《直流系統(tǒng)絕緣降低地危害及解決地方法》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《直流系統(tǒng)絕緣降低地危害及解決地方法（17頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、一、 直流系統(tǒng)構(gòu)成 發(fā)電廠和變電所中，為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)供 電的電源系統(tǒng)，通常稱為控制電源，如系統(tǒng)直流電源，則稱為直流控制電源。 根據(jù)構(gòu)成方式的不同，在發(fā)電廠和變電所中應(yīng)用的有以下幾種直流控制電 源。 1. 蓄電池組構(gòu)成的直流控制電源 由蓄電池組、充電裝置及直流屏等設(shè)備構(gòu)成，應(yīng)用于各種類(lèi)型的發(fā)電廠和 變電所中，是一種在各種正常和事故情況下都能保持可靠供電的電源系統(tǒng)或者說(shuō) 是一種直流不停電電源系統(tǒng)。通常簡(jiǎn)稱為直流控制電源系統(tǒng)或直流系統(tǒng)。 2. 電容儲(chǔ)能式直流控制電源 這是直流控制電源的一種。正常運(yùn)行時(shí)，它給電容量足夠大的電容器組充 電；當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，電容器組

2、向繼電保護(hù)裝置和斷路器跳閘回路供電，保證繼電 保護(hù)裝置可靠動(dòng)作，斷路器可靠跳閘。這是一種簡(jiǎn)易的直流控制電源。 在我國(guó)110KV、35KV、10KV終端變電站，以及廠用6KV配電系統(tǒng)在有些采用 了蓄電池直流屏和硅整流電容儲(chǔ)能直流屏作為操作、控制以及保護(hù)的電源。 二、 直流系統(tǒng)的額定電壓 電力工程中，直流系統(tǒng)電壓等級(jí)分為： ? 22°v ? 110V ? 48V ? 24V 常用的電壓等級(jí)為220V和110V。 三、 直流系統(tǒng)接地 1. 直流系統(tǒng)接地的定義：當(dāng)直流系統(tǒng)的正極或負(fù)極與大地之間的絕緣水平降到 某一整定值或低于某一規(guī)定值時(shí)，統(tǒng)稱為直流系統(tǒng)接地； 正接地：當(dāng)正極絕緣

3、水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為正接地； 負(fù)接地：當(dāng)負(fù)極絕緣水平低于某一規(guī)定值時(shí)稱為負(fù)接地。 2. 接地告警門(mén)限值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值 根據(jù)《中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL /T856-2004》設(shè)定了本設(shè)備接地告警門(mén)限 值： 系統(tǒng)電壓為220V時(shí)，告警門(mén)限：50KQ 系統(tǒng)電壓為110V時(shí)，告警門(mén)限：15KQ 系統(tǒng)電壓為48V時(shí)，告警門(mén)限：5KQ 系統(tǒng)電壓為24V時(shí)，告警門(mén)限：3KQ 3. 直流系統(tǒng)接地故障分類(lèi) 直接接地（金屬接地） 直接接地是指直流系統(tǒng)電源正極或負(fù)極對(duì)地的電阻等于或接近于零的情況。 這種接地情況在直流系統(tǒng)中如果同時(shí)出現(xiàn)兩點(diǎn)時(shí)，就很可能造成斷路器誤動(dòng)或拒 動(dòng)，或熔斷絲燒斷等現(xiàn)

4、象。 間接接地（非金屬接地） 間接接地是指直流系統(tǒng)電源正極或負(fù)極對(duì)地絕緣電阻低至某一允許值之下。 這時(shí)的接地電阻是否會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成危害，就要看各個(gè)單位的具體情況，它與系統(tǒng) 接地的位置和繼電器的靈敏度有關(guān).比如當(dāng)前發(fā)電廠和變電站中最靈敏的中間繼 電器的內(nèi)阻，對(duì)于220V為200K，對(duì)110V為6K，對(duì)48V為1.5K。 絕緣降低 絕緣降低是指直流系統(tǒng)所采用的電纜、設(shè)備的絕緣電阻由于某種原因低于 出廠數(shù)值。這些電纜，設(shè)備構(gòu)成的直流系統(tǒng)的直流電源的正，負(fù)極對(duì)地絕緣電阻 總體上低于充許值。 四、直流絕緣異常常見(jiàn)情況 1. 電纜引起 故障主要是由于電纜絕緣層的老化或電纜加工、敷設(shè)過(guò)程中的工作

