浅谈两个直流系统发生互联的危害及处理方法

前言:在发电厂和变电站内, 直流系统不仅为保护、测量、计量、监控等自动化装置提供稳定、可靠的电源, 而且为断路器、直流电机等重要设备提供操作和控制电源, 而这些都是保证发电厂和变电站安全稳定运行的重要负荷。

对于高电压等级的电厂来说, 一般存在着两个110V的直流系统, 分别控制机组和出线开关站的设备, 两个直流系统间相互独立。直流系统互联是指两个相互独立的直流系统发生直接或间接的电的联系, 一般有三种互联情况:1、正极并接, 2、负极并接, 3、正负极均分别并接。直流系统并接不仅将导致两个直流系统相互干扰, 降低两个系统的对地绝缘阻值, 延长接地故障的选线时间, 甚至导致直流系统发生接地故障时选不出故障支路, 为直流系统接地故障的排除增加困难。而且当任一直流系统发生多点接地时, 将导致互联的直流系统也发生多点接地, 进而导致保护误动、拒动或失电, 扩大事故影响范围, 导致全厂停电及主设备损坏等恶劣事故的发生。

鉴于直流系统互联的巨大危害, 下面以实际案例来讲解直流系统互联的现象及处理方法。

一、故障现象:

某电厂在日常巡检过程中发现厂内开关站110V直流I母绝缘监察装置频繁报警, 报警内容为“正控母一欠压”, 具体报警如下:

正常运行情况下, 对于110V的直流系统, 其母线的正负对地电压基本一致, 分别为:

故可判断直流系统发生直流I母正极接地, 因接地持续时间短, 绝缘监察装置并未选择出故障支路, 且当日无大风、大雨等恶劣天气, 可进一步排除环境影响。报警自动复位后, 检查装置正负极对地绝缘阻值, 如下:

开关站110V直流I母负对地绝缘阻值低于正常值999.9kΩ, 随后巡检人员联系相关专责人, 在核对报警记录后发现开关站110V直流I母报警时, 机组110V直流I母的馈线上有工作, 且工作人员因失误导致直流频繁接地, 检查机组110V直流I母, 也发生接地故障报警, 且负对地绝缘阻值也低于正常值, 进一步怀疑两个直流系统发生互联现象。

二、处理:

充分利用直流系统绝缘监察装置的故障选线功能, 分别进行机组110V直流I母和开关站110V直流I母模拟接地试验, 具体如下:

1、

选择备用支路间隔进行机组110V直流I母负极模拟接地试验, 开关站110V直流I母快速报警“负控母一欠压”, 机组110V直流I母绝缘监察装置延时报警, 查看开关站110V直流I母测负荷支路信息, 故障支路如下:

为第22路 (断路器控制电源1) ,

2、

选择备用支路间隔进行开关站110V直流I母负极模拟接地试验, 机组110V直流I母绝缘监察装置快速报警“负控母一欠压”, 开关站110V直流I母绝缘监察装置延时报警, 查看机组110V直流I母测负荷支路信息, 故障支路如下:

为第49路 (#1变压器风冷控制箱) 。

三、试验结果分析:

1、直流互联原因分析:

查阅图纸后发现断路器控制电源1为#1变压器的断路器控制电源, 其相关二次回路有断路器保护装置、断路器中控箱电源1。#1变压器风冷控制箱内取有来自此断路器中控箱的断路器常闭干接点, 综上可知是由到#1变压器风冷控制箱内的这对断路器常闭干接点导致的, 故障点为断路器中控箱。

随后对#1变压器风冷控制箱内的此断路器常闭干接点进行拆线测电压, 发现拆除接线后, 接点两端仍然带有110V强电, 验证了之前的分析。

2、试验过程中模拟接地系统延时报警分析

绝缘监察装置选线功能原理为采用直流有源CT, 进行支路漏电流检测, 不需向母线注入信号。所有支路的漏电流检测同时进行, 被检信号由CT采集后送采集模块, 每个模块内含CPU, 直接在CT采集模块内部转换为数字信号, 由CPU通过串行口上传至绝缘监测仪主机。

模拟接地故障时, 由于直流互联的影响, 导致模拟接地短路侧支路CT采样发生偏差, 进而导致装置选线报警延迟。

故障处理后, 开关站110V直流I母对地绝缘恢复正常, 对机组110V直流I母模拟接地试验, 报警正常, 延时现象消失, 开关站110V直流I母正常, 未发生任何报警, 故障被彻底排除。

结论:

直流互联存在巨大的安全隐患, 且故障现象不明显, 在日常维护过程中容易忽视, 应充分利用现有的直流绝缘监察装置, 对故障进行排除。建议对于新投运的直流系统, 尤其是存在两个独立直流系统的电厂和变电站, 进行直流模拟接地试验, 并同时检查两个系统的报警信息, 防止此类隐患的发生。

摘要：直流系统互联存在巨大的隐患, 需要快速有效地查找互联点并消除影响, 本文从实际现场操作出发, 充分利用绝缘监察装置的功能, 提供行之有效的解决方案。

关键词：直流系统互联,处理方法

参考文献

[1] ATCWZJ5-HL-Y一体式绝缘监测仪说明书[Z].深圳奥特迅电力设备股份有限公司