曹前剛

(國(guó)家電投集團(tuán)重慶永川發(fā)電有限公司  重慶市  402160)

摘要: 目前，我國(guó)的火力發(fā)電在發(fā)展的過(guò)程中有很多的問(wèn)題，而電力體系對(duì)很多因素都提出了特別高的要求，在這樣的條件下，就需要對(duì)存在的問(wèn)題加以控制以及改良。本文分析直流系統(tǒng)的現(xiàn)狀、直流系統(tǒng)接地帶來(lái)的危害、查找方法，提出了防止直流系統(tǒng)接地的6個(gè)措施。

關(guān)鍵詞: 火力發(fā)電廠;電力系統(tǒng);接地故障;防范處理

隨著發(fā)電廠電氣設(shè)備的老化，室外運(yùn)行環(huán)境的變化還有改擴(kuò)建工程中運(yùn)行維護(hù)的不合理，都會(huì)造成直流系統(tǒng)異常或故障，其中經(jīng)常出現(xiàn)的不正常狀態(tài)是直流系統(tǒng)接地。

1、直流系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其重要性

直流屏由交流電模塊、充電模塊、降壓硅鏈、直流饋電模塊、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊和絕緣監(jiān)測(cè)模塊組成。直流屏已經(jīng)發(fā)展成為一種新型的數(shù)字化控制、保護(hù)、管理、測(cè)量的直流系統(tǒng)。監(jiān)控主機(jī)部分高度集成化，大多數(shù)使用單板結(jié)構(gòu)。

實(shí)際運(yùn)行中的直流系統(tǒng)接線復(fù)雜，是一個(gè)復(fù)雜多分支供電網(wǎng)絡(luò)。為了提高某些重要負(fù)載供電可靠性，使用分段環(huán)形供電法，并依據(jù)負(fù)荷的類型以及路徑，分成各自獨(dú)立的供電網(wǎng)，比如控制回路、信號(hào)回或只處于備用狀態(tài)的負(fù)裝置的斷路器合閘回路等。對(duì)于次要的負(fù)荷，或只處于備用狀態(tài)的負(fù)荷，通常使用單回路供電。

發(fā)電廠的直流系統(tǒng)，對(duì)于機(jī)組的安全運(yùn)行的作用是相當(dāng)關(guān)鍵的。應(yīng)確保在任何情況下都可以可靠地向負(fù)荷供電。隨著發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量增大，直流系統(tǒng)的負(fù)荷也不斷加大，使系統(tǒng)越來(lái)越龐大，對(duì)它的供電質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，怎樣保證直流系統(tǒng)安全運(yùn)行就顯得非常關(guān)鍵。

2、直流系統(tǒng)接地帶來(lái)的危害和后果

直流系統(tǒng)在正常狀況下對(duì)地是絕緣的。直流電源系統(tǒng)在變電站中分布特別廣，電纜多而且非常長(zhǎng)，尤其是外露部分特別容易受塵土、潮氣的侵蝕，使一些絕緣性能差的元件絕緣效果降低，甚至絕緣破壞形成直流接地故障。小動(dòng)物爬入或小金屬部件掉落在元件上也會(huì)造成直流接地故障。一點(diǎn)接地不影響直流系統(tǒng)的運(yùn)行，若不能及時(shí)排除，當(dāng)出現(xiàn)2點(diǎn)接地的時(shí)候，會(huì)使繼電保護(hù)器出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)、信號(hào)誤報(bào)，嚴(yán)重破壞一次系統(tǒng)安全運(yùn)行，有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)多點(diǎn)接地或軟接地等狀況。

直流系統(tǒng)接地故障在發(fā)電廠經(jīng)常出現(xiàn)，對(duì)于運(yùn)行環(huán)境不好、運(yùn)行時(shí)間特別長(zhǎng)的設(shè)備，出現(xiàn)接地故障的幾率更大，常常會(huì)同時(shí)出現(xiàn)幾個(gè)接地點(diǎn)。

