直流系統接地檢測方法分析及檢測裝置改進

 

      發電廠、變電站的直流系統是一個獨立的電源，不受發電機、廠用電、站用變以及系統運行方式改變的影響，為電力系統的控制回路、信號回路、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠穩定的不間斷電源,它還為斷路器的分、合閘提供操作電源。因此直流電源系統對變電站的安全運行起著至關重要的作用, 是變電站安全運行的前提。電力系統中直流電源系統采用對地絕緣運行方式，當直流系統發生一點接地時，并不引起直接危害，仍能繼續運行，但潛在的危險性很大，必須立即給出告警，并進行查找；否則，當發生另一點接地時，有可能產生很嚴重的后果。

 

1．關于直流系統的接地及其危害

1.1 什么叫直流系統接地

    直流電源為帶極性的電源，即電源正極和電源負極。直流電源的“地”對直流電路來講僅僅是個中性點的概念。 如果直流電源系統正極或負極對地間的絕緣電阻值降低至某一整定值，或者低于某一規定值，這時我們稱該直流系統有正接地故障或負接地故障。

1.2直流系統為什么會接地

    發電廠、變電站直流系統所接設備多、回路復雜，在長期運行過程中會由于環境的改變、氣候的變化、電纜以及接頭的老化，設備本身的問題等等，而不可避免的發生直流系統接地。特別在發電廠、變電站建設施工中或擴建過程中，由于施工及安裝的種種問題，難以避免的會遺留直流系統接地故障的隱患。

1.3直流系統接地的分類和危害

    由于直流系統饋線網絡連接比較復雜，按接地極性可分為正接地和負接地；按接地種類可分為直接接地（亦稱金屬接地或全接地）和間接接地（亦稱非金屬接地或半接地）；按接地的情況可分為單點接地、多點接地、環路接地和絕緣降低。根據研究表明正接地可能導致斷路器誤跳閘，由于斷路器跳閘線圈均接負極電源，故當發生正接地時可能導致斷路的跳閘。負接地可能導致斷路器的拒跳閘。

    運行實踐也發現，直流接地不僅會造成繼電保護誤動、拒動，甚至會造成采用直流控制的設備誤動、拒動，以至損壞設備，造成大面積停電、系統瓦解的嚴重后果。如2000年7月6日在暴雨天氣下，河北某220kV樞紐變電站，站內發生了直流接地。273－1電動刀閘在運行中自動分閘，無任何信號。經查找分析，273－1刀閘控制箱滲水受潮，確認為因直流兩點接地，造成該刀閘誤分。某500kV樞紐變電站，因大雪天氣，直流兩點接地，造成站用380V交流電源控制開關跳閘。廣西某220kV樞紐變電站，因直流兩點接地，造成斷路器誤動。這些都是由直流系統絕緣問題引起的電網故障。

2．查找，排除直流系統的通常方法

直流系統接地故障的檢測技術很多，實現的原理也不盡相同。可以歸納為以下幾個方法：

2.1 直流母線電橋法

采用電橋法研制的檢測裝置比較簡單，相當于在正負直流母線上加兩個平衡電阻，形成平衡電橋；其僅對直流系統的接地故障給出報警，不能指示故障所在的直路和接地電阻值，功能過于單調。現場維護人員排除故障時，通常采用人工拉路法。依次短時拉開直流屏所供直流負荷各回路。當切除某一回路時故障消失, 說明故障在該回路內?？刹僮餍员容^差，特別是對于重要負荷，短時拉閘都是不允許的。因此，采用該方法的檢測裝置只適用于很低端的配電房的直流柜系統。

2.2 低頻信號注入法

    直流系統出現接地故障以后，在故障母線與地之間注入低頻信號，低頻電流從信號發生器流出，流經接地故障饋線，并從接地點返回。利用鉗型電流檢測儀逐條饋線檢測。找到接地饋線，進而找到接地點。

    該方法成功地實現了不停電查找直流接地點，但其檢測的正確性及靈敏度受直流系統分布電容的影響很大。饋線支流電容最大可達幾微法. 當探頭在某一點測量時, 由于有電容電流存在, 將使得操作人員難以確定是電容電流還是接地電阻電流。采用此方法檢測接地電阻往往有誤判或測量計算的接地電阻誤差很大。

2.3 變頻信號注入法

變頻信號注入，實際上還是低頻信號輸入，只不過此時注入的信號是頻率交替變化的低頻信號。然后還是通過鉗型電流探頭, 檢測支路阻性電流幅值的變化, 來確定接地支路與故障點。通過注入幅值不變而變頻的信號，間接的計算出饋線支路中的阻性電流。但通過現場使用檢驗, 效果仍然不理想, 原因還是分布電容。另外低頻信號的注入將使直流系統的電壓波紋系數加大。

2.4磁調制直流漏電流檢測方法