发电厂直流系统接地故障危害及处理

发电厂直流系统接地故障危害及处理摘要：近年来我国电力事业快速发展，对电力系统持续稳定的供电提出了更高的要求。在发电厂之中，直流系统扮演着重要角色，为机组提供稳定的直流电。直流系统能否安全高效的运行，对全社会各大产业用电效率有很大影响。本文主要针对直流接地问题及其处理措施进行了探讨。关键词：电力系统；直流接地；问题引言：直流系统由于对应急电源、信号设备、断路器分合闸操作、自动控制等设备，提供电流电源服务，使系统用电处于一个安全的状态，为此，直流系统不仅仅在变电站中得到使用，在水力发电厂、火力发电厂中均得到广泛使用。但是，随着电网规模的复杂化，直流系统在运行的过程中难免会出现故障现象，无法确保电网安全，为了避免该问题，需加强直流系统日常维护力度，采取有效的接地处理方法。直流系统接地的概念由于直流电源为带极性的电源，即电源正极和电源负极。交流电源是无极性电源，电力系统交流电源有一个真正的“地”，这个地也是电力系统安全的一个重要概念。为了系统安全，变电站、发电厂所有设备的外壳都会通过一个连接设备牢牢的接在这个“地”，而且希望连接设备的阻抗越低越好。直流电源的“地”对直流电路来讲仅仅是个中性点的概念，这个地与交流的“大地”是截然不同的。如果直流电源系统正极或负极对地间的绝缘电阻值降低至某一整定值，或者低于某一规定值，这时称该直流系统有正极接地故障或负极接地故障。直流接地类型按接地时间分为瞬时接地故障和可靠接地故障直流接地故障原因分析3.1二次回路绝缘材料不合格、绝缘性能低；施工质量不合格，电缆存在划伤、刻痕情况或运行时间较长，出现老化现象，或存在某些损伤缺陷，如磨伤、砸伤、压伤、扭伤或过流引起的烧伤等。3.2由于气候因素造成接地是一种最常见的情况。如雨天或雾天，二次回路及设备严重污秽和受潮、端子箱进水，可能导致室外的直流系统绝缘降低，从而造成直流接地或引发直流接地。3.3小动物爬入或小金属零件掉落在元件上造成直流接地故障。如老鼠、蜈蚣等小动物爬入带电回路造成接地；某些元件有线头、未使用的螺丝、垫圈等零件掉落在带电回路上造成接地。3.4蓄电池本体漏液或有接地现象。3.5整流柜内部电容、电路板等原件故障导致直流系统绝缘降低。3.6直流系统负荷电源变换器故障。导致瞬时接地故障和导致可靠接地故障的原因大体相同，都是由于绝缘下降引起的。但由于瞬时接地的瞬时性、随机性等不确定因素，使得监测和查找瞬时接地故障变得困难起来，对监测瞬时接地的技术要求也相对较高。不同类别接地事故的危害由于按接地类别分为正极接地、负极接地、单点接地和两极接地。接地事故的类别不同，其事故带来的危害也是不一样的，上述接地事故各自会产生不同的后果。4.1正极接地事故所造成危害最严重是会导致保护设备及自动设备的非正常运行，发生误动的现象，由于一般跳合闸和继电器接口都是同一电源负极相接，如果正极出现接地的故障就会导致自动设备装置的运行不正常。4.2负极接地事故会导致电力的保护设备及自动设备的功能完全丧失，导致保护设备拒动。由于负极接地时会造成继电器的短接，此时继电器会处于短路的停滞情况，其次，由于发生回路短路，整个系统承受超额的电流，这样就损坏了继电器，保护设备会因此丧失保护的功能，可能导致直流电源开关跳闸。此外，当有电气设备故障时，可能会造成断路器的拒动，造成越级的跳闸事故。4.3在某些特定的情况下，单点接地也会导致继电保护装置发生故障，从而影响电力系统运行的稳定性。大量实例表明，电力系统中直流母线对电力系统中的电容有很大影响，随着我国科学技术的发展，变电站的功能越来越全面，结果也愈发复杂，而继电保护装置中的微机操控、自动化设备、监控管理设备等都由直流供电。