坏:接地故障会导致电气设备受到大电流冲击,可能引起设备损坏,影响设备正常运行。
3. 设备继电保护动作:接地故障会引起变电站直流系统继电保护动作,可能造成误动作或者错失应动,对电网的稳定运行造成严重影响。
针对接地故障及其环网危害,需要采取以下处理措施:1. 接地系统维护:定期对变电站的直流接地系统进行检查和维护,确保设备与大地的接触良好,避免因接触不良引起的接地故障。
2. 设备绝缘检测:定期对直流电气设备进行绝缘检测,及时发现并排除存在的隐患,防止接地故障的发生。
3. 设备继电保护调试:对直流系统的继电保护进行定期检查和调试,确保保护装置的准确可靠,以减少误动作和错失应动。
4. 故障排查及处理:一旦发生接地故障,需要及时排查故障原因并进行处理。
在处理过程中,需要确保工作人员的安全,采取必要的防护措施,避免进一步危害和事故的发生。
变电站直流系统接地故障及其环网危害对电网运行稳定性和设备安全性产生严重影响。
通过加强设备维护、绝缘检测、继电保护调试和故障排查处理等措施,可以有效预防和减少接地故障的发生,保障电网的正常运行。
变电站中直流系统存在的环网问题及解决办法
Lo p d n t r r b e sa d t ers l t n o e e wo k p o lm n h i u i s n DC y t m b t t n o o i s se i s s a i s n u o
错误而 引起 的三 类直流电源环 网问题 ,以及针对此三类 直流环 网问题 提 出了相应 的解 决办法 ,在解决第一类环 网问题巧妙 的 借助 了便携 式直流系统接地故障定位装置,并 简明分析 了形成 直流环 网的具体原 因,指 出了现 场实践中存在 的问题,同时指
出 了辐 射 式 直 流供 电设 计 对 于 查找 直 流环 网 问题 的优 越 性 。
s bsa inst ea oeci u tto o r ly pr t ton. te um e ae et r e c e r o pe e wo k o e so I n rt st e — a go y l o d n t r pr blm fDC h h t powe a e y s on r r stc rc us d b ec da ypa a ii cr ui o on c i a t n pr cie, o de ee n ts u i st os h e cae or r l m s o iey a ayz st ec c ee ic t rc ne ton f ulsi a tc pr vi sr lva olton o t e tr e— t g y p ob e ,c ncs l h n l e on r t h
变电站中直流系统存在的环网问题及解决办法
A s c Ti P e i dcs ei uneo t h g f P ao oei Cs t 0 s od eu m n i bt t h a rn ue t n ec fh a eo oe tnm d nD y m f e n脚 qi et n a r : sp o r t h f l ecn ri s e c P s s s i so l P t tnleu e t t te一 eo l Pd e o P b m oD o ec s b s od P si b a n ey o i t u t o tra r co. nm re h h e a gr o e nt r r 1 s f CPw a e y e na a i t e a s el c y o t w k oe r u d c r r t y c c u o cne o f 1 iP tep v s l ato tn tt st e a gr P b m ,oc e aa zs cnre i i ronc n us r i ,r i ren sl oso oeh 一 o r l scnil n ye t oc t c r t i t a tn a c O d e v c e u i h e t r c y oe e sy l e h e cu s f e l i l pd e O i D yt , d o tot iet r 1 sn r teMe w i, a o o tot e as o dv o n oe nt r n Css m a Pis ue sn P b m i P i . a hei l Pis u t e e Pg o w k e n n x t 0e c a c n l ts n h avn g or at CsPlds nn ni P b m il Pd e o o D o e dat e fa n D uP e i if d r 1 s o e nt r f CPw r a i d y g i n 0e n o g wk