5、不慎損 傷電纜絕緣層造成。 2. 設(shè)備引起 設(shè)備在制造過(guò)程中絕緣部分受損或者絕緣材料質(zhì)量低，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后， 薄弱部位就會(huì)裸露出來(lái)，如果空氣潮濕就可能產(chǎn)生直流接地故障。 3. 其他外來(lái)物引起 外來(lái)物包括外來(lái)金屬碎片、設(shè)備的緊固件及小動(dòng)物軀體等。 五、直流接地故障的危害 ＞當(dāng)直流系統(tǒng)正極接地時(shí)，將會(huì)有造成保護(hù)誤動(dòng)的可能； ＞當(dāng)直流系統(tǒng)負(fù)極接地時(shí)，將會(huì)有造成保護(hù)拒動(dòng)的可能。 直流系統(tǒng)中有一點(diǎn)接地是不會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)造成直接危害的，但是必須及時(shí)消除故 障，否則在直流系統(tǒng)中再有一點(diǎn)接地就可能造成對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的嚴(yán)重危害。 IW中A繼71器1寇|甲城圖 XB連接片 HR JI-斷

6、珞器怖助觸只 I :電阻器 I UL I U2蛭浙器 .兩點(diǎn)接地可能造成斷路器誤跳 A、B兩點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)，A、D兩點(diǎn)，D、F兩點(diǎn)接地都可能造成斷路器誤跳。 ■兩點(diǎn)接地可能造成斷路器拒動(dòng) B、E兩點(diǎn)，D、E兩點(diǎn)或C、E兩點(diǎn)接地都可能造成斷路器拒動(dòng)。 ■兩點(diǎn)接地可能引起熔斷器熔斷 A、E兩點(diǎn)接地可能引起熔斷器熔斷。 當(dāng)接地點(diǎn)發(fā)生在B、E和C、E兩點(diǎn)，保護(hù)動(dòng)作時(shí)，不但斷路器拒動(dòng)，熔斷器熔 斷，而且還有燒壞斷電器觸點(diǎn)的可能。 六、直流系統(tǒng)接地故障分析 > 直流系統(tǒng)無(wú)論是采用舊式還是新式的絕緣監(jiān)測(cè)裝置，都是根據(jù)電橋原理， 即絕緣監(jiān)測(cè)裝置中的T型網(wǎng)絡(luò)和直流系統(tǒng)正、負(fù)極絕緣電阻構(gòu)

7、成電橋。 R1睡 4 一 .E為直流系統(tǒng)正負(fù)極之間電壓，R1, R2是橋臂外接電阻，R1=R2有1K,也有 6.8K,R3是電流繼電器的線包直流電阻，有30K，13.2K。 .將R1、R2、R3、R4、R5采用星形與三角形等效變換后進(jìn)行接地電阻與正負(fù)電 壓之間的關(guān)系分析。 1. 接地阻值與電壓偏差關(guān)系分析 電壓偏差越大，接地越嚴(yán)重？它們之間有何種關(guān)系？ File |>? IT II.乒 or R 圖3電橋等效原理圖 圖4正接地等效原理圖 R正與R負(fù)為R1—R5的等效電阻，系統(tǒng)正常時(shí)，R正二R負(fù)，V+=V-=110V,