但是当微机操作设备接入电力系统中以后，促使电力系统中的直流负载下降，而微机设备需要凭借DC和DC电源模块才能保证供电的稳定性。而DC电源模块通常情况下采用了5V、12V和24V的辅助工作电源，需要通过EMI抗干扰措施，才能最大限度上降低开关电源对相关设备的影响。当电路中加入EMI后就会在正对地和负对地之间存在电容，由于电力设备中拥有很多电源设备，因此，电容汇集到直流系统中以后，就会导致对地电容急速上升，如果此时发生单点接地问题，就会导致电容产生较的充放电电流，致使继电保护装置发生误动。4.4两级接地事故是最严重的接地故障，必须要严格防范。如果直流系统处于两极接地状时就会引起直流电流开关跳闸的问题，也可能会造成蓄电池损坏，同时也可能会发生爆炸事故。4.5瞬时接地的危害4.5.1导致电压波动瞬时接地发生时，直流母线对地电压发生偏移，导致电压波动。较大的电压波动严重影响直流系统运行的可靠性。国家电力行业标准DL/478-2011《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》规定，继电器动作电压应控制在额定电压的55%〜70%。当瞬时接地导致电压波动超过55%标称电压，而系统出现另一个接地故障点时，将导致保护装置拒误动作，导致电力事故发生。4.5.2可能导致两点接地出现阻值较低的两点接地会直接导致保护装置误动作，危害极大。瞬时接地因其不确定性因素，其排除工作难度较大，排除周期较长。出现另一点接地故障点，就会导致两点接地故障。因此瞬时接地需要及时排除，消除隐患。直流系统接地处理5.1测量接地电压，判明接地极和接地性质。5.2查询有无检修人员在直流回路上工作或有无启动直流负荷。5.3有备用高频充电器时，可以暂时退出高频充电器，判断故障点是否在高频充电器内部。如是则退出该高频充电器运行，投入备用高频充电器。5.4利用“直流系统接地检测仪”进行带电查找故障点或采用瞬间断电法查找故障。正常情况下，机组控制直流系统、网络继电器室直流系统、110kV网控直流系统均不允许采用瞬间断电法查找故障点。5.5天气不好应先拉室外设备后拉室内设备。强风雷雨时不得切断开关的控制，保护电源。5.6此外，做好直流电源的管理工作首先，要对直流电源的设计、安装、调试等部分的质量有一定保障。①依据电力装置的现实情况，继电保卫装配器的电源应符合先进的理念，特别是应符合相关规范制度要求，并且直流的容纳量要符合出现问题后所能承受最严重伤害的负荷需求。②在安装、调试环节不仅要依据有关规定要求，且要对相关细节问题有具体的分析，对可能出现直流接地部分要格外关注，采用有效的防范措施阻止接地问题再次出现。其次，要对直流装置做日常维护的需求有所重视。技术人员在做维护之时要依据相关的工作程序和步骤走，依据具体情况和需求给蓄电池做充放电的工作，保证蓄电池容量能够满足工作的需要。此外，要对无法正常供电的蓄电池进行更换，特别是要更换使用时长较久的熔断器。对不一样的支路，直流装置的不导体问题要定时监测。尤其是要对室外装置的直流装置的不导体问题监测频率增加，把断电环路当成监测的重点。结语直流电源在电力系统的作用十分重要，本文着重分析了直流接地对保护装置的影响，在什么情况下可能造成保护误动和拒动，从而更好地为运行维护人员提供参考依据，有利于更好地保证直流系统的稳定，从而保证电网的安全稳定运行。参考文献1.胡婷婷.基于MSP430的直流系统接地检测装置的研究[D].南京师范大学,2014.武春雷.变电站直流接地成因及查找方法[J].山西电