发电厂直流系统接地危害及处理方法

发电厂直流系统接地危害及处理方法

摘要:论述发电厂直流系统接地故障的各种危害,并针对直流接地的各种可能性,结合现场实践经验,提出直流接地的处理方法和步骤关键词:直流接地接地方式处理方法

发电厂直流系统为独立的绝缘系统,向各控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明回路等提供可靠的直流电源。它还可为设备操作提供可靠的操作电源。正常时正、负对地绝缘电阻相等,正、负对地电压平衡。发生一点接地时,接地极对地电压降低,而非接地极接地电压升高,在接地发生和恢复的瞬间,经远距离、长电缆启动的中间继电器跳闸回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动作(一般采用大启动功率的中间继电器来避免),除此以外,对设备运行并无影响。但是,若出现第二个接地点,极易引发各类故障,因此直流系统一点接地时,设备虽然可以持续运行,但接地点必须尽快查到,立即消除或隔离。

1 直流系统接地的各种方式及危害

发电厂直流系统接地是一种易发生且对系统危害性较大的故障。直流系统正极接地,就会有造成继电保护误动的可能,因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等)均接电源负极,回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地,引起保护误动:直流系统负极接地,如果回路中再有一点接地,形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短

路,保护拒动,此时系统发生故障,保护的拒动必然导致系统事故扩大(即越级扩大事故),同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。

典型的断路器控制回路简图如图1所示。

1.1 两点接地可能造成断路器误跳闸

当直流接地发生在A、B两点时,将电流继电器LJ1、LJ2触点短接而将ZJ启动,ZJ触点闭合引起跳闸。A、C两点接地时短接KM触点而跳闸。在A、D两点,D、F两点等接地时同样都能造成断路器误跳闸。

1.2 两点接地可能造成断路器拒动

接地发生在B、E两点,D、E两点或C、E两点,断路器可能造成拒动

1.3 两点接地引起熔丝熔断

当接地点发生在B、E和C、E两点,保护动作时,不但断路器拒跳,而且引起熔丝熔断,同时也有可能烧坏继电器触点。

2 引起直流接地的原因

按接地点所处的位置不同,可分为室内和室外两种形式。引起直流系统接地的原因,主要有以下几种。

2.1 潮湿天气引起接地

在大雨天气,雨水渗入未密封严实的二次接线盒,接线端子与接线盒外壳导通引起接地。在持续的梅雨天,潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者胶布包扎处绝缘大大降低,从而引发直流接地。

2.2 由小动物引起接地

二次接线盒(箱)密封不好,如壁虎、蜘蛛类的小动物进入,触碰直流回路将造成接地。电缆外皮被老鼠咬破,也容易引起直流接地。

2.3 直流回路接线松动或脱落

断路器操控二次回路的端子排螺丝松动,在多次分合后由于震动导致接线脱落滑出,触碰金属制端子排引起接地。

2.4 二次回路积灰

电气二次回路长期未清扫,积灰严重直接导致直流回路接线与端子排的绝缘降低直至直流系统接地。

2.5 由挤压磨损引起接地

若二次回路线与转动部件(如开关柜门)靠在一起,长期的开关柜门导致二次线磨损,绝缘破坏后接触柜体引起接地。

2.6 插件内元件损坏

为抗干扰,插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容,若电容击穿将引起直流接地。

2.7 人为原因

在设备改造或废除时,常常有工作人员只解开了设备侧的直流回路二次接线,但并未在源头解开,之后被其它人员误认为备用芯而造成误碰或误剪。也有工作人员在工作中解开二次线时不做绝缘包扎,一旦接触金属件就引起接地。

3 直流系统接地的处理方法

在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地,接地故障随气候和环境变化而变化。因此直流系统在短暂的接地故障后可能很快消失,这时虽然绝缘恢复了正常,但是不找到并处理好接地点,将始终是一大隐患。这就要求我们一定要在尽可能短的时间找到故障点。

直流系统中的空气开关或熔断器一般是分层分级配置,由直流母排引出,到直流屏总路空气开关,然后再到各设备分路总空气开关,最后细分到保护、控制、监视、储能等各个回路中。

传统上一般采用“拉路寻找”的方法,即首先在直流系统总馈电屏处按照先信号和照明后控制回路,先室外部分后室内部分的原则,逐个断开各直流回路。无论回路有无接地,断开直流回路电源的时间一般不得超过3S,但集成电路和微机保护的直流电源最好拉开10S后再合。若直流接地现象继续存在,则说明下级回路没接地:若断电后直流接地故障消失,则说明接地点处于本开关的下级回路中。判断直流接地故障是否消失,可以是询问运行人员集控监测信号有无消失,在现场也可以用万用表或电压表测量直流系统的正负极对低电压。如我厂使用的220V直流系统,正极对地为+110V时正常,大于+110V说明负极接地,小于+110V则说明正极有接地点。值得说明的是,所用万用表或电压表内阻应不低于2000Ω/v,即使查出某一回路有接地,也应先合上空开或保险,再进一步处理。

当我们已经确认了直流接地所在的支路,且该支路下级已无空开

或保险可以断开时,就需要通过解线的方式来进一步确认了。事实上,若此支路只涉及照明或信号等非重要回路时,且查线可能需要较长时间,我们可以向值长申请断开此直流支路,让整个直流系统先恢复正常,再进行解线。解线前应将所解线芯的回路编号,端子排号及对侧接线编号记录清楚,以防在恢复接线出错。在解线的同时使用万用表(支路已断开时使用绝缘摇表)检查回路的对地绝缘,直到解开某一根线时绝缘恢复,则可以确定接地点就在该线芯或是其连接的设备上,再仔细观察、逐步细化,最终将能找到接地的那一点。

近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展,一般发电厂及变电站都配置有直流系统绝缘检测装置,以“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产。在直流的各分支回路上安装一个穿心式的电流互感器,各互感器感应到的信号经过直流接地选线装置分析判断,确定直流接地的分支回路。发生接地后,微机直流系统绝缘监测系统会发出“直流接地”信号,并报出接地发生在馈电屏上的哪一支路,这在很大程度上节省了直流接地的查找时间。同时,各式各样的便携式直流接地故障查找仪纷纷面世,原理类似于绝缘检测装置的信号注入法,其特点如人为拉路法,不需断开直流回路电源,使用一移动式的采集器在各分布回路上测量,如果出现接地回路就报警。对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。但是,由于目前产品和各直流系统的兼容性和抗干扰能力差的因素,误报率比较高。我们也只是将之作为拉路法的辅助测试仪。并没有大量采用和全面推广,仅为查找时作为参考使用。