8、當(dāng)系 統(tǒng)正級(jí)或負(fù)級(jí)發(fā)生接地或絕緣異常時(shí)，其正對(duì)地與負(fù)對(duì)地電壓即會(huì)發(fā)生變化。 如果正極接地電阻為RX，如圖4,得: 分別以R正二R負(fù)=1M Q，以及R正二R負(fù)=50K Q時(shí)正接地電阻為50K時(shí)考察 電壓的變化情況。 平衡電阻為 1MQ 時(shí)，V+=10.5V,V-=209.5V 平衡電阻為 50K Q 時(shí)，V+=73V, V-=147V 由此可見(jiàn)系統(tǒng)正負(fù)極電壓偏差程度與接地程度的直接聯(lián)系是建立在平衡橋 處于正常范圍之內(nèi). 當(dāng)我們分析不同的系統(tǒng)時(shí)，不能簡(jiǎn)單的以電壓偏差程度來(lái)判斷絕緣異常嚴(yán) 重程度，在沒(méi)有確定平衡電阻大小時(shí)，它們之間無(wú)法一一對(duì)應(yīng). 但對(duì)于同一系統(tǒng)，由于其平衡電阻大

9、小是固定的，我們可以定性得出，電 壓偏差越大，絕緣相對(duì)會(huì)差. 2. 平衡橋的概念 正常情況下，直流系統(tǒng)中正負(fù)對(duì)地是絕緣的，平衡橋即是為了查找直流系統(tǒng) 中存在的絕緣降低或接地故障而人為在系統(tǒng)的正對(duì)地與負(fù)對(duì)地加入的兩個(gè)大小 相等的平衡電阻. 3. 平衡橋的意義 從前面分析可知，對(duì)于一個(gè)沒(méi)有平衡電橋，或平衡電橋取值不當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，系 統(tǒng)電壓是無(wú)法準(zhǔn)確反應(yīng)出系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀態(tài)的，因此，平衡橋在直流系統(tǒng)中將系 統(tǒng)對(duì)地絕緣阻抗與正負(fù)對(duì)地電壓進(jìn)行了對(duì)應(yīng). 4. 平衡橋的選取 ? 2 2 0 V： ? 110V： ? 4 8V：5 3 0K — 60K 10K-15K K-10K 5. 系統(tǒng)

10、平衡橋的推導(dǎo) 對(duì)于一個(gè)絕緣正常的系統(tǒng)，往直流屏廠家并沒(méi)給出確定的平衡橋電阻大小， 因此我們并不知道其平衡橋電阻是否處于一個(gè)合理范圍之內(nèi)，通常我們可以用如 下方法來(lái)對(duì)平衡電橋進(jìn)行計(jì)算: (1) 測(cè)量該系統(tǒng)電壓為：V, 總 (2) 在該系統(tǒng)正極接入10 0K電阻，測(cè)量其正極對(duì)地電壓為 V + (3)在該系統(tǒng)負(fù)極接入10 0K電阻，測(cè)量其負(fù)極對(duì)地電壓為 y 則該系統(tǒng)正極對(duì)地絕緣阻值與負(fù)極對(duì)地絕緣阻值分別為: R = 100kx(，— V -1) - V + V — V 、 R + = 100k x( -1) V — 如果該系統(tǒng)沒(méi)有絕緣異常或接地故障，那么:R+ = R即

11、為該系統(tǒng)的平衡橋 電阻。 6. 系統(tǒng)接地阻抗的推導(dǎo) ?如果我們已經(jīng)知道該系統(tǒng)平衡橋的大小，當(dāng)該系統(tǒng)出現(xiàn)絕緣異常之后，我們 可以通過(guò)正負(fù)極對(duì)地電壓來(lái)計(jì)算該系統(tǒng)的對(duì)地絕緣阻值，以圖4為例進(jìn)行計(jì) 算： IE ft 圖4正接地等效原理圖 R //R V R 負(fù) ~V~ R = R = R 平 解得： R =二 X V - V - + 例如：平衡電阻為5 0K時(shí)，正極對(duì)是電壓為80V,負(fù)極對(duì)地電壓為140V 時(shí)，正極接地電阻為：66K 七、絕緣異常人工故障排除方法 變電站的直流接地雖然是復(fù)雜的，無(wú)論是常規(guī)保護(hù)還是微機(jī)保護(hù)，其故障的 排除法是一致的。

