直流系统发生接地时,会引起保护装置拒动或误动;作者探究了直流系统接地故障产生的原因及其带来的危害,并归纳了国内大部分变电所采用的直流系统绝缘检测方法。结合某个220kV变电所一起直流系统绝缘下降事故,通过电压变化特性判断绝缘产生的原因,确认是由于直流II段母线上的支路绝缘下降所引起,且是主要由电容、电感等组成的电源录波器,导致直流母线正极对地电压下降。
直流系统是为电力设备提供直流电源的电源设备。当外部交流电发生中断时,直流系统中的蓄电池作为后备电源,保证继续提供直流电源。
目前,国内外关于直流系统绝缘下降的实例研究较少,所以有必要对变电所现场直流系统绝缘下降的实例进行分析。
1直流系统接地故障的原因探究由于变电站直流系统易受气侯、环境、设备自身等因素影响,使得一些绝缘薄弱元件的绝缘性能下降,不可避免发生直流系统接地故障,其原因有如下:直流接地易受环境因素影响;控制电缆线损坏及二次回路电缆老化、绝缘性能低;蓄电池级柱漏液造成绝缘下降;设备安装不合理,如电缆有接头,交、直流共用一根电缆的现象,造成绝缘下降;因工作人员疏忽造成的接地。
2 直流系统绝缘检测方法2.1平衡电桥法
平衡电桥法检测优点是检测速度快,能实时检测正、负母线对地电压;缺点是检测相对误差大,且不能检测正、负母线绝缘同时等同下降的情况。
2.2不平衡电桥法(略)
不平衡电桥法检测原理(见下图1)。不平衡电桥法优点是检测精度高,且能实时检测正、负母线绝缘同时等同下降的情况;缺点是受接地电容影响大,监测速度慢。
图1
3 实例分析某220kV变电所在运行过程中,发生直流母线电压异常情况,现场直流系统绝缘巡检装置显示:正负母线对地电压平衡(U =99.5V,U-=125.3V),正负母线对地绝缘电阻(R =1.0K,R-=2.3K),低于系统对地绝缘下限为25K的要求。
3.1环网测试检查
采用不平衡电桥法检测此变电所直流系统I、II母线是否存在环路,以此推测直流系统是否因为存在环路导致直流系统绝缘水平下降,仪器检测结果显示系统无环路。通过模拟接地试验,使II段正、负母线对地电压偏移,但I段正、负母线对地电压未发生变化,验证了检测仪测量结果的正确性。
3.2正常情况下的直流母线电压
技术人员将一台电压监视器接入直流II段母线,连续监测绝缘故障发生时直流II段正-地、负-地,正-负电压变化(见下图2),通过电压变化特性判断绝缘产生的原因。
图2
图3、图4为正常情况下直流母线正负极、正极对地、负极对地间电压有效值趋势图。正常时直流母线正负极间电压维持在224V左右;正极对地电压则在105V~117V间上下变动并具有周期性;负极对地电压则在107V~118V间上下变动并具有周期性。