近期天氣惡劣,梅雨持續(xù)時間長,空氣濕度大,多座變電站不同程度出現(xiàn)直流系統(tǒng)絕緣降低或者直接接地的情況。一旦直流系統(tǒng)發(fā)生接地,可能會造成繼電保護、自動裝置或開關(guān)控制回路誤動或拒動,或造成直流系統(tǒng)短路,將引發(fā)較大電網(wǎng)安全風(fēng)險。本文分析了幾起典型直流接地案例并提出了防范措施,值得大家引起警覺并學(xué)習(xí)借鑒。
直流系統(tǒng)在變電站中主要為控制信號、繼電保護、自動裝置等提供可靠的直流電源,一旦直流系統(tǒng)發(fā)生接地,可能會造成繼電保護、自動裝置或開關(guān)控制回路不能正確動作,嚴重影響變電站的安全穩(wěn)定運行。
提高告警標(biāo)準,將接地隱患防范于未然
當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)接地時,按照接地情況可以分為單點接地、多點接地、環(huán)路接地、絕緣降低等。單點接地可以分為直流正極接地和直流負極接地。直流正極接地可能導(dǎo)致保護及自動裝置誤動,直流負極接地可能導(dǎo)致繼電保護、制動裝置拒動。無論是正極接地還是負極接地,只要有一個接地,即對地構(gòu)成了新的接地回路就要迅速排除,否則一旦出現(xiàn)二點或多點接地就會發(fā)生故障,乃至發(fā)生事故。
正常運行時,直流系統(tǒng)正、負極對地的絕緣電阻都是999k歐,當(dāng)室外設(shè)備受潮后,導(dǎo)致直流系統(tǒng)絕緣下降。220v直流系統(tǒng)對地電阻告警值為25k,110v直流系統(tǒng)對地電阻告警值為15k。xx公司高度重視直流接地隱患治理,提高直流系統(tǒng)絕緣降低報警標(biāo)準,設(shè)置220v直流系統(tǒng)對地電阻下降至40k歐時裝置告警,110v直流系統(tǒng)對地電阻下降至25k歐時裝置告警。在直流系統(tǒng)絕緣降低發(fā)展成接地之前將隱患消除。
近期天氣惡劣,梅雨持續(xù)時間長,空氣濕度大,省內(nèi)6座500千伏變電站不同程度出現(xiàn)直流系統(tǒng)絕緣降低或者直接接地的情況。xx、xx出現(xiàn)直流系統(tǒng)絕緣降低至40k歐;xx直流系統(tǒng)正接地;xx直流系統(tǒng)正接地;xx直流系統(tǒng)整體絕緣下降;xx直流下降,負對地降至18k歐;xx變直流系統(tǒng)正接地。
下面以近期幾個變電站直流系統(tǒng)絕緣降低或接地情況進行具體分析:
(1)500千伏xx、xx變電站:站內(nèi)直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置顯示絕緣下降至40k,待觀察后絕緣有所回升,恢復(fù)至可接受范圍。根據(jù)以往經(jīng)驗判斷,此次絕緣降低的原因應(yīng)是室外刀閘機構(gòu)箱的熱偶繼電器受潮。
xx站內(nèi)報文告警i段母線正極接地
xx站內(nèi)絕緣監(jiān)測裝置顯示正極絕緣降低
(2)500千伏xx變電站:站內(nèi)發(fā)生直流接地后,檢查發(fā)現(xiàn)站內(nèi)直流系統(tǒng)正極對地電壓為1.1v,監(jiān)控后臺顯示716刀閘位置處于不定態(tài),如圖所示。將716刀閘位置恢復(fù)為正常狀態(tài)后,直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測也同步恢復(fù)正常。根據(jù)現(xiàn)場情況可以初步推斷此次直流接地是由于室外716刀閘機構(gòu)箱受潮導(dǎo)致。
(3)500千伏xx變電站:站內(nèi)發(fā)生直流系統(tǒng)接地后,二次檢修人員檢查絕緣監(jiān)測裝置,發(fā)現(xiàn)絕緣監(jiān)測裝置并無任何異常信號,現(xiàn)場量電位發(fā)現(xiàn)xx直流系統(tǒng)正極對地電壓為0。使用直流接地檢測儀器全站排查后,確定接地原因為#2母聯(lián)匯控柜內(nèi)#2母聯(lián)密度繼電器一節(jié)點受潮導(dǎo)致,拆除該節(jié)點后直流系統(tǒng)絕緣恢復(fù)正常。
(4)500千伏xx變電站:站內(nèi)直流系統(tǒng)接地反復(fù)出現(xiàn),并且情況較為復(fù)雜,檢修人員多次去檢查未查明接地點,現(xiàn)場只有直流總屏告警而無分屏告警。運維人員按照建議,待天氣狀況回轉(zhuǎn)之后展開室外匯控柜門,情況有所好轉(zhuǎn)。xx變電站直流系統(tǒng)整體絕緣下降,呈現(xiàn)多點接地現(xiàn)象,無明顯直接接地點。根據(jù)現(xiàn)場進行分析,此次絕緣降低的原因與匯控柜內(nèi)防火堵料蓋過電纜芯有一定關(guān)聯(lián)。