12、方法如下： 1. 首先確定是正極接地還是負(fù)極接地，測(cè)量正負(fù)極對(duì)地電壓，有效區(qū)分是 正極接地還是負(fù)極接地。 2. 兩段母線之間的區(qū)分，使查找的接地不會(huì)大范圍擴(kuò)大，確定發(fā)生直流接 地在哪一段。 3. 如果有直流接地選線的裝置，不能準(zhǔn)確確定，有誤報(bào)的現(xiàn)象，請(qǐng)退出運(yùn) 行中的直流接地檢測(cè)儀。 4. 如果站內(nèi)二次回路有在施工的或有檢修試驗(yàn)的應(yīng)立即停止，拉開(kāi)其工作 電源，看信號(hào)是否消除。 5. 采用分段分部位拉路法，操作電源一定要由蓄電池供電，先停不重要的 回路，如信號(hào)回路和照明回路等。 拉路法的概念 直流接地回路一旦從直流系統(tǒng)中脫離運(yùn)行，直流母線的正負(fù)極對(duì)地電壓就會(huì) 出現(xiàn)平衡。所以人們通常從

13、直流接地回路瞬間停電，確定直流接地點(diǎn)是否發(fā) 生在該回路，這就是所謂的“拉路法”。 直流系統(tǒng)是個(gè)不間斷電源，基于它的特殊性，人們不能隨意停電。近年來(lái)隨 計(jì)算機(jī)的大量使用，微機(jī)保護(hù)同樣也不允許人們隨意斷開(kāi)直流電源。 現(xiàn)場(chǎng)排除故障中，經(jīng)常發(fā)生非正常的閉環(huán)回路，采用雙電源供電回路，以及 變電站在現(xiàn)場(chǎng)施工、擴(kuò)建、修試過(guò)程中遺留了直流負(fù)載的信號(hào)回路、控制回 路和保護(hù)回路之間沒(méi)有區(qū)分等等，使直流接地故障查找難度更加困難。 “拉路法”往往造成了控制回路或保護(hù)回路跳閘等事故。 拉路法的正確順序 斷合現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)工作電源 斷合故障照明回路 斷合信號(hào)回路 斷合合閘回路 斷合附助設(shè)備 斷合蓄電池

14、回路 采用拉路尋找分段處理的方法，以先信號(hào)和照明部分，后操作部 分；先室外部分后室內(nèi)的原則，應(yīng)按照下列順序進(jìn)行： ① ② ③ ④ ⑤ 八、 電力用直流電源監(jiān)控裝置 ⑥ 1.電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電力用直流電源監(jiān)控裝置技術(shù)要求 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T856-2004”<<電力用直流電源監(jiān)控裝置 >> 對(duì)直流絕緣檢 測(cè)裝置技術(shù)要求如下： （1） 直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣電阻低于整定值時(shí)，直流絕緣檢測(cè)裝置應(yīng) 可靠動(dòng)作； （2） 裝置應(yīng)能測(cè)量出直流系統(tǒng)一極或二極絕緣下降和絕緣電阻數(shù)值，當(dāng)?shù)陀?整定值時(shí)應(yīng)能發(fā)出報(bào)警信號(hào)； （3） 檢測(cè)直流系統(tǒng)支路絕緣的絕緣監(jiān)測(cè)裝置應(yīng)具有以下功能：

