接地危害

接地危害（精选七篇）

接地危害 篇1

1发生直流接地的常见原因

(1) 自然天气原因由于常见的雨雪、大雾等自然天气因素的影响, 很有可能使室外的直流系统、与直流相关的元器件以及连接二次回路的电缆由于处在潮湿的环境中, 室外端子箱或机构箱内刀闸辅助接点处潮湿、积水会导致直流二次回路中的正电源或负电源对地绝缘电阻下降, 引起绝缘能力的降低, 造成直流接地。

(2) 时间原因对于运行多年的变电站, 各种端子箱、机构箱等生锈损坏, 密封性也下降, 二次直流电缆的绝缘能力下降, 设备质量差、机械的震动以及直流系统绝缘老化等都可以引起接地或成为接地的隐患。

(3) 人为原因检修维护工作人员在带电二次回路上工作的时候不小心将带有直流电源的电缆或者小线碰到其他设备的金属接地外壳上, 造成接地;检修人员在工作中造成的动态接地等同样也会留下接地的隐患。

(4) 设计原因由于设计或者临时采取措施, 将直流系统和交流系统共用一根电缆或者直流电缆和交流电缆同层敷设, 当电缆中直流芯线和交流芯线之间绝缘损坏时, 交流系统便能串入了直流系统, 引起直流接地, 由于这种情况引起的直流接地很难检查及处理。

2直流接地的危害

直流系统接地故障主要表现为金属性接地和非金属性接地, 在非人为因素造成的接地故障情况下, 其故障原因大都是受气候和设备运行环境的变化影响, 也有一些是难以查找的动态型接地故障 (当发生某种动作行为之后, 才会发生直流接地, 当这一动作行为消失后, 直流接地也随之消失) 。若发生一点接地, 由于没有形成接地回路, 仍能继续正常运行, 但容易使动作电压较低的继电器动作, 还容易使断路器偷跳。若发生两点接地故障, 可能造成直流系统短路, 使直流系统空开跳开或直流熔丝熔断, 使直流电源中断供电。造成继电保护、信号、自动装置的不正确动作, 使断路器误跳或者拒跳, 后果将不堪设想。

3直流接地的查找

直流接地发生一点接地之后, 绝缘监测装置发出报警信号, 运行及维护人员应尽快检测出接地点的具体位置, 并予以消除。

(1) “直流接地”信号发出后, 可通过直流屏在线监控器和直流绝缘监测装置找出接地支路号 (支路号的排列大都是按直流馈线屏馈线开关从上至下或从左到右的顺序) 及接地状态, 绝缘监测装置还可以显示接地电阻 (接地电阻小于15~20 kΩ时报警) 和正对地、负对地电压具体数值来判断接地程度。有时绝缘监测装置判断不出支路只报“直流母线接地”, 此时有可能直流母线接地, 也可能是环路接地。甚至有可能是直流屏内个别元器件上的小线接地。例如, 某220 k V变电站内直流接地告警, 将该站内所有的馈线支路才有传统的“拉路法”, 逐个排除, 均无法查出接地点, 检查完毕后怀疑是直流屏内存在接地点, 后经过排查发现直流屏内蓄电池放点仪的放点接头负极与外壳接触接地。

(2) 直流接地信号发出后, 工作人员必须停止任何二次回路上的工作。利用万用表测量正对地、负对地电压, 核对绝缘监测装置的准确性。万用表必须是高内阻的, 2000Ω/V, 否则会造成另一点接地。对控制、保护、信号回路逐一查找。

(3) 解列蓄电池、充电机。

(4) 用拉路法试拉变电站内的直流回路。所谓拉路法是指:依次、分别、短时切断直流系统中各直流馈线来确定接地点所在馈线回路的方法。但是随着智能变电站的迅速发展, 合并单元、智能终端的大量采用 (由于合并单元和智能终端一旦直流电源失去, 将会对多个运行设备造成严重影响, 甚至可能回引起保护拒动、断路器拒跳的情况) , 在某些场合下“拉路法”应谨慎使用。在采用拉路法仍无法确定接地点后, 则可能为母线接地, 应将一段母线的负荷倒至另一段母线, 以确定某段母线接地。

(5) 还有一种情况是直流控制回路里并没有实际的直流接地点, 但是由于二次接线错误同时二次回路元器件又损坏或者保护装置上继电器故障等几个因素叠加在一起, 也会造成直流系统绝缘降低, 系统也是有可能发直流接地告警信号的。

4直流接地的处理

(1) 若负荷电源采用熔断器, 在断开电源时应先取下正极, 后取下负极;恢复时, 先给上负极, 后给上正极。

(2) 试拉各设备的直流电源时, 应密切监视一次设备的运行及有关仪表、后台信号指示的变化情况。

(3) 寻找接地时, 应该两人及以上进行, 并使用绝缘工器具, 防止出现另一点接地。试拉、合继电保护、操作电源、自动装置及信号电源等重要负荷时, 事先与相关部门联系, 得到许可后方可进行, 必要时退出相应保护出口压板。

(4) 确认接地回路后, 在设备没有停运时应先合上控制电源, 再联系处理。

5直流系统的维护

(1) 定期对蓄电池进行充放电实验, 检查电池的容量是否合格。

(2) 定期观察蓄电池的运行情况, 检查是否有鼓肚、漏液的情况发生。

(3) 巡视时观察在线绝缘检测仪, 对绝缘电阻较低的馈线支路进行格外关注。

(4) 对不经常使用的需要直流电源驱动的元器件应对直流电源的接入点进行隔离, 避免出现由于非运行设备引起的直流接地的发生, 影响直流系统的安全运行。

(5) 可在新变电站投运时, 瞬时断开各重要直流电源后检查并记录所报信号和设备异

常及跳闸情况, 建立变电站直流电源失去设备信号和异常跳闸档案, 为今后直流接地查找提供便利条件。

6结语

变电站直流系统接地一直是电力运维人员关注的问题, 直流系统是一个十分庞大的多分支供电网络, 直流接地短时对电网不会带来较大危害, 一旦发生两点及以上接地短路, 将会直接危及设备, 直接影响电力系统的安全、可靠运行。除了必要的查找措施外, 也要注重员工实际查找经验和方法。尤其在智能化变电站迅速发展的今天, 如何在不影响智能化设备正常运行的情况下, 对直流接地进行精确查找具有重要的现实意义。

