淺析發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障及處理措施

摘 要：在當(dāng)前發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中，直流系統(tǒng)作為發(fā)電廠電氣和熱控重要的電源供電系統(tǒng)，其與發(fā)電廠機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性息息相關(guān)，一旦直流系統(tǒng)發(fā)生故障，不僅會(huì)對(duì)發(fā)電廠正常的運(yùn)行帶來(lái)較大的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響到與該節(jié)點(diǎn)相連的其他電廠及整個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的正常運(yùn)行，因此需要做好直流系統(tǒng)的維護(hù)工作，針對(duì)直流系統(tǒng)的接地故障進(jìn)行有效的處理，確保發(fā)電廠直流系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；直流系統(tǒng)；接地故障；處理措施

在當(dāng)前發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中，許多系統(tǒng)都需要由直流供電系統(tǒng)進(jìn)行供電，如發(fā)電廠和變電站中控制、信號(hào)燈、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置等都需要由直流系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，而且直流系統(tǒng)還能夠提供事故照明電源，為操作提供可靠的操作電源，一旦直流系統(tǒng)發(fā)生故障，則會(huì)對(duì)發(fā)電廠正常的運(yùn)行帶來(lái)較大的影響。因此需要確保直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，確保發(fā)電廠能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

1 直流系統(tǒng)概述

直流系統(tǒng)的組成中，主要包括充電模塊、監(jiān)控單元、直流饋電單元、降壓?jiǎn)卧⒔^緣監(jiān)測(cè)和蓄電池組等幾個(gè)部分，由若干臺(tái)高頻開關(guān)電源模塊組成一臺(tái)完整的充電柜，因此在直流系統(tǒng)運(yùn)行賽程中，單個(gè)的充電模塊并不會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)較大的影響，一旦個(gè)別充電模塊發(fā)生故障，則可以利用備用充電模塊作為替代，然后對(duì)故障模塊進(jìn)行替換，確保直流系統(tǒng)能夠安全可靠運(yùn)行。特別是當(dāng)前高頻開關(guān)電源模塊已在電力企業(yè)中廣泛應(yīng)用，其不易發(fā)生故障，能夠帶電進(jìn)行插拔，給維修工作帶來(lái)很大便利。

隨著當(dāng)前電氣設(shè)備制造工藝水平的不斷提升，當(dāng)前沖擊負(fù)荷出現(xiàn)的頻繁較低，而且在開關(guān)控制回路中，分合閘線圈和儲(chǔ)能電機(jī)由于自身電流較小，在工作時(shí)通常不會(huì)對(duì)直流母線電壓帶來(lái)什么影響，因此在當(dāng)前新建的電廠中，往往只有直流控制母線，不再需要調(diào)協(xié)合閘母線，而且也很少用到降壓?jiǎn)卧?/p>

監(jiān)控單元在直流系統(tǒng)中具有非常重要的作用，其作為充電模塊和蓄電池組的指揮系統(tǒng)，能夠根據(jù)設(shè)置的參數(shù)進(jìn)行控制，同時(shí)還能夠?qū)收线M(jìn)行有效監(jiān)視，及時(shí)對(duì)故障信息進(jìn)行傳遞，確保運(yùn)行人員能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

在當(dāng)前我國(guó)運(yùn)行的發(fā)電廠中，二次系統(tǒng)中對(duì)直流電源供電系統(tǒng)應(yīng)用具有廣泛性，直流能源供電系統(tǒng)直接與主控室直流配電屏的直流母線實(shí)現(xiàn)連接，并從直流母線處來(lái)此出短路保護(hù)電源、合閘電源和照明電源，而且直流供電系統(tǒng)正母線和負(fù)母線都保持不接地對(duì)地懸空的狀態(tài)。在現(xiàn)階段，各發(fā)電廠通常采用電力電子整流器和蓄電池并聯(lián)共同工作的浮充供電方式，這樣在交流電源發(fā)生故障時(shí)也能夠有效的確保供電的連續(xù)性。

2 發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障分析

2.1 一點(diǎn)接地

由于發(fā)電廠直流系統(tǒng)連接結(jié)構(gòu)的特殊性，因此接地現(xiàn)象發(fā)生較為頻繁。對(duì)于發(fā)電廠直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地，當(dāng)其沒(méi)有產(chǎn)生短路電流時(shí)，一點(diǎn)接地故障發(fā)生時(shí)通常都不會(huì)導(dǎo)致故障的發(fā)生，負(fù)載能夠保持正常運(yùn)行的狀態(tài)。但一旦由一點(diǎn)接地變成兩點(diǎn)接地時(shí)，則會(huì)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)帶來(lái)較大的危害，而且在一點(diǎn)接地故障發(fā)生時(shí)，也極易導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，從而使其發(fā)生誤動(dòng)作。相對(duì)于兩點(diǎn)接地來(lái)講，一點(diǎn)接地故障發(fā)生概率較大，具有較強(qiáng)的隨機(jī)性，預(yù)防的難度較大，因此需要運(yùn)行人員要對(duì)直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地故障進(jìn)行充分的重視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并將一點(diǎn)接地故障進(jìn)行消除，確保直流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 兩點(diǎn)接地

2.2.1 繼電器誤動(dòng)作

在AB兩點(diǎn)同時(shí)接地的情況下，原本斷開的LJ1、LJ2被短路導(dǎo)通使ZJ線圈通電啟動(dòng)，ZJ觸點(diǎn)閉合導(dǎo)通線圈XJ，其效果和AC兩點(diǎn)同時(shí)接地短接時(shí)一樣引起誤動(dòng)作。

