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摘要:变电站直流系统在实际运行中由于环境、过流等因素,直流接地或直流系统绝缘下降是变电站常见故障,本文分析了造成故障的原因,并介绍了查找方法和注意事项。
关键词:直流系统;故障分析;故障查找
中图分类号:U223.6+1文献标识码:A文章编号:1009-0118(2010)-03-0057-01
变电站直流系统是供给安全自动装置、继电保护装置、控制、操作回路、事故报警等装置的电源。直流回路发生故障,不但危及到变电站运行安全,还会影响到供电企业的经济效益。因此当发生直流系统故障时,我们要迅速查找并排除。直流故障中大部分是接地故障,一点接地一般不影响运行,但应及时排除以免发展成两点接地,酿成事故。如果直流系统发生两点接地故障,会直接造成接地短路,导致继电保护装置、中央信号及安全自动装置误动或拒动;电源熔丝熔断,保护装置和安全自动装置失去电源,严重危及变电站安全经济可靠运行。
一、直流接地故障原因
1、户外端子箱内受潮锈蚀,有金属物落在接线头或接线头与金属外壳接触等现象;户外变压器瓦斯继电器接线盒或温度计接线盒进水受潮;断路器操作机构箱控制电缆线芯绝缘被加热器灼热老化或其他外力损伤等。
2、二次设备、回路,因潮气侵蚀使绝缘性能降低,或经常操作过流发热引起绝缘烧伤等。如我公司35kV南顶变电站泗南线进线开关就因操作回路经常有倒闸操作和检修试验等造成合闸控制电缆绝缘老化,局部烧焦,引起直流系统接地故障的现象。
3、二次回路连接不合理或错误。如带电导体和接地线、交流带电体与直流带电体之间的距离设置不当,一旦交流回路过电压时,就会将间隙击穿,于是形成直流系统故障。设备元件组装不合理出现的问题,如电磁继电器动作时,触点与铁壳发生相碰,也可酿成直流接地;在电磁接触器动作和触头断弧过程中,弧光与接地体连接酿成接地;开关传动杆动作时,造成二次线磨损而酿成的直流接地故障等。
4、由于检修人员疏忽或误碰,使带电线头与接地体相碰造成接地。如某些元件的线头被剪断,没有及时进行绝缘处理,螺丝、垫片等金件搭在直流系统回路上;小动物,如小老鼠、昆虫等爬入直流回路也可能造成直流系统接地故障。
二、直流接地点的查找
1、绝缘监察装置查找法。在使用绝缘监察装置之前,须先对装置本身进行检查,装置是否正常,熔断器熔丝是否完好并接触良好,装置定值是否正确等等。然后依据绝缘监察装置的声、光信号判断接地故障具体发生在哪路直流回路上。
2、拉路寻找、分段处理法。先拉开一路开关,根据其信号变化和对地电压变化来判断这支回路是否存在问题。具体操作时,要遵循先信号报警回路后控制操作回路,先室外部分后室内部分为原则进行查找。若断开某一分路信号消失,测正、负极对地电压恢复正常,则说明接地故障点就在此支路范围内。
3、万用表电压测量法。当正或负极一极接地时,另一极对地电压为直流电源电压,即控制、操作电压为220V。切除某一支直流回路时,观察万用表所测对地电压值变化情况,就可以判断接地点是否在该支路上。
4、转移负荷法。对直流母线上较重要分路,依次转移切换到另一段直流母线上,监视“直流母线接地”信号是否消失,查出接地点在哪个分路上,进一步查出故障所在点。若故障不在某一重要的馈电分路时,停电进行查找故障点也是具体可行的方法。如果用“转移负荷法”找出故障接地点在控制室控制、操作回路上或中央信号回路上时,应用“万用表法”进一步查找,查出故障点在哪一单元设备的控制、信号回路中。
三、查找直流接地应注意的几个问题
1、直流负荷全部切除后,如果信号仍存在,就说明接地故障发生的部位可能是直流屏,蓄电池组,充电机连接电缆等电源部分。为防止查找负荷中长时间停电,最好选用一组有足够容量的备用电源,如硅整流装置。
2、采用拉路法寻找故障支路,切断电源时间不宜超过3s。
3、如果直流系统发生接地故障,检修人员要停止工作。查找和排除故障要两人进行,避免直流系统另一点接地造成保护装置误动作。
4、利用万用表查找,测量回路正、负极对地电压来判断故障极性,对地电压较低的一极离故障点越近。拔掉绝缘监察装置电源保险,测量正、负极电压,如果为零则说明故障出现在绝缘监察装置内。用拉路法查找时,如果每拉一路,绝缘回升一点,则说明整个直流系统绝缘普遍下降。
5、不要采用抜一只熔断器,尤其是负极熔断器查找故障接地点。因为负极连有跳、合闸线圈易产生寄生回路,导致保护装置误动作。
6、如果中央信号回路出现接地故障,此时拉开信号回路时,信号装置失去电源,使事故音响、预告音响不能发出,此时要用万用表法判断有无接地或观察监察装置继电器触点是否动作来判断有无接地。
7、如果信号电缆中兼有控制信号和闪光等回路用芯,一旦电缆损坏接地时,故障可能同时出现在直流母线控制和信号闪光回路中,查找时注意这些连带关系,往往一举两得。
四、小结
直流接地故障分析与查找,首先要了解变电站直流系统接线,然后根据运行方式,操作情况,利用绝缘监察装置或万用表等工具以一个清晰统一的思路,一定的顺序进行查找,耐心分析排除各种干扰,找出接地点之间的内在联系。当确定一条支路接地时,断开该支路,恢复其它支路,针对该支路所有串接的具体元件逐一排除,迅速准确地找到故障点。