摘要：直流系统是变电站的重要组成部分, 其稳定性影响着整个变电站的安全运行, 一旦直流系统出现故障和异常, 将会引起一系列的连锁反应, 带来巨大的安全隐患, 继电保护人员在查找直流接地故障时, 除要十分熟悉相关查找规程和继电保护及安全自动装置的特性外, 还要对直流二次回路的构成相当熟悉, 凭借自己的实践经验, 尽快地判断出故障位置, 全面有效地对变电站直流接地故障地原因进行分析和处理, 并有效地采取控制措施, 是保证变电站安全运行的有效途径。

关键词：直流接地,危害,处理,维护

参考文献

[1]高中德, 舒治淮, 王德林, 国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社, 2009.

[2]杨健.浅谈查找直流接地的方法和注意事项[J].电源技术应用, 2014 (2) :16.

[3]李明璞, 赵萍好, 孙瑞.变电站查找直流接地技术探讨[J].河南电力, 2015 (1) :27-29.

发电厂直流系统接地危害及处理方法 篇2

关键词:直流接地接地方式处理方法

中图分类号:TM862文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(a)-0091-02

发电厂直流系统为独立的绝缘系统,向各控制、信号、继电保护、自动装置及事故照明回路等提供可靠的直流电源。它还可为设备操作提供可靠的操作电源。正常时正、负对地绝缘电阻相等,正、负对地电压平衡。发生一点接地时,接地极对地电压降低,而非接地极接地电压升高,在接地发生和恢复的瞬间,经远距离、长电缆启动的中间继电器跳闸回路可能因其较大的分布电容造成中间继电器误动作(一般采用大启动功率的中间继电器来避免),除此以外,对设备运行并无影响。但是,若出现第二个接地点,极易引发各类故障,因此直流系统一点接地时,设备虽然可以持续运行,但接地点必须尽快查到,立即消除或隔离。

1 直流系統接地的各种方式及危害

发电厂直流系统接地是一种易发生且对系统危害性较大的故障。直流系统正极接地,就会有造成继电保护误动的可能,因为一般跳闸线圈(如出口中间继电器线圈和跳闸线圈等)均接电源负极,回路再发生接地或绝缘不良就会形成两点接地,引起保护误动:直流系统负极接地,如果回路中再有一点接地,形成两点接地可将跳闸回路或合闸回路短路,保护拒动,此时系统发生故障,保护的拒动必然导致系统事故扩大(即越级扩大事故),同时还可能烧坏继电器的触点和烧保险。

典型的断路器控制回路简图如图1所示。

1.1 两点接地可能造成断路器误跳闸

当直流接地发生在A、B两点时,将电流继电器LJ1、LJ2触点短接而将ZJ启动,ZJ触点闭合引起跳闸。A、C两点接地时短接KM触点而跳闸。在A、D两点,D、F两点等接地时同样都能造成断路器误跳闸。

1.2 两点接地可能造成断路器拒动

接地发生在B、E两点,D、E两点或C、E两点,断路器可能造成拒动

1.3 两点接地引起熔丝熔断

当接地点发生在B、E和C、E两点,保护动作时,不但断路器拒跳,而且引起熔丝熔断,同时也有可能烧坏继电器触点。

2 引起直流接地的原因

按接地点所处的位置不同,可分为室内和室外两种形式。引起直流系统接地的原因,主要有以下几种。

2.1 潮湿天气引起接地

在大雨天气,雨水渗入未密封严实的二次接线盒,接线端子与接线盒外壳导通引起接地。在持续的梅雨天,潮湿的空气会使户外电缆芯破损处或者胶布包扎处绝缘大大降低,从而引发直流接地。

2.2 由小动物引起接地

二次接线盒(箱)密封不好,如壁虎、蜘蛛类的小动物进入,触碰直流回路将造成接地。电缆外皮被老鼠咬破,也容易引起直流接地。

2.3 直流回路接线松动或脱落

断路器操控二次回路的端子排螺丝松动,在多次分合后由于震动导致接线脱落滑出,触碰金属制端子排引起接地。

2.4 二次回路积灰

电气二次回路长期未清扫,积灰严重直接导致直流回路接线与端子排的绝缘降低直至直流系统接地。

2.5 由挤压磨损引起接地

若二次回路线与转动部件(如开关柜门)靠在一起,长期的开关柜门导致二次线磨损,绝缘破坏后接触柜体引起接地。

2.6 插件内元件损坏

为抗干扰,插件电路设计中通常在正负极和地之间并联抗干扰电容,若电容击穿将引起直流接地。

2.7 人为原因

在设备改造或废除时,常常有工作人员只解开了设备侧的直流回路二次接线,但并未在源头解开,之后被其它人员误认为备用芯而造成误碰或误剪。也有工作人员在工作中解开二次线时不做绝缘包扎,一旦接触金属件就引起接地。

3 直流系统接地的处理方法

在运行过程中直流接地故障绝大部分是间接接地和非金属接地,接地故障随气候和环境变化而变化。因此直流系统在短暂的接地故障后可能很快消失,这时虽然绝缘恢复了正常,但是不找到并处理好接地点,将始终是一大隐患。这就要求我们一定要在尽可能短的时间找到故障点。

直流系统中的空气开关或熔断器一般是分层分级配置,由直流母排引出,到直流屏总路空气开关,然后再到各设备分路总空气开关,最后细分到保护、控制、监视、储能等各个回路中。