直流系統(tǒng)接地故障的查找、檢測(cè)定位是一個(gè)難題。當(dāng)前市面上有很多檢測(cè)儀器和產(chǎn)品，但有的直流接地檢測(cè)裝置抗干擾性不好，沒(méi)有特別高的靈敏性，使得檢修人員在直流接地故障查找的過(guò)程中容易產(chǎn)生誤判，不能有效、及時(shí)地排除故障。

直流檢修人員應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)直流系統(tǒng)的學(xué)習(xí)以及了解，掌握排除直流系統(tǒng)接地的技能，保證直流系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，為變電站的二次設(shè)備安全運(yùn)行打好基礎(chǔ)。

3、直流系統(tǒng)接地故障查找方法及優(yōu)缺點(diǎn)

要排除直流接地故障，先要找到接地的地方。直流接地可能不是一個(gè)點(diǎn)，有可能是很多個(gè)點(diǎn)，而且很多的接地故障并不穩(wěn)定，隨著環(huán)境的變化而變化，所以，在現(xiàn)場(chǎng)查找直流接地是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。查找直流接地故障通常有下面幾種方法：

3.1拉回路法

這是電力系統(tǒng)查直流接地故障一直沿用的一個(gè)簡(jiǎn)單方法。拉回路，指的是停掉這個(gè)回路的直流電源，停電時(shí)間應(yīng)該小于三秒。通常按面的順序進(jìn)行:事故照明回路，信號(hào)回路，操作回路，保護(hù)回路等確定了接地點(diǎn)的回路范圍，再研究這個(gè)回路中可能接地的支路和設(shè)備，逐漸縮小查找范圍，最后找出接地點(diǎn)。系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，一些關(guān)鍵負(fù)荷停電比較困難，甚至存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。如果接地故障存在于直流母線或者蓄電池上，采用這種方法還不一定能夠判斷故障點(diǎn)。因此，這種方法雖然簡(jiǎn)單，也很常用。但對(duì)不能停止生產(chǎn)，在必須保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備或者系統(tǒng)上存在較大局限性。

3.2裝置監(jiān)測(cè)法

這是一種在線監(jiān)測(cè)直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣狀況的裝置，當(dāng)前很多發(fā)電廠直流系統(tǒng)都有這類監(jiān)測(cè)裝置。這個(gè)裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以在線監(jiān)測(cè)，隨時(shí)報(bào)告直流系統(tǒng)接地故障，并顯示出接地回路編號(hào)。缺點(diǎn)是這個(gè)裝置只能監(jiān)測(cè)直流回路接地的具體接地回路或支路，但對(duì)具體的接地點(diǎn)不能定位，還會(huì)受到監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝數(shù)量的限制，很難

難把接地故障減小到個(gè)小的范圍。在目前大多數(shù)火電廠都已經(jīng)安裝直流在線監(jiān)測(cè)的情況下，常見(jiàn)的是通過(guò)監(jiān)測(cè)裝置確定大致范圍，然后采用拉回路法或其他方法繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步排查。

3.3萬(wàn)用表電壓測(cè)量法

用萬(wàn)用表直流電壓檔測(cè)直流電壓值，當(dāng)直流一極接地的時(shí)候，另一極對(duì)地電壓是全電壓，也就是控制電壓為220V，合閘電壓為240V當(dāng)切除某個(gè)部分直流負(fù)荷的時(shí)候，觀察萬(wàn)用表所測(cè)極對(duì)地電壓值的變化狀況來(lái)判斷接地點(diǎn)所在區(qū)域，從支路到分支路，一個(gè)一個(gè)排除。用萬(wàn)用表電壓測(cè)量法查找直流接地，對(duì)電氣運(yùn)行人員熟悉本廠直流系統(tǒng)負(fù)荷分布、支路走向要求非常高。