(5)500千伏xx變電站:站內(nèi)絕緣監(jiān)測裝置報警,顯示220kv#2小室對時裝置負極接地,10分鐘后監(jiān)控后臺上報對時裝置失電告警動作,7分鐘后返回。4小時后,直流接地告警信號返回,裝置均恢復(fù)正常運行。根據(jù)以往經(jīng)驗判斷,此次絕緣降低應(yīng)該是由裝置電源故障引起。
(6)500千伏xx變電站:站內(nèi)絕緣監(jiān)測裝置報警,顯示xx變直流系統(tǒng)ii段母線正接地。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)為#1主變中壓測控信號回路正接地,進一步檢查室外端子箱至359機構(gòu)箱地刀分位的兩電纜芯絕緣損壞,拆除后全站絕緣恢復(fù)正常水平。
根據(jù)以上具體分析,總結(jié)如下:
直流接地缺陷查找和處理具有一定困難性,隨天氣變化反復(fù)出現(xiàn),且接地點查找具有困難,有時會有多點接地的情況出現(xiàn)。本次系列變電站直流接地大多數(shù)為室外機構(gòu)內(nèi)接點或電纜絕緣降低導(dǎo)致,一方面是因為電纜、接點年份較長,自身絕緣水平有所下降,另一方面主要是因為長時間降雨導(dǎo)致室外設(shè)備受潮引起或設(shè)備故障。
運檢融匯一體,標(biāo)準化治理直流系統(tǒng)接地隱患
直流接地缺陷處理需要多方面配合工作,建立標(biāo)準化流程,應(yīng)用運檢一體化體系,強化直流接地缺陷處理能力和速度:
1. 在處理直流系統(tǒng)接地故障時,必須提前做好人員清場工作,特別是二次回路嚴禁有人工作。同時,處理直流接地故障,無論是查找故障點還是處理故障階段都必須有兩人以上才允許進行。在處理過程中,要防止引發(fā)直流短路或其它直流接地發(fā)生,避免故障進一步發(fā)展。做好具體安全措施,避免處理過程中造成保護誤動作。
2. 判斷故障位置要堅持先微機后人工、先外后內(nèi)、先次后重、先信號再控制的原則。具體來說,在處理直流接地故障時,首先要利用直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置查詢故障位置,如果絕緣監(jiān)測裝置提供的信息不準確,再進行人工查找。
3. 運維人員應(yīng)在第一時間收集報文和直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置異常信號上報,二次班應(yīng)急反映迅速組織搶修人員現(xiàn)場檢查。如絕緣監(jiān)測裝置提供信息能準確定位故障回路則斷開電源觀察絕緣是否恢復(fù)。如絕緣監(jiān)測裝置無法提供準確信息,則使用直流接地檢測儀排查全站直流回路,確定可疑接地回路,斷開電源觀察絕緣是否恢復(fù)。
4. 確定接地回路后,根據(jù)圖紙,判斷可疑接地點,采取斷開相關(guān)接點方式判斷是否為真實接地點。查明原因后,采取可靠絕緣隔離,與一次班組積極配合、安排人員協(xié)助并盡快消除接地點。
為了避免直流接地的反復(fù)發(fā)生,可采取下列防范措施以減少直流接地的發(fā)生:
1. 改善設(shè)備的運行環(huán)境,對運行環(huán)境溫度不合格的場所,應(yīng)加裝空調(diào)。做好端子箱、開關(guān)機構(gòu)箱、刀閘機構(gòu)箱等柜體的封堵工作,柜門防雨措施完善。
2. 利用定期檢驗或變壓器安裝機會,全面檢查變壓器瓦斯繼電器、油流繼電器、油位計、溫度計、壓力釋放器等是否均有防雨罩,接線盒安裝是否牢靠,是否有密封圈,二次電纜是否按規(guī)定通道敷設(shè),有無破損現(xiàn)象等。
3. 利用停電定檢機會,更換戶外設(shè)備二次回路中頻繁操作或長期帶電的易損元件。
4. 對于設(shè)備工藝不良或設(shè)計原因存在隱患,二次回路調(diào)試時,做到回路完整。既不留寄生回路,也要避免回路之間的環(huán)網(wǎng)或交叉,重視繼電保護及安全自動裝置定檢項目中的清灰、除塵工作。
5. 技改或基建工程二次施工嚴格按圖紙施工,施工前嚴格執(zhí)行工程前圖紙會審制度。防止二次回路直流i、ii段混接,交直流混接,寄生回路等情況出現(xiàn),導(dǎo)致直流系統(tǒng)異常。
6. 強化各變電站內(nèi)直流系統(tǒng)、直流分屏和絕緣監(jiān)測裝置運行維護和檢修,確保絕緣監(jiān)測裝置能有效反映站內(nèi)直流接地點,便于檢修人員迅速隔離接地點。