传统上一般采用“拉路寻找”的方法,即首先在直流系统总馈电屏处按照先信号和照明后控制回路,先室外部分后室内部分的原则,逐个断开各直流回路。无论回路有无接地,断开直流回路电源的时间一般不得超过3S,但集成电路和微机保护的直流电源最好拉开10S后再合。若直流接地现象继续存在,则说明下级回路没接地:若断电后直流接地故障消失,则说明接地点处于本开关的下级回路中。判断直流接地故障是否消失,可以是询问运行人员集控监测信号有无消失,在现场也可以用万用表或电压表测量直流系统的正负极对低电压。如我厂使用的220V直流系统,正极对地为+110V时正常,大于+110V说明负极接地,小于+110V则说明正极有接地点。值得说明的是,所用万用表或电压表内阻应不低于2000Ω/v,即使查出某一回路有接地,也应先合上空开或保险,再进一步处理。

当我们已经确认了直流接地所在的支路,且该支路下级已无空开或保险可以断开时,就需要通过解线的方式来进一步确认了。事实上,若此支路只涉及照明或信号等非重要回路时,且查线可能需要较长时间,我们可以向值长申请断开此直流支路,让整个直流系统先恢复正常,再进行解线。解线前应将所解线芯的回路编号,端子排号及对侧接线编号记录清楚,以防在恢复接线出错。在解线的同时使用万用表(支路已断开时使用绝缘摇表)检查回路的对地绝缘,直到解开某一根线时绝缘恢复,则可以确定接地点就在该线芯或是其连接的设备上,再仔细观察、逐步细化,最终将能找到接地的那一点。

近几年由于微机保护的应用和综合自动化的发展,一般发电厂及变电站都配置有直流系统绝缘检测装置,以“信号注入法”、“霍尔传感器监测法”、“磁饱和监测法”三种原理设计生产。在直流的各分支回路上安装一个穿心式的电流互感器,各互感器感应到的信号经过直流接地选线装置分析判断,确定直流接地的分支回路。发生接地后,微机直流系统绝缘监测系统会发出“直流接地”信号,并报出接地发生在馈电屏上的哪一支路,这在很大程度上节省了直流接地的查找时间。同时,各式各样的便携式直流接地故障查找仪纷纷面世,原理类似于绝缘检测装置的信号注入法,其特点如人为拉路法,不需断开直流回路电源,使用一移动式的采集器在各分布回路上测量,如果出现接地回路就报警。对接地故障的排除在时间上和安全上都是好帮手。但是,由于目前产品和各直流系统的兼容性和抗干扰能力差的因素,误报率比较高。我们也只是将之作为拉路法的辅助测试仪。并没有大量采用和全面推广,仅为查找时作为参考使用。

4 结语

直流系统能否可靠运行对发电厂的安全运行极其重要。日常维护中我们除了要针对直流接地可能发生的各个隐患点做好巡检及相应措施,如在室外接线盒加装防雨罩、利用设备停运期间检查更换外皮老化电缆等:也应该多熟悉现场设备状况,及时了解直流系统检测及查找装置的科技新发展,在不断实践中努力探索和提高查找直流接地的水平。

参考文献

[1]毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.

弧光接地的危害及治理 篇3

关键词：弧光,过电压,接地,消弧消谐

我们鲁南化肥厂是一家有着近40年历史的大型化工企业。目前我厂正在进行原料及动力结构调整,在调整项目的实施中,在电气设备的选择上使用了不少高新技术。其中为了解决电网弧光接地产生长时间过电压的问题,我们选用了RZX消弧消谐选线及过电压保护综合装置,对各类过电压进行限制,以提高系统运行的安全性及供电的可靠性,下面我就对间歇性弧光接地的危害、传统消除方法及我们所选用设备的使用方面进行简要的介绍。

一、间歇性弧光接地的危害

我厂的6k V系统是非直接接地的电网,现有运行规程规定,当非直接接地系统发生单相接地故障时,允许继续运行两小时,如经上级部门批准,还可以延长,但规程对于“单相接地故障”的概念未做明确界定,如果单相接地故障为金属性直接接地,则故障相对地电压降为零,其余两健全相的对地电压升高至线电压前面已指出,我们所使用的电气设备在正常情况下都能承受这种过电压而不至于损坏。但是,如果单相接地故障为弧光接地,则其过电压可达3.5倍正常运行相电压的峰值,在这样高的过电压持续作用下,势必造成电气设备绝缘的积累性损伤,在健全相的绝缘薄弱环节造成对地击穿进而引发相间短路事故。

随着我厂生产能力的扩展,设备的改造、项目的建设中大量使用了采取固体绝缘的电缆线路,由于固体绝缘击穿的积累效应,其内部过电压特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此而激发的铁磁谐振过电压,已成为我厂电气系统安全运行的一大威胁,其中以单相弧光接地过电压最为严重。

二、目前国内外为限制弧光接地过电压所采取的措施

1. 为了解决弧光接地产生长时间过电压的问题,国内以前大多采用消弧线圈补偿或经自动跟踪补偿式消弧线圈接地的方式。虽然可以有效降低故障点的残流,有利于接地电弧的熄灭,也能避免因为长时间燃弧而导致的相间弧光短路,但是采用消弧线圈容易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象,而且对小电流选线装置影响较大,使其灵敏度降低甚至无法选线,况且由于电气系统运行方式的多样化及弧光接地点的随机性,消弧线圈要对电容电流进行有效补偿有很大的难度。消弧线圈补偿的也仅仅是工频电容电流,而实际通过接地点的电流不仅有工频电容电流,而且还包含有大量的高频电流和阻性电流,严重时仅高频电流和阻性电流就可以维持电弧的持续燃烧,这是消弧线圈根本无法解决的。

2. 采用经小电阻接地的方式,虽然抑制了弧光接地过电压,克服了消弧线圈存在的问题,但牺牲了对用户供电的可靠性.当这种系统发生单相接地时,人为增加短路电流使断路器速断动作,不论负荷性质及重要性,一律切除故障线路而且也不能分辨出金属性接地或弧光接地,使并不存在弧光接地过电压危害的金属性接地故障线路也被切除,扩大了停电范围和时间。同时,由于加大了故障电流,对于弧光接地则加剧了故障点的烧损。

