直流系統(tǒng)是變電站的核心設備之一,變電站的直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成,為變電站的控制、信號、繼電保護、自動裝置、遠動通訊裝置等提供可靠的直流電源,并提供事故照明電源。它還可為操作提供可靠的操作電源。直流系統(tǒng)的可靠性是保障變電站安全運行的決定性條件之一。
一、直流系統(tǒng)故障接地的原因分析
變電站直流系統(tǒng)所接設備多、回路復雜,在長期運行過程中會由于環(huán)境改變、氣候變化、電纜以及接頭的老化,設備本身問題等原因,使某些絕緣薄弱元件絕緣降低,發(fā)生直流系統(tǒng)接地。特別在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,難以避免的會遺留電力系統(tǒng)故障的隱患,直流系統(tǒng)更是一個薄弱環(huán)節(jié)。
分析直流接地的原因有如下幾個方面:
1、二次回路絕緣材料不合格、絕緣老化、絕緣性能降低等;
2、雷雨季節(jié),直流二次回路中的正電源或負電源對地絕緣電阻下降,從而形成接地;
3、全封閉開關(guān)柜小母線因熱脹冷縮等原因變形彎曲接觸到開關(guān)柜體造成直流接地;
4、小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障;
5、因施工工藝不嚴格,造成直流回路出現(xiàn)裸線、線頭接觸柜體等,引起接地。
二、直流系統(tǒng)故障接地對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響
直流接地故障中,危害較大的是兩點接地,可能造成嚴重后果。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地故障.便可能構(gòu)成接地短路,造成繼電保護,信號、自動裝置誤動或拒動,或造成直流保險熔斷,使保護及自動裝置、控制回路失去電源。
由于直流系統(tǒng)網(wǎng)絡連接比較復雜,其接地情況歸納起來有以下幾種:按接地極性分為正極接地和負極接地,按接地種類可分為直接接地和間接接地。正極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(fā)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。
1、直流正極接地,有使保護及自動裝置誤動的可能。因為一般跳合閘線圈、繼電器線圈正常與負極電源接通,若這些回路再發(fā)生一直接地,就可能引起誤動作。兩點接地還可能造成誤合閘,誤報信號;
2、直流負極接地,有使保護自動裝置拒絕動作的可能。因為跳、合閘線圈、保護繼電器會在這些回路再有一點接地時,線圈被接地點短接而不能動作。直流回路短路電流會使電源保險熔斷,并且可能燒壞繼電器接點,保險熔斷會失去保護及操作電源。兩點接地開關(guān)也可能合不上。
變電站的直流系統(tǒng)是由蓄電池組與浮充電裝置并聯(lián)供給直流負荷的運行系統(tǒng),主要是為控制回路、信號回路、繼電保護自動裝置、斷路器分合操作等提供可靠穩(wěn)定的不間斷電源。由于分支網(wǎng)絡多、所接設備多等因素構(gòu)成了龐大而復雜的直流電源網(wǎng)絡,分為主母線、小母線、層層分布,回路復雜、單線交錯、雙線交錯,客觀上增加了查找直流接地故障的難度。
三、直流系統(tǒng)接地故障的處理
1、直流接地選線裝置監(jiān)測法
這是一種在線監(jiān)測直流系統(tǒng)對地絕緣情況的裝置。該裝置的優(yōu)點是能在線監(jiān)測,隨時報告直流系統(tǒng)接地故障,并顯示出接地回路編號。缺點是該裝置只能監(jiān)測直流回路接地的具體接地回路或支路,但對具體的接地點無法定位。技術(shù)上它受監(jiān)測點安裝數(shù)量的限制,很難將接地故障縮小到一個小的范圍。而且該裝置必須進行施工安裝,對舊系統(tǒng)的改造很不便。
2、利用儀器查找直流接地故障的定位法
近幾年由于微機保護的應用和綜合自動化的發(fā)展,過去“拉回路”“斷保險”查找直流接地的方法,已經(jīng)不能適應電力系統(tǒng)一、二次回路在安全性方面的要求。發(fā)電廠和變電站的擴建,使得二次回路越來越復雜,系統(tǒng)本身已存在大量事故隱患,通過拉回路查找直流接地可能導致更大的事故。
近年來出現(xiàn)了各種電子式直流接地故障探測儀和自動報警裝置,具有靈敏系數(shù)高和自動巡檢功能。該類裝置的特點是無需斷開直流回路電源,可帶電查找直流接地故障。完全可以避免再用“拉回路”的方法,極大地提高了查找直流接地故障的安全性。而且該裝置可將接地故障定位到具體的點,便于操作。
四、施工、改造及運行維護中減少直流接地的方法
1、加強工作班成員的技術(shù)培訓,增強責任心,施工、改造中提高施工工藝和工作質(zhì)量。
2、加強斷路器、隔離開關(guān)、手車等一次設備的運行維護管理,嚴格執(zhí)行斷路器、隔離開關(guān)等具有機械傳動部分設備的操作規(guī)程,避免因操作不合理造成接地故障。對手車開關(guān)的活動部位采取措施提高其因其隨手車活動引起接地。
3、加強直流系統(tǒng)特別是蓄電池系統(tǒng)的巡視和日常維護,對直流系統(tǒng)要按照巡視周期認真巡視,對直流系統(tǒng)中的充電機、直流母線、蓄電池等做好日常維護,保持蓄電池的清潔,對極板的滲液及時處理,并加涂凡士林。
4、加強直流控制電纜的檢查維護和二次線的清掃保持二次線的清潔,防止積塵過多。加強對運行年限長的設備的維護,對絕緣老化,已不能滿足對地絕緣電阻要求的控制電纜和有關(guān)二次設備及時更換。對室外容易發(fā)生直流接地的端子箱、瓦斯接線盒和刀閘輔助接點接線盒等做好防雨措施,防止潮氣浸入,使端子銹蝕。
5、做好端子箱等處的封堵檢查做好端子箱、機構(gòu)箱、電纜溝、主變瓦斯接線盒等處的封堵檢查,防止小動物爬入或小金屬零件掉落在元件上造成直流接地故障。