2.2.2 繼電器拒絕動(dòng)作

當(dāng)BE兩點(diǎn)同時(shí)接地造成對(duì)線圈ZJ短路，當(dāng)LJ1或LJ2閉合時(shí)無(wú)法使ZJ導(dǎo)通帶電，進(jìn)而不能使ZJ接點(diǎn)閉合，我們稱之為拒動(dòng)作。同理，CE、FE兩點(diǎn)同時(shí)接地也會(huì)導(dǎo)致拒動(dòng)作。

2.2.3 熔斷器熔斷

當(dāng)直流接地發(fā)生在AE兩點(diǎn)時(shí)，正負(fù)兩母線被短路產(chǎn)生較大的短路電流使FU1、FU2熔斷，甚至燒毀繼電器。

3 直流系統(tǒng)接地故障的處理措施

3.1 接地點(diǎn)的查找

3.1.1 拉回路法

通過(guò)對(duì)所檢查的回路進(jìn)行斷電，這種方法在當(dāng)前直流系統(tǒng)接地故障中進(jìn)行故障點(diǎn)查找時(shí)應(yīng)用較為廣泛，而且技術(shù)人員也較為熟悉。拉回路法在應(yīng)用上具有簡(jiǎn)單性和有效性，在具體斷電查找時(shí)，通常會(huì)依照事故照明回路、信號(hào)回路、操作回路和保護(hù)回路的順序進(jìn)行，不斷的縮小故障范圍，逐一對(duì)設(shè)備進(jìn)行排查，確保找到具體的接地點(diǎn)。

3.1.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)法

在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)法應(yīng)用過(guò)程中，需要利用在線監(jiān)測(cè)裝置，通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀況來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)接地故障。利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)法能夠做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且能夠?qū)收线M(jìn)行，并進(jìn)一步對(duì)接地回路進(jìn)行顯示，但在對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行定位時(shí)具有較大的難度，因此該種方法在查找接地故障點(diǎn)時(shí)具有一定的局限性。

3.1.3 電壓測(cè)量法

這是通過(guò)利用萬(wàn)用表來(lái)對(duì)正負(fù)母線電壓進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)對(duì)一部分負(fù)載進(jìn)行切除后，萬(wàn)用表的顯示出現(xiàn)變化時(shí)，則說(shuō)明將接地部分切除掉了。電壓測(cè)量表在具體應(yīng)用時(shí)對(duì)電力運(yùn)行人員自身的專業(yè)技能具有較高的要求，而且在對(duì)故障點(diǎn)判斷時(shí)需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，特別是對(duì)于一些具有復(fù)雜空間的設(shè)備更具有不適用性。

3.1.4 移動(dòng)定位裝置查找法

利用移動(dòng)定位裝置來(lái)對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行查找時(shí)有效的對(duì)各種檢測(cè)方法的弊端進(jìn)行規(guī)避，而且在檢測(cè)過(guò)程中不需要進(jìn)行停電，能夠帶電對(duì)接地點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)和查找，具有較強(qiáng)的先進(jìn)性。

3.1.5 應(yīng)用新型絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備查找故障點(diǎn)

當(dāng)前對(duì)故障點(diǎn)查找過(guò)程中應(yīng)用新型絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，主要采用的無(wú)接觸激磁調(diào)制直流微電流智能傳感器，對(duì)于接地電阻采用的是正負(fù)母線，根據(jù)從母線產(chǎn)生的漏電流來(lái)對(duì)接地電阻的大小進(jìn)行測(cè)量，由此來(lái)對(duì)非接觸式磁性調(diào)制母線接地故障進(jìn)行判斷。

3.2 預(yù)防控制措施

在對(duì)直流系統(tǒng)接地故障進(jìn)行預(yù)防工作中，需要嚴(yán)格對(duì)直流接地連線的二次設(shè)備絕緣水平進(jìn)行控制，確保控制用直流能夠保持與其他直流線路處于分開的狀態(tài)，同時(shí)還要定期對(duì)各種屏做好清掃工作，確保整潔性，保護(hù)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣的良好性。對(duì)于直流系統(tǒng)絕緣情況的檢查需要安排專門的運(yùn)行人員，全面了解和監(jiān)控易發(fā)生接點(diǎn)短路點(diǎn)的情況。需要做好暴露室外裝置的封裝處理措施，避免其受到自然天氣的影響。對(duì)于廠用照明設(shè)備要做好維護(hù)工作，經(jīng)常性的監(jiān)視檢查直流系統(tǒng)的絕緣水平。對(duì)于中央控制室的控制保護(hù)屏通常都會(huì)選擇前后帶門的封閉式結(jié)構(gòu)，及時(shí)對(duì)直流支路和調(diào)和中存在缺陷的情況進(jìn)行處理，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的預(yù)防，確保故障發(fā)生機(jī)率的減小。

4 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)加快了向超高壓和大容量的建設(shè)工作，這對(duì)直流系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性提出了更高的要求。直流系統(tǒng)對(duì)于發(fā)電廠生產(chǎn)運(yùn)行具有非常重要的意義，其主要為二次設(shè)備提供重要的電源供應(yīng)，為了確保直流系統(tǒng)供電的可靠性，對(duì)于直流接地故障需要采取切實(shí)可行的方法來(lái)進(jìn)行處理，有效的保障發(fā)電廠電能供應(yīng)的安全性和持續(xù)性，確保電力系統(tǒng)保持良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行提供有效的支持。

參考文獻(xiàn)

[1]歐衛(wèi)慶.發(fā)電廠直流系統(tǒng)接地故障分析及應(yīng)對(duì)措施[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2010（8）：76-78.

[2]張富剛，鄧明，董武良，等.變電站二次回路常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2011（5）.

[3]張大東，張金彪，張曉梅.發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)接地的危害及查找、處理方法[J].科技信息，2010（23）.