換流站低壓直流接地故障處理策略優(yōu)化

摘 要：低壓直流系統(tǒng)作為換流站控制保護(hù)系統(tǒng)重要輔助電源，其穩(wěn)定性尤為重要。文章介紹了換流站低壓直流系統(tǒng)接地危害，闡述了低壓直流故障檢測新舊方法，并以±500kv鵝城換流站一起低壓直流系統(tǒng)接地故障進(jìn)行了分析與處理，對換流站低壓直流接地故障處理策略提出優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞：換流站；低壓直流；接地故障；處理策略

引言

低壓直流系統(tǒng)作為換流站重要輔助電源，擔(dān)負(fù)著直流換流站控制、保護(hù)裝置各控制電源、信號電源等重要負(fù)荷。正常運(yùn)行時(shí)，低壓直流系統(tǒng)不能退出運(yùn)行，同時(shí)直流換流站內(nèi)信號擾動(dòng)大，在線監(jiān)測裝置易受到干擾而無法定位故障點(diǎn)。本文就換流站低壓直流接地故障查找策略進(jìn)行探討。

1 低壓直流系統(tǒng)接地危害

一般來說，室外設(shè)備密封損壞，或者電纜老化且其危害將隨電壓等級升高而增大。當(dāng)出現(xiàn)多點(diǎn)接地時(shí)，可引起繼電器誤動(dòng)作，開關(guān)跳閘[1]?；蛐盘栧e(cuò)誤，導(dǎo)致直流保護(hù)采樣誤判，直流保護(hù)誤動(dòng)作，高壓直流系統(tǒng)閉鎖。

2 直流接地故障查找方法

基于斷開直流回路方式，進(jìn)行拉路尋找、分段處理。以先信號和照明部分后操作部分，先室外后室內(nèi)原則。在切斷各專用直流回路（控制保護(hù)動(dòng)作回路）時(shí)，切斷時(shí)間不得超過3s。且遵循以下注意事項(xiàng)：查找接地點(diǎn)禁止使用燈泡尋找方法；儀表檢查時(shí)，內(nèi)阻不低于2000Ω/V；處理時(shí)不得造成直流短路和另一點(diǎn)接地[2]。

該方法在一般變電站使用較多，為傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)限制，在直流接地故障定位方面存在一些不足。比如處理時(shí)間長，定位不準(zhǔn)確，無法處理間接接地、非金屬接地、環(huán)路接地、正負(fù)平衡接地、多點(diǎn)接地等情況，存在較大局限性，在國內(nèi)換流站無法大面積推廣。

隨著科技進(jìn)步，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及算法突破，在模糊控制理論、通信噪聲理論、低頻信號檢測、在直流接地儀器上應(yīng)用，低頻信號測試法（也稱交流法[3]）可靠性越來越高，精度、抗干擾能力進(jìn)一步增強(qiáng)。對直流系統(tǒng)大的分布電容、電磁脈沖、其它噪聲等抗干擾能力大大提高，可對支路接地進(jìn)行準(zhǔn)確指向定位[4]。

3 換流站直流接地特殊性及處理策略優(yōu)化

如前文所述，換流站使用大量控制保護(hù)信號，其直流電源穩(wěn)定性至關(guān)重要。尤其在部分設(shè)備指示信號直接作用于高壓直流保護(hù)，一旦信號發(fā)生變位，可能導(dǎo)致保護(hù)誤判直流運(yùn)行方式發(fā)生變化，控制保護(hù)軟件將對采樣電壓、電流等進(jìn)行篩選，重新計(jì)算保護(hù)，一旦滿足條件，將導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，直流閉鎖。

此條件下，原有的試?yán)ㄟM(jìn)行直流接地檢查是存在極大風(fēng)險(xiǎn)的，國內(nèi)就出現(xiàn)過因查找直流接地故障，導(dǎo)致直流換流站雙極閉鎖的事故。

在此種條件下，優(yōu)化原有的處理策略，結(jié)合天氣和接地特點(diǎn)，使用“低頻信號測試法”作為重要手段[5]，最終定位完畢后，結(jié)合回路“試?yán)ā碧幚砉收稀Ｄ苡行岣吖收咸幚硇屎桶踩浴?/p>

4 典型直流接地故障處理分析

某年5月，某站極Ⅰ水冷系統(tǒng)直流電源接地告警。站內(nèi)直流電壓等級為110V，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，在EA屏，EB屏MCU1000均發(fā)現(xiàn)接地告警。在絕緣監(jiān)察裝置發(fā)現(xiàn)EA屏接地電阻在6KΩ和接地之間變動(dòng)。同時(shí)EC屏發(fā)出alarm總告警。打開柜門檢查，EA屏的GC2組檢測小模塊K10黃燈亮，該位置為極1水冷A系統(tǒng)控制監(jiān)視電源。

因該路電源用于直流場部分刀閘開關(guān)接點(diǎn)信號電源，一旦電源丟失，可能引起直流保護(hù)測量值跳變，易導(dǎo)致直流閉鎖。此種情況下，無法通過斷開直流支路空開的方式進(jìn)行直流接地故障定位。決定使用低頻信號測試法進(jìn)行故障查找。

現(xiàn)場根據(jù)制定的處理策略，分析此次接地故障。此次接地報(bào)警時(shí)，換流站內(nèi)突降暴雨，但該路負(fù)荷涉及到直流場極母線區(qū)域、中性母線區(qū)域、雙極公共區(qū)域、閥廳、外水冷系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)，需要測定具體的故障區(qū)域。同時(shí)根據(jù)換流站戶外設(shè)備布置圖，分析可能的故障點(diǎn)在戶外直流場及冷卻塔接線盒。

首先在P1CCPA柜內(nèi)該控制電源總進(jìn)線處接入800D絕緣檢測裝置，進(jìn)行“低頻信號測試法”檢查。分別對支路進(jìn)行信號檢測，發(fā)現(xiàn)“D點(diǎn)”位置出現(xiàn)入地電流信號，如圖1所示。

結(jié)合圖紙，發(fā)現(xiàn)對應(yīng)設(shè)備為1#冷卻塔狀態(tài)指示信號電源正接地。該回路為換流站閥水冷系統(tǒng)A系統(tǒng)指示信號，信號臨時(shí)消失，不會導(dǎo)致直流輸電系統(tǒng)異常。

在定位完畢，分析故障點(diǎn)不存在其他風(fēng)險(xiǎn)后，在戶外冷卻塔端子箱