15、a）在線巡檢直流支路絕緣狀況； b）顯示并記錄接地支路編號(hào)，極性，絕緣電阻值（測(cè)量誤差不大于整定 值的 10%）及發(fā)生時(shí)間； c）分別或同時(shí)檢測(cè)直流母線正極,負(fù)極絕緣狀況，顯示并記錄接地母線的極性， 電阻值及發(fā)生時(shí)間； d）具備直流母線的電壓監(jiān)察功能，顯示并記錄母線電壓數(shù)值（測(cè)量誤差不大于 整定值的0.5%）,具有母線電壓越限報(bào)警功能； e） 具有直流系統(tǒng)絕緣電阻，母線電壓越限定值的設(shè)定功能； f） 具有報(bào)警延時(shí)，信號(hào)解除功能和延時(shí)斷開(kāi)支路功能（選擇項(xiàng)）； g） 檢測(cè)饋線支路數(shù)應(yīng)大于32路,采用傳感器,應(yīng)減少支路電容影響，安裝方便； h） 滿足與電源監(jiān)控裝置或上位機(jī)的通信要求，

16、具有標(biāo)準(zhǔn)的通信接口和通信規(guī)約, 具有無(wú)源輸出觸點(diǎn). 檢測(cè)范圍 a）絕緣電阻:0-999K; c）電壓：DC 0V-400V. 監(jiān)測(cè)精度 a）絕緣電阻:母線測(cè)量充許偏差為絕緣報(bào)警整定值的+-5%,支路為+-10%; c）直流電壓:在額定電壓的90%-130%范圍內(nèi)，測(cè)量誤差為+-0.5%. 報(bào)警精度:為整定值的+-2%. A/D轉(zhuǎn)換誤差:不大于0.5%.遙信正確率:不小于99%。 平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）:正常運(yùn)行環(huán)境下,不小于50000h。 顯示功能 監(jiān)控裝置應(yīng)顯示下列信息： a）直流系統(tǒng)母線電壓； d） 直流母線電壓過(guò)高,過(guò)低； e） 直流系統(tǒng)接地及位置； 數(shù)

17、據(jù)顯示應(yīng)實(shí)時(shí)，準(zhǔn)確，可靠，清晰，并具備各種信息傳輸手段，提供打印接 口。 2.直流電源監(jiān)控裝置監(jiān)測(cè)原理及方框圖 監(jiān)測(cè)原理 根據(jù)監(jiān)測(cè)原理的不同，直流系統(tǒng)接地監(jiān)測(cè)裝置可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。 主動(dòng)式需要向系統(tǒng)注入特定的信號(hào)，然后通過(guò)傳感器探測(cè)該信號(hào)來(lái)判統(tǒng)注斷 接地回路。 被動(dòng)式不向系入任何信號(hào)，直接檢測(cè)各回路的漏電流來(lái)判斷接地與否。 被動(dòng)式監(jiān)測(cè)不發(fā)送任何特定信號(hào)作為判斷基準(zhǔn)，而直流系統(tǒng)中又含有各種干 擾信號(hào)，因此監(jiān)測(cè)難度遠(yuǎn)大于主動(dòng)式。然而被動(dòng)式監(jiān)測(cè)以其安全性，代表了直流 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置的發(fā)展方向，隨著現(xiàn)代微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，將成為市場(chǎng)的主流。 監(jiān)測(cè)原理框圖 土路I 必"： 心fi

18、lm 演晶舊小 3. 便攜式儀器查找定位方法 使用便攜式的直流接地故障查找儀，查找直流接地不失為一種好方法，對(duì) 接地故障的排除在時(shí)間上和安全上都是好幫手。不需斷開(kāi)直流回路電源，移動(dòng)式 的采集互感器在各分布回路上測(cè)量。如果出現(xiàn)接地回路就報(bào)警。 4. 便攜式儀器查找原理 本裝置由信號(hào)發(fā)生器、故障檢測(cè)器和信號(hào)采集器（鉗表）三部分組成。 信號(hào)發(fā)生器原理圖 故障檢測(cè)器原理圖 5. 普通支路接地檢測(cè)方法與原理 如果直流系統(tǒng)中某一支路有接地點(diǎn)，接地示意圖如圖7, 對(duì)于接地支路各路徑電流流向與大小分別用I1，I2, I3, I4表示，則有下列 關(guān)系式：