三、我们所选用的设备

我厂此次选用的是淄博瑞源电力设备厂生产的RZX智能消弧消谐选线及过电压保护综合装置。该装置针对消弧线圈的不足,设计原理新颖,功能完善,自动化程度高,在安装维护、可靠性、控制功能等方面均比消弧线圈有较大的提高。该装置。利用智能控制、过电压限制技术和单项开关等组成一套自动控制系统。采用瞬时改变系统参数和短接母线上的PT开口三角绕组,消除谐振;采用限制故障相的恢复电压幅值及恢复电压的上升速度,消除弧光接地。

1、其主要功能

a.替代电压互感器柜,并提供电压检测信号。

b.具有过电压保护功能,能将大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平,保证了电网及电气设备的绝缘安全,使因过电压引起的事故大为减少。

c.替代消弧线圈,能够快速消除间歇性弧光接地故障,抑制间歇性弧光接地过电压,防止事故的进一步扩大,降低线路的事故跳闸率。

d.能够快速有效的限制并消除各种谐振过电压,防止长时间的谐振过电压对系统绝缘结构的加速老化,防止谐振过电压对电网中设置的避雷器以及小感性负载的影响,增加系统运行的安全可靠性,延长系统中设备的使用寿命。

e.能够迅速准确查找单相接地故障线路,对防止事故的进一步扩大,减轻运行和维护人员的工作量有重要意义。

f.具有PT切换功能。

2、该装置的主要组成部分及功能。

a.三相组合式过电压限制器RSA,起限制系统过电压的作用,RSA过电压限制器是本装置中限制各类过电压的第一元件,在本装置接触器未动作之前将电压限制在安全范围以内。

b.可分相控制的高压真空接触器KA、KB、KC、KD

KA、KB、KC、KD的作用是当系统发生弧光接地过电压时,使其由不稳定的弧光接地迅速转变成稳定的金属性直接接地,从而保护设备,使其不受损害。KA、KB、KC是一组分相控制的单相真空交流接触器,一端分别接至母线,另一端通过KD直接接地。正常运行时,接触器均处于断开状态,受控制器RZK的控制而合闸。各相真空接触器操作回路相互闭锁,当其中任一相合闸使该相母线接地后,其他两相中任何一相不会再动作。

c.智能控制器RZK

智能控制器RZK,是本技术的核心部件。它根据PT提供的Uao、Ubo、Uco、U△的信号来判定接地故障发生的相别及接地属性(金属性直接接地和弧光接地),按照预先设定的方式控制高压真空接触器动作,RZK智能控制器可同时完成对消弧、消谐和选线的综合控制,有效地降低了设备的投资成本。控制器是由嵌入式双CPU组成,是整个综合装置测量、显示、运算、通信和执行的中心处理机构,智能化程度高抗干扰性能好,可靠性高。智能控制器采用二次电源技术,可抵御各种电磁干扰,所有的采集接口全部采用光/电隔离,可消除一次系统对控制器的干扰。

d.高能限压器RV

限压器是该装置的主要部件。当系统发生间歇性弧光接地时,真空接触器立即将限压器RV投入到故障相,由限压器RV将故障相的最高电压限制到额定相电压的75%,使弧道的恢复电压上升到该值时就不再上升。根据交流电弧理论知道,弧道在电流过零时将熄灭,能否消弧成功主要取决于电流过零后弧道的介质恢复强度Ujf与加在弧道上的恢复电压Uhf之间的相对关系,在故障相的恢复电压上升到较高值时,如果Ujf

e.多功能电容器

当综合装置在进行灭弧时,该电容与弧光接地弧道并联,可以起到一定的分流作用,减少通过弧道的残流,使电弧更容易熄灭。

此外,装置还包括:带有辅助二次绕组的电压互感器PT,用于本综合装置对系统运行状态的监测;安装于本综合装置与电网的连接端的隔离开关,用于本综合装置在安装和维修时的投切;用于起保护作用的熔断器等部件。

3、简单工作原理

a.当系统发生单相接地时,RZK将对Uao、Ubo、Uco、U△的三相信号进行计算处理,判断接地相别和接地属性,根据接地属性RZK做出如下处理:

b.如果接地故障是稳定的金属性直接接地,则RZK发出故障相别及接地属性(金属接地)的指示信号。同时,RZK配有微机选线保护,由微机选线保护处理解决。

c.如果接地故障是不稳定的间歇性弧光接地,则故障相接触器合闸,投入高能限压器和多功能电容器,进行限压消弧。如果接地故障是稳定的间歇性弧光接地,则故障相接触器和共用接触器同时合闸,将接地故障转化成金属性直接接地,使故障消除。

d.故障相接触器在动作合闸投入高能限压器和多功能电容器后,RZK令接地的接触器断开一次。若接触器断开后再无弧光接地故障现象,说明这一次接地故障是暂时性的,系统恢复正常运行,RZK返回原始状态。若接触器断开后再次出现弧光接地故障,则RZK认定这一故障为永久性的弧光接地,此时再次指令相应的故障相接触器闭合,同时共用接触器闭合,RZK将按照预先设定的程序发出警告信号,告知值班人员故障发生的相别;同时RZK自配微机选线保护进行选线处理。在接触器断开接地点的过程中出现的短暂的过电压,由RSA进行限制。

e.接触器第二次(连续的同一相)闭合接地后不再分开,只有当故障线路自动或者人工切除后,由中控室或现场给RZK发送复位指令,RZK收到复位指令后,让接触器断开,系统恢复正常,为以防止因RZK误判断或误接线引起的相间短路,本装置加装有高压限流快速熔断器。

由装置的工作原理可知,限制过电压的机理与电网对地电容电流的大小并无关系,其保护性能不随电网运行方式的改变而变化。我们相信系统加装本装置后,各类相对地及相与相之间的过电压均能被限制到较低的电压水平,对系统设备的运行安全威胁最大的单相弧光接地过电压将被限制。该设备的使用必将大大加强我厂供电系统的稳定。

参考文献

[1]莫正康.《晶闸管变流技术》.机械工业出版社,1985.6.