关键词:直流系统;故障分析;故障查找
中图分类号:U223.6+1文献标识码:A文章编号:1009-0118(2010)-03-0057-01
变电站直流系统是供给安全自动装置、继电保护装置、控制、操作回路、事故报警等装置的电源。直流回路发生故障,不但危及到变电站运行安全,还会影响到供电企业的经济效益。因此当发生直流系统故障时,我们要迅速查找并排除。直流故障中大部分是接地故障,一点接地一般不影响运行,但应及时排除以免发展成两点接地,酿成事故。如果直流系统发生两点接地故障,会直接造成接地短路,导致继电保护装置、中央信号及安全自动装置误动或拒动;电源熔丝熔断,保护装置和安全自动装置失去电源,严重危及变电站安全经济可靠运行。
一、直流接地故障原因
1、户外端子箱内受潮锈蚀,有金属物落在接线头或接线头与金属外壳接触等现象;户外变压器瓦斯继电器接线盒或温度计接线盒进水受潮;断路器操作机构箱控制电缆线芯绝缘被加热器灼热老化或其他外力损伤等。
2、二次设备、回路,因潮气侵蚀使绝缘性能降低,或经常操作过流发热引起绝缘烧伤等。如我公司35kV南顶变电站泗南线进线开关就因操作回路经常有倒闸操作和检修试验等造成合闸控制电缆绝缘老化,局部烧焦,引起直流系统接地故障的现象。
3、二次回路连接不合理或错误。如带电导体和接地线、交流带电体与直流带电体之间的距离设置不当,一旦交流回路过电压时,就会将间隙击穿,于是形成直流系统故障。设备元件组装不合理出现的问题,如电磁继电器动作时,触点与铁壳发生相碰,也可酿成直流接地;在电磁接触器动作和触头断弧过程中,弧光与接地体连接酿成接地;开关传动杆动作时,造成二次线磨损而酿成的直流接地故障等。
4、由于检修人员疏忽或误碰,使带电线头与接地体相碰造成接地。如某些元件的线头被剪断,没有及时进行绝缘处理,螺丝、垫片等金件搭在直流系统回路上;小动物,如小老鼠、昆虫等爬入直流回路也可能造成直流系统接地故障。
二、直流接地点的查找
1、绝缘监察装置查找法。在使用绝缘监察装置之前,须先对装置本身进行检查,装置是否正常,熔断器熔丝是否完好并接触良好,装置定值是否正确等等。然后依据绝缘监察装置的声、光信号判断接地故障具体发生在哪路直流回路上。
2、拉路寻找、分段处理法。先拉开一路开关,根据其信号变化和对地电压变化来判断这支回路是否存在问题。具体操作时,要遵循先信号报警回路后控制操作回路,先室外部分后室内部分为原则进行查找。若断开某一分路信号消失,测正、负极对地电压恢复正常,则说明接地故障点就在此支路范围内。
3、万用表电压测量法。当正或负极一极接地时,另一极对地电压为直流电源电压,即控制、操作电压为220V。切除某一支直流回路时,观察万用表所测对地电压值变化情况,就可以判断接地点是否在该支路上。
4、转移负荷法。对直流母线上较重要分路,依次转移切换到另一段直流母线上,监视“直流母线接地”信号是否消失,查出接地点在哪个分路上,进一步查出故障所在点。若故障不在某一重要的馈电分路时,停电进行查找故障点也是具体可行的方法。如果用“转移负荷法”找出故障接地点在控制室控制、操作回路上或中央信号回路上时,应用“万用表法”进一步查找,查出故障点在哪一单元设备的控制、信号回路中。
三、查找直流接地应注意的几个问题
1、直流负荷全部切除后,如果信号仍存在,就说明接地故障发生的部位可能是直流屏,蓄电池组,充电机连接电缆等电源部分。为防止查找负荷中长时间停电,最好选用一组有足够容量的备用电源,如硅整流装置。
2、采用拉路法寻找故障支路,切断电源时间不宜超过3s。
3、如果直流系统发生接地故障,检修人员要停止工作。查找和排除故障要两人进行,避免直流系统另一点接地造成保护装置误动作。
4、利用万用表查找,测量回路正、负极对地电压来判断故障极性,对地电压较低的一极离故障点越近。拔掉绝缘监察装置电源保险,测量正、负极电压,如果为零则说明故障出现在绝缘监察装置内。用拉路法查找时,如果每拉一路,绝缘回升一点,则说明整个直流系统绝缘普遍下降。
5、不要采用抜一只熔断器,尤其是负极熔断器查找故障接地点。因为负极连有跳、合闸线圈易产生寄生回路,导致保护装置误动作。
6、如果中央信号回路出现接地故障,此时拉开信号回路时,信号装置失去电源,使事故音响、预告音响不能发出,此时要用万用表法判断有无接地或观察监察装置继电器触点是否动作来判断有无接地。
7、如果信号电缆中兼有控制信号和闪光等回路用芯,一旦电缆损坏接地时,故障可能同时出现在直流母线控制和信号闪光回路中,查找时注意这些连带关系,往往一举两得。
四、小结
直流接地故障分析与查找,首先要了解变电站直流系统接线,然后根据运行方式,操作情况,利用绝缘监察装置或万用表等工具以一个清晰统一的思路,一定的顺序进行查找,耐心分析排除各种干扰,找出接地点之间的内在联系。当确定一条支路接地时,断开该支路,恢复其它支路,针对该支路所有串接的具体元件逐一排除,迅速准确地找到故障点。