论直流系统环网故障判断及查找技术
论直流系统环网故障判断及查找技术摘要:该文简要分析了直流系统环网故障产生的原因及危害,并提出了解决现有环网故障的措施。
阐述两套独立运行直流系统是否存在环网故障的判断方法,分析环网故障产生对直流系统造成的影响,总结环网故障的处理的方法,供大家参考,以提高直流系统安全运行的水平。
关键词:直流系统环网故障查找处理中图分类号:tm7 文献标识码:a 文章编号:1674-098x(2013)04(c)-0047-02在变电站电力系统中,为提高直流电源系统供电可靠性,广州地区110 kv及以上电压等级的变电站均采用双充双蓄(即两组蓄电池及充电设备)的直流供电方式,将负荷大致平均分配给两套独立供电的直流系统。
对于重要负荷,则分别从两套直流系统经空气开关引出馈线,分别选择一组直流系统进行供电。
南方电网公司直流系统规范严格规定两套直流系统须独立运行,但实在际运行中,由于设计、施工、运行过程中倒负荷操作、直流系统绝缘降低等原因,均可能造成环网故障现象(即两套直流系统存在一点或多点电气连接),这样给变电站电力系统的安全运行带来严重的影响。
1 环网故障形式与危害根据两套直流系统电气连接的性质不同,可将环网故障分为:双极环网、正极环网、负极环网、异极性环网4种类型。
(1)当双极环网故障时,当两套蓄电池并列运行时,因由于制造工艺等原因,既使是同一厂家,同一批次的蓄电池,其容量和自放电率都存在差异。
在相同浮充电压情况下,必将导致一组蓄电池欠充电,另一组蓄电池过欠电。
无论欠充电还是过充电,都将会大大缩短蓄电池的使用寿命。
且因两套直流系统的参数差异,可能产生很大的环网电流,当该环网电流通过较小供电电缆线径环网时,将会引起电缆长期过载发热,严重时引起火灾,造成非常严重的后果。
因两套直流系统并列运行,其中一组发生直流接地时,另一组也会发生接地故障。
(2)当正极环网、负极环网故障时,两套直流系统并列运行即出现环网故障,则直流系统拥有2个平衡桥电阻,根据电路原理可知:这样会降低接地的实际电阻值,使直流系统接地电阻值必实际接地值要小,会大大降低了接地告警灵敏度,因不能及时告警,可能使直流系统长期带有接地故障运行。
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理
变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理摘要:变电站的直流系统是一个相对独立的系统,是变电站正常运行的核心设备之一。
直流系统是变电站最主要的组成部分,它的运行效率关系到整个电网的运行稳定性。
近年来,随着电力资源在生活生产中的不断深入应用,电力能源已经成为当前最主要的生产能源之一,人们要求更稳定高效的能源供给,变电站直流接地故障引起各界的广泛重视。
当前我们急需对变电站的直流故障问题做出及时有效的解决策略,以保障变电站的各项系统正常运行,维护变电站的安全稳定性。
关键词:变电站;直流系统;接地故障;环网危害;分析处理1导言变电站直流系统的运行受到多种故障威胁,接地故障只是其中一项主要故障。
处理接地故障存在一定的难度和挑战,因此故障定位必须高效、精准,同时需要准确掌握故障发生的时间、原因等,进而确保变电站直流系统高效稳定运行,充分发挥直流系统的作用,防患于未然,保证站内设备能够正常工作。
2直流系统接地2.1直流系统接地的概念就直流电来说,其在正常情况下,自身所对应的电源正、负母线都是绝缘的,一旦其中的一点与大地进行接触时,其对应的绝缘电阻发生了变化,降到某一个固定值甚至是低于这个固定值时,就被叫做直流系统接地。
当其中的正极绝缘电阻与某一个规定值相比较低时,其就叫做正接地,当这种情况下的接地端是负极时,它被叫做负接地。
2.2直流接地的分类对直流接地进行分类,它主要根据直流的接地端不同被分为正接地和负接地,要是从接地类型上对其进行分类,则可以被分为直接接地和间接接地,也有一些人根据金属性将其分为金属接地和非金属接地两种。
在对其分类进行探究的过程中,它还可以根据绝缘下降和接地点多少等进行不同的分类。
3直流系统接地产生的原因(1)在直流系统运行过程中,不慎爬入了小动物,导致接地故障的发生,或是一些具有金属性质的物件掉落到直流系统的原件上,也会阻碍系统的正常运行,形成接地障碍。
(2)受到人为建设因素的影响,在进行接线操作的过程中,存在一些错误接线的情况,或是对工具的使用存在不当,从而导致其运行过程中,出现相应的故障。