[2]李刚.《现代测控电路》.高等教育出版社,2004.11.

[3]康华光.《模拟电子技术》.高等教育出版社,2002.6.

配电变压器中点接地线断线危害分析 篇4

关键词：变压器,接地线,电压偏移,危害,MATLAB

0 引言

配电变压器是配电系统的重要组成部分,其安全、可靠运行对电能质量和供电可靠性有着直接的影响。根据电力设备试验规程规定,100 k VA以下的变压器接地点接地电阻不大于10 Ω,100 k VA以上的变压器接地点接地电阻不大于4 Ω,接地电阻测量周期不可大于2 年［1］。施工质量不合格、运行维护不到位和偷盗行为等因素,时常引起配电变压器接地线断线缺陷,而接地线断线则是接地电阻阻值过大的一种特殊情况［2］。配电变压器如果接地电阻阻值过大或发生接地线断线故障将造成供电异常甚至导致电气设备烧毁或对人身安全造成危险,给供电单位的运行管理带来一定困难,配电变压器因接地电阻不合格已引起了多起事故［3］。

1 DYn11 连接组介绍

根据GB/T 6451 油浸式变压器和GB/T 10228 - 1977 干式变压器标准规定,配电变压器可采用Dynl1 联结,《民用建筑电气设计规范》、《工业与民用供配电系统设计规范》及《10 k V及以下变电所设计规范》等推荐配电变压器采用Dynl1 联结方式［4］,作者单位管辖范围内的所有台架配电变压器均采用Dyn11 联结方式,其绕组的连接方式如图1 所示。

DYn11 联接方式主要优点有:

( 1) 高次谐波电流由于有个闭合的三角形接线绕组而受到抑制; 三倍次谐波电流可在三角形中环流,该环流对原有的三倍次谐波磁通起去磁作用,三倍次谐波电势被削弱,三倍次谐波环流对变压器的运行无多大影响［5］。

图图11 DDyynn1111 绕绕组组联联结结示示意意图图

( 2) 变压器零序阻抗较小,有利于单相接地故障的切除。

( 3) 变压器磁路中的磁通被削弱,不致因为副边的零序电流而使变压器过热［6］。

( 4) 防雷性能较好。

2 接地线断线的主要影响

( 1) 中性点电压偏移

若接地电阻够足够小,可等效为Re= 0 Ω,则中性点电压将保持与大地电压一致,而当中性线断线后,接地电阻等效为Re= ∞ ,此时若三相负载不对称,引起变压器中性点电压将发生偏移。等效电路如图2 所示。

根据节点电压法[7],可计算出中性点电压偏移:

式中,Ca为A相线路对地等效电容,Ra为A相负荷等效电阻;为B相线路对地等效电容,Rb为B相负荷等效电阻;Cc为C相线路对地等效电容,Rc为C相负荷等效电阻;。当三相负荷平衡,即Ya=Yb=Yc=Y时,,即中性点电压未发生偏移。而三相负荷不平衡引起中性点电压偏移,使得三相负载电压不再平衡,其相量图如图3所示。

单相接地是三相负荷不平衡的特殊形式,也是电力系统的常见故障之一［8］。为了了解在系统发生单相接地故障时,接地线断线对系统的各相电压、电流以及中性点电压的影响,本文利用MATLAB软件搭建电路模型进行仿真分析,仿真模型如图4所示。

仿真模型中,电源采用线电压为10 k V的35 MVA供电系统,配电变压器额定容量为315 k VA,绕组连接方式为DYn11,短路阻抗4. 44% ,单相线路对地等效电容取0. 5 μF/km,线路长度取0. 5 km,运行过程中三相负荷对称,按照变压器利用率 η = 0.75,功率因数cosφ = 0. 95 计算,三相负荷Za= Zb= Zc= 0. 584 +0. 193j。图5 的仿真结果显示,在0 - 0. 02 s期间,系统正常运行,三相负荷平衡,中性点电压没有发生偏移; T = 0. 02 s时刻,A相发生短路故障,由于故障点电阻和接地电阻的影响,故障相电压·Ua减小,低于正常运行时相电压,非故障相电压·Ub和·Uc升高,其值大于正常运行时相电压而小于线电压,中性点电压·UN'略微升高,为21. 3 V; T = 0. 04 s时刻,接地线断线,故障相电压·Ua降低至地电位,非故障相电压·Ub和·Uc升高至线电压,中性点电压·UN'升高至正常运行时的相电压。此时系统电压相量如图6所示。

由图6可以看出,各项对地电压应分别为正常运行时各相对地电压的相量和,即之间的夹角为60°,非故障相B、C两相对低电压升高倍。

由以上分析,接地线断线后,三相负荷不平衡将使得变压器中性点电压发生偏移,对配电系统影响主要有:

1 造成三相电压不对称。电压降低相用电设备无法正常工作; 电压升高相可能使用电设备损坏; 当负荷不平衡度较大时,各相电压将无法满足- 10%~ + 7% 的电压质量要求。

2 发生单相短路故障时,非故障相电压升高至线电压水平,对低压输电线路的绝缘水平提出更高的要求。

3 中性点电压升高,单相短路情况下可达到相电压水平,有可能将中性点绝缘击穿而使变压器损坏,同时,中性点电压高于36 V的安全电压,对接触接地线的人身和设备造成危害。