19、 I1=I2=I3+I4 兩式相減得I3=I1-I4對(duì)于A點(diǎn)，鉗表檢測(cè)到的漏電流為I3=V-/Rx如果接地電 阻越小，則越大，接地越明顯；反之亦然。 對(duì)于B點(diǎn)，鉗表檢測(cè)到的電流為I1-I2=0 （沒(méi)漏電流） 所以鉗表顯示沒(méi)接地。 因此，通過(guò)A，B兩點(diǎn)的檢測(cè)可以定位出接地點(diǎn)的具體位置。 6. 環(huán)路支路接地檢測(cè)方法與原理 支路1和支路2形成一條環(huán)路，而支路3是環(huán)路上的一條分支并有接地故障。 用故障檢測(cè)器分別在A, B，C，D，E五個(gè)點(diǎn)檢測(cè)，其箭頭指的方向是故障檢測(cè)器 所檢測(cè)的接地點(diǎn)方向，根據(jù)A，B，C，D，E點(diǎn)所檢測(cè)接地點(diǎn)的箭頭方向可知E點(diǎn)所 在的支路是環(huán)路的分支，有接地故障

20、并能故障定位 意義：（1）在系統(tǒng)走線比較復(fù)雜時(shí)，有利判斷系統(tǒng)有接地支路的走線方向，使操 作人員更快、更有效的查找出接地點(diǎn)。 ⑵在環(huán)路有接地時(shí)，不需要退環(huán)的情況下，根據(jù)檢測(cè)所顯方向，能夠更好 的判斷出接地點(diǎn)。 判斷：接地點(diǎn)方向判定由卡線時(shí)鉗表箭頭指向與檢測(cè)器上箭頭顯示方向共同決 定。開(kāi)啟信號(hào)發(fā)生器，待信號(hào)發(fā)器穩(wěn)定后（信號(hào)指示燈閃爍），在信號(hào)發(fā)生 器附近（2m內(nèi)）開(kāi)啟檢測(cè)器，使其同步，將鉗表卡入待檢測(cè)支路開(kāi)始檢測(cè)， 如果該檢測(cè)支路上有接地，檢測(cè)器上會(huì)顯示一個(gè)向上或向下的箭頭 九、絕緣降低預(yù)警方案 針對(duì)不同的直流系統(tǒng)或者同一直流系統(tǒng)在不同的時(shí)期可能對(duì)絕緣等級(jí)有著 不同的要求，可以使用直流系

21、統(tǒng)對(duì)地絕緣分級(jí)管理概念?；跇O高的接地阻抗檢 測(cè)精度（大于500K）（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)接地告警阻抗值25K），建議使用分級(jí)管理。 接地故障設(shè)置建議0-50K 一級(jí)絕緣設(shè)置建議51-100K 二級(jí)絕緣設(shè)置建議101-200K 三級(jí)絕緣設(shè)置建議201-500K 絕緣分級(jí)管理為絕緣降低預(yù)警方案提供了解決方法，從而將絕緣異常給直流 系統(tǒng)帶來(lái)的安全隱患降到最低. 十、直流系統(tǒng)的診斷與評(píng)估 由于直流系統(tǒng)絕緣告警，按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)”，當(dāng)系統(tǒng)告警時(shí)， 系統(tǒng)已經(jīng)可能處于一種危險(xiǎn)故障狀態(tài)，解決不及時(shí)可能引發(fā)更大的整個(gè)電力系統(tǒng) 的事故。從系統(tǒng)分析角度，我們知道，直流系統(tǒng)的絕緣發(fā)展為嚴(yán)重的接地故障， 更多情況是一個(gè)漸變的動(dòng)態(tài)過(guò)程，所以要更好的解決直流系統(tǒng)的絕緣問(wèn)題，必然 引出直流系統(tǒng)的診斷與評(píng)估的概念。 當(dāng)然，直流系統(tǒng)的診斷與評(píng)估是需要有高精度的檢測(cè)結(jié)果與大量數(shù)據(jù)的存 儲(chǔ)做為分析基礎(chǔ)的，因此，也對(duì)直流系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備提出了新的要求。