3.4便攜式定位裝置查找接地故障

拉回路法有著很多的局限性，遇到多點(diǎn)接地的時(shí)候?qū)嵤┢饋?lái)非常困難，而且隨著發(fā)電廠智能化程度的提高，電腦的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，這種方法在有的地方開(kāi)始禁止使用。便攜式直流接地故障定位裝置的特點(diǎn)是:不需要斷開(kāi)直流回路電源，可帶電檢查直流接地故障，卓有成效地提高了查找直流接地故障的安全性。

4、防止直流接地常見(jiàn)措施

通過(guò)對(duì)變電站直流系統(tǒng)接地故障的研究，總結(jié)出預(yù)防直流系統(tǒng)接地的6個(gè)關(guān)鍵措施。

第一，設(shè)計(jì)過(guò)程中的提前預(yù)防。盡量使用分屏設(shè)計(jì)，雖然前期投入會(huì)大大增加，但這樣在出現(xiàn)接地故障的時(shí)候更容易判斷，使得在運(yùn)行中排除直流故障更直接。精簡(jiǎn)設(shè)計(jì)中的控制電纜，減少控制電纜的數(shù)量，大大減少了故障點(diǎn)。

防止出現(xiàn)寄生回路。控制回路中存在接有第一(二)套直流系統(tǒng)的正極-繼電器-第二(一)套直流系統(tǒng)的負(fù)極，這樣容易造成直流接地現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該認(rèn)真進(jìn)行核查，防止出現(xiàn)這種寄生回路。

減少室外直流系統(tǒng)的分布，考慮到交流站用電系統(tǒng)特別可靠，為提高直流系統(tǒng)的可靠性，減小直流系統(tǒng)故障出現(xiàn)的概率，斷路器的儲(chǔ)能電機(jī)、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘的操作電源使用交流電源。

第二，施工過(guò)程中的預(yù)防。在前期施工中要注意監(jiān)督安裝質(zhì)量，檢查接線的正確性，接線柱應(yīng)該擰緊防止電纜脫落，盡量防止電纜的損害。

第三，調(diào)試試運(yùn)過(guò)程中的預(yù)防。直流系統(tǒng)調(diào)試的時(shí)候要檢查直流母線絕緣，運(yùn)行后做好支路檢測(cè)裝置動(dòng)作的可靠性，避免誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)。在支路送電以前應(yīng)做好絕緣措施。雙電源切換的應(yīng)該做好二次回路的檢查。

第四，運(yùn)行中的預(yù)防。在運(yùn)行的時(shí)候需要強(qiáng)化巡檢的力度，做好室外變壓器瓦斯繼電器的防雨、防潮措施。若變電站周圍的運(yùn)行環(huán)境不好，設(shè)備需要進(jìn)行防塵。

第五，檢修過(guò)程中的預(yù)防。設(shè)備損壞應(yīng)該及時(shí)解決，檢查端子有沒(méi)有松動(dòng)，對(duì)老化電纜應(yīng)及時(shí)更新。

第六，加強(qiáng)變電站直流系統(tǒng)中定檢檢查的全面性。對(duì)蓄電池、直流充電模塊，特別是要檢查支路系統(tǒng)接地電阻的設(shè)置，還有相關(guān)的接地信號(hào)是不是正常。

5、結(jié)語(yǔ)

直流系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，對(duì)發(fā)電廠、變電站的正常運(yùn)行有著非常重要的作用，它的設(shè)計(jì)是不是合理、驗(yàn)收是不是嚴(yán)格把關(guān)、日常巡視維護(hù)是不是到位都會(huì)對(duì)變電站的一二次設(shè)備運(yùn)行的可靠性造成影響。為了避免變電站直流系統(tǒng)故障，工作人員應(yīng)該嚴(yán)格按照直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的規(guī)范以及措施對(duì)直流系統(tǒng)的問(wèn)題進(jìn)行排查，進(jìn)一步減小出現(xiàn)直流系統(tǒng)故障的概率，確保繼電保護(hù)器和自動(dòng)裝置的正常運(yùn)行。

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