4 当接地线断线时,致使避雷器接地电阻等效为无穷大,雷击过电压时,避雷器不能正常对地放电。

( 2) 对零序电流的影响

对称分量法是分析不对称故障的常用方法,根据对称分量法,一组不对称的三相量可以分解为正序、负序和零序三相对称的三相量［9］。在不同序别的对称分量作用下,电力系统的各元件可能呈现不同的特征。在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量( 电流或电压) ,可以分解为三组三相对称的相量,当选择a相作为基准相时,三相相量与其对称分量之间的关系( 如电流) 为

式中运算子a = ej120°,a2= ej240°,且有1 + a + a2= 0,a3= 1; I·a( 1)、·Ia( 2)、·Ia( 3)分别为a相电流的正序、负序和零序分量,并且有:

基于MATLAB/Simlink平台,采用图4 所示模型,根据公式( 3) 搭建零序电流计算模块,仿真结果如图7 所示。

如图7 所示,在0. 02 ~ 0. 04 s期间,A相发生单相短路,而接地线可靠接地,A相电流大幅上升,产生较大幅值的零序电流; 0.04 ~ 0. 06 s期间,A相发生单相短路,接地线断线,因为故障点不能通过中性点形成回路,接地电流仅为幅值较小的线路对地电容电流,三相电流不平衡度极小,零序电流幅值很小。由此可见,在系统发生单相短路故障等三相负荷不平衡情况时,若接地线可靠连接,接地电阻较小,则零序电流幅值较大,有利于继电保护装置迅速地检测并切除故障回路,改善系统参数减少接地故障时的内部过电压,而当接地线断线时,虽三相电流幅值均升高,但零序电流幅值很小,仅使继电保护装置作用于报警信号,而不可及时动作跳闸隔离故障回路,降低继电保护装置的可靠性。

( 3) 线路损耗增加

1 增加低压线路中的电能损耗

在三相四线制供电线路中,三相负荷不平衡时,中线会有电流通过,这样不仅相线有电能损耗,而且中线也会有电能损耗。设某低压线路的三相电流大小分别为Ia= Ib= Ic= I,中线电流为I0,相线电阻为R,中线电阻为2R。三相负荷平衡时,Ia= Ib= Ic= I,I0= 0,线路中的有功损耗为:

三相负荷不平衡时,线路中的有功损耗为:

假设线路中出现最大不平衡时,Ia= 1. 5I,Ib= Ic= 0. 75I。若三相负荷性质与功率因数相同,则I0= 0. 75I。则增加的电能损耗比例为:

2 增加高压线路中的电能损耗

在低压配网中,若三相负荷不平衡,不仅使低压线路中的电能损耗增加,而且使高压线路中的电能损耗增加。假设在上述最大不平衡状态下,配电压器高压侧的电流与低压侧电流成比例,即IA= 1. 5I',IB= IC= 0. 75I',高压线路中各相电阻为R',则高压线路中的功率损耗为:

而中性点为发生偏移时,高压线路中的功率损耗为:

则增加的电能损耗比例为:

3 预防措施

( 1) 接地引下线沿电杆敷设,尽可能短而直,减少其冲击电抗,以支持件固定在杆塔上［10］。

( 2) 在变压器的中性线上选取适当的位置多点重复接地,如图8 所示,当变压器接地点接地电阻升高或接地线断线( 如N点断线) ,相线接地。由于有了M点的重复接地,也能保证大地的电位为零,不会对人生安全和设备的正常运行造成威胁。

4 结束语

巧改避雷器接地线防雷电危害 篇5

笔者在春检工作中发现部分配电变压器装设的避雷器接地线, 采用的是单体导线与接地引下线连接方式。此方法施工难度大、成本高, 易发生因连接点生锈引起接触不良, 导致雷电波侵入事故。笔者摸索出巧改避雷器接地连接线方法, 可有效解决此缺陷。

采用4 mm厚扁钢或直径10 mm圆钢做连接线, 并将其焊接或打眼固定在避雷器横担上, 从而实现避雷器接地端与接地引线可靠连接。该工艺接线简单, 可靠性强, 避雷器装拆方便。当供电设备遭受雷击或高压冲击波沿线路袭来时, 避雷器间隙被击穿而接地, 可有效实现瞬间切断侵入冲击波功能。

接地危害 篇6

变电站直流系统在变电站的运行系统中占有非常重要的地位。发电厂、变电站直流系统是一个独立的电路循环个体, 影响它的因素主要为发电机、厂用电系统运行方式的改变。直流系统在有效的保护继电、控制回路、信号回路的同时, 为自动化设备提供了稳固流畅的电力资源, 并为断路器的分、合闸供应电源。直流电源稳定性好, 在二次循环系统中处于举足轻重的地位。直流系统本身的安全稳定度会直接影响到整体系统的安全和稳定, 所以一定要对直流系统的运行状况保持高度的重视。

1 电力系统直接接地概述

交流电源是无极性电源, 而直流电源是带极性电源, 即电源正负两极。电力系统直流接地的“地”与“大地”是两个不同的概念。这里的“地”是电力系统安全的一个重要概念, 相对于直流电路就等于是一个中介点。发电厂, 变电站为了整体设备安全会将大部分设备的外壳连接在这个中介点上, 以降低电源循环系统的阻抗性, 因为其阻抗性越低, 系统的稳定性就越好, 安全性能也就越高。当直流电源系统正负两极对地间的绝缘电阻数值小于特定一整定值的时侯, 就会出现直流系统正接地故障。同样负接地故障就是绝缘电阻值小于某一特定规定值。在现实操作中, 变电站、发电厂直流系统所接设备多, 回路复杂, 所以在长期运行过程中更容易受到气候变化, 环境改变的影响, 再加之设备本身的问题:如接头及电缆的老化、操作的失误等, 就不可避免会发生直流系统接地故障。基于上述原因, 相对于新设备而言, 投入运行时间较长的设备发生直流系统接地故障的几率更大。另外, 在变电场, 发电站的场地改建和扩建的过程中必定会涉及到电路的改造, 这就不可避免地会出现一些电路系统的故障隐患, 而直流系统就是其中比较容易出现问题的薄弱环节。

2 直流系统接地的危害

2.1 接地分类

直流系统的网络连接是复杂的, 其接地情况分析起来有以下几种:按接地种类可分为直接接地 (亦称全接地) 、间接接地 (亦称半接地或非金属接地) 和金属接地;按接地极性分为正接地和负接地;按接地的情况可分为多点接地、单点接地、环路接地。直流系统接地故障可分为正接地故障和负接地故障, 二者所造成的损害虽然有所不同, 但对设备及整个电力系统的安全所构成威胁度却是一样的。

2.2 正接地有导致断路器失误跳闸的可能

直流正极接地可能出现的故障是电力系统保护装置及自动化装置失常误动。因为当回路某处发生直流接地时, 继电器线圈, 跳合闸线圈就会与负极电源正常接通, 这样就很可能会使电力系统保护装置及自动化装置发生失常误动。

2.3 负接地可能会导致断路器的拒跳闸

负接地发生后, 断路器有拒动不跳闸的可能, 这样就会使事故发生的几率增大。负极接地发生时, 如果回路再有一点接地, 保护继电器, 合、跳闸线圈就会因为接地点短接发生拒动, 同时电源保险也会因直流回路短路电流而被熔断, 继电器接点就可能会被烧坏, 从而使得设备失去操作及保护电源。以厂房直流接地引起机组停运为例:2006-06-08T15:23, 3#发电机负荷300MW, 机组正常运行;15:24, 3#发电机主盘发出“控制直流绝缘下降”的信号, 操作人员用绝缘监测装置切换把手测量对地电压, 结果为负对地75V, 正对地125V;40s后, 3#发电机出现跳闸, “控制直流接地”及“热工保护动作”信号显示在主控制盘和保护盘上。在故障时的刻录波报告中发现, 首先发生变动的是热工保护动作开关量, 大概两个周波 (40 ms) 后, 发生以下情况, 发电机跳闸, 发电机电压, 电流突变明显, 41E开关跳闸, FMK跳闸。与先前因热工保护发电机动作跳闸录波图对比后证明:3#发电机跳闸的主要原因是热工保护动作的出现。

机组跳闸后排查发电机热工保护回路, 发现第85档端子接热工保护24V电源回路, C129自身具有-110V电压;C129线接至第85档端子, 端子排85、84档之间以连片为中介短接。分析后认为:C129线不应当连在第85档端子的位置而应与24V热控弱电回路分离开。后将C129接线移至第86档端子, 将端子排84、85档中间的连片去除, 发电机热工保护端子排接线。 (详见图示1, 图示2)

3 电力系统直接接地故障查找排除及预防

排除直流接地故障, 首先要进行接地故障定位。因为直流接地故障大多数情况下是多个点并且接地故障不具有稳定性, 很可能因环境而异变, 故此现场查找直流接地是相对复杂的。

3.1 直流接地选线装置监测法

该装置的工作原理就是在线监测直流系统对地绝缘的情况。其优点就在于在线监测, 机动性强, 随时检测接地故障, 回馈接地回路编号;缺点是只能监测直流回路接地的接地支路和回路, 无法定位接地点的具体位置。此类装置还普遍存在受监测点安装数量的限制, 受施工改造限制, 抗分布电容干扰差, 检测精度不高, 误报较多等问题。

3.2 拉回路

查找直流接地故障一个较为简单的办法就是“拉回路”。所谓“拉回路”就是在小于三秒的时间内停掉该回路的直流电源。依次顺序为信号回路, 照明回路, 再操作回路, 保护回路等。“拉回路”也具有缺陷, 因为二次循环系统越来越繁杂, 造成很多厂站形成了不正常的闭环回路, 使得用拉回路方法排查接地故障的难度系数增大。同时回路接线的不稳定性, 会使人为跳闸的情况出现在拉回路的过程中。另外, 现代微机保护的特性也不允许随意断电。

3.3 便携式直流接地故障定位装置故障定位法

该装置近些年开始在电力系统广泛应用, 其具有的优势:一是直流回路电源无需断开, 可带电查找直流接地故障, 避免“拉回路”的缺陷, 提高查找直流接地故障的安全性;二是该装置便于操作, 可将故障具体定位。

4 怎样正确挑选排查直流接地故障的装置

有两个指标可供挑选直流接地故障排查装置, 其一, 是检测接地故障对地阻抗值应不小于40 KΩ;其二, 是装置的抗分布电容干扰对地分布电容系统总值应不小于80 MF, 回路对地分布电容系统值也应不小于8 MF。

5 查找直流接地故障的技巧

(1) 及时查找。直流接地故障受环境因素, 天气因素的影响, 具有不稳定性, 如果不及时查找, 就会因其变化性, 在再次查找时难以找到真正的故障原因。

(2) 按序查找。依次为信号回路, 事故照明回路, 再操作回路, 控制回路, 保护回路。在查找中应把检测绝缘情况较差的回路视为重点。

(3) 定期巡检对地绝缘。此方法就是要防患于未然, 在故障出现前就应及时查找排除。定期利用精度较高的查找装置对各个直流回路进行检查, 标记绝缘相对差的直流回路, 当潮湿天气出现时应给予重点关注监测。

(4) 采用精度高的查找装置。接地警告较严重的直流系统往往具有多个接地点, 在此情况下, 应区分不同程度故障的回路, 应用精度较高的检测装置从接地故障严重的回路入手。

(5) 对于环路供电的直流系统, 首先应关闭环路电源, 现实情况中有很多在客观情况下已不能断开的环路, 这时的方法是对已检测到的接地故障回路 (环路接地, 表现出来一般都是两个以上回路) 其接地精度仔细分样, 找出接地更严重的回路, 继续查找。

5 结语

综上所述电力系统直接接地潜在很大的不稳定性和危害性, 直接影响到了整个用电系统的良好运行, 现代电力工业系统对此问题应当给予重视。尽管当今检测电力系统直接接地故障的方法多样, 但是还没有某一种方法可以做到尽善尽美, 故仍需在科技上不断创新, 要加强监测和检测系统装置的智能化, 节省资源, 提高效率, 为促进社会主义电力事业的现代化不断努力。

参考文献

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[3]刘万顺.电力系统故障分析[M].北京:水利电力出版社, 1996.

[4]张次衡.直流系统接地故障检测装置存在的问题[J].中国电力, 1996, (7) .

[5]任先文, 邹刚, 史永广, 等.基于ARM的嵌入式系统在直流系统接地故障定位中的研究[J].继电器, 2008, (2) .

接地危害 篇7

变电站直流系统主要有两大部分, 即充电屏与蓄电池。充电屏内具有绝缘检测仪、充电模块等组成;蓄电池即由电极、电解质、隔离物及外壳组成。变电站直流系统常见接地故障常见有以下几类:首先是蓄电池或充电屏的电缆或绝缘座等部分出现破损或者绝缘老化、破损, 出现漏电;再次是外因引起, 如由机械振动过大, 系统中的电缆摩擦金属体, 造成绝缘损伤, 引起漏电;三是环境引起, 如积尘多, 空气潮湿, 如接线端子、PCB板集有灰尘, 在空气湿度较大的情况下, 绝缘下降;四是生锈。如仪器仪表的金属外壳;五是漏水。如端子箱、压力表密封不好;六是裸露。如备用电缆芯没有包好、垫片或螺杆掉在空开上同时接触到柜体和任一极。

变电站直流系统常见接地故障常见种类主要有以下几项:首先是电缆接地。造成电缆接地有两方面原因, 即绝缘老化、铺设时或者检修时操作不当遭到损伤;再次是元件接地。元件接地主要是元件质量不可靠, 绝缘材料不过关或者在制造过程中绝缘部分受到损伤, 经过一段时间运行后, 如遇到潮湿空气, 薄弱部位漏电, 发生直流接地故障;三是蓄电池接地。蓄电池长期过充电、过温, 导致壳体膨胀裂开, 壳体老化, 蓄电池底部微小颗粒, 在应力的作用下, 将蓄电池底部壳体顶坏;四是交流窜电接地。220V交流照明电源与PT57.8V电压源, 由于绝缘下降、误碰、误接等原因, 串入直流系统;五是直流窜电接地。即环网接地。六是系统的绝缘装置引起的接地。如绝缘材料不合格、绝缘性能低, 或年久失修、严重老化或者二次回路绝缘材料绝缘性能低等。七是人为引起接地。如二次回路接线裸露、阴雨天没能及时加设防雨装置、检修时检修质量不高等误将控制电缆外皮绝缘损伤等众多原因。

2 直流系统接地会可能造成的危害

直流接地故障中两点接地同一点接地比较, 其危害相对较大。一点接地发生后, 一般会引起自动装置或者保护装置出现拒动作或者误动作, 不会造成大事故, 二两点接地不但会造成保护装置出现拒动作与误动作, 而且还会导致直流熔断器熔断、控制回路失电, 造成系统瘫痪, 尤其复杂保护回路中出现同极两点接地, 很容易将一些保护继电器进行短接, 造成更大的事故。如下图所示:

图中A、B两点出现接地故障, 会将继电器KM的两个点, 即KA1与KA2的接点进行短接, 这样就会导致继电器出现误动作而跳闸。图中A、C两点出现接地故障时, 继电器KM的接点也会因短接, 导致继电器出现误动作。同样道理, A、D两点与F、D两点出现接地故障, 均会导致开关误动作。

如果接地故障出现C、E两点, B、E两点或者D、E两点, 就会导致断路器拒动。

如果接地故障点出现在A与E两点, 则就会引起系统中熔断器熔断, 使系统失电;如果接地故障点出现在B、E两点或者C、E两点, 系统的保护专职就会动作时, 引起熔断器熔断后, 就可能将继电器触点烧毁。

3 直流接地处理措施

上述直流接地危害中可以看出, 系统中正极或者负极出现接地, 只要有一个接地, 对地出现了新接地, 如果不能快速修复, 很容易导致两点或者两点以上接地故障现象出现, 造成更大的设备事故。

4 直流环网的危害

直流环网的危害很大, 首先会缩短直流系统中蓄电池的使用期;其次小的直流馈线中, 环流现象很容易造成馈线烧毁, 严重时可能引发火灾;接地故障检测不能得到精准检测, 不能对系统报警不能及时校正。四是直流环网很容易让继电器等发生误动作, 对安全生产极为不利。

5 环网故障查找措施

(1) 操作人员可依据变电站直流系统的现场状况, 进行分, 排除环网故障现象。倒闸操作时原运行的母线不可失去电压。正常运行时蓄电池不得退出运行, 整流器不可单独作电源供直流盘。没有核对直流电源的极性和压差的并列点, 不得并列, 正常运行时两组直流系统不得并列。

(2) 利用“直流系统带电解环仪”快速查找。譬如使用QDB-81直流接地查找仪, 可快速找各种接地故障;标准正弦波形显示, 查找接地快捷;通过测量可显示支路接地电阻与接地信号波形;可用信号源、手持器双层抗分布电容设计, 消除分布电容影响;区分平衡电阻接地, 消除检测死区;测量交流接地电压 (25-250v) , 排除交直流串电故障, 24v-220v直流系统通用。

6 结语

总之, 变电站直流系统是保障电力系统安全运行的基础, 直流系统的用电负荷极为重要, 对供电的可靠性要求很高, 直流系统的可靠性是保障变电站安全运行的决定性条件之一, 必须加强其日常的维护, 加强对接地故障的成因、查找方法以及解决措施, 提升故障处理效率。才能避免电气事故, 保障电力系统稳定运行。

参考文献

[1]陈神思.直流系统接地故障的分析与处理[C].福建省科学技术协会第七届学术年会分会场——提高水力发电技术促进海西经济建设研讨会论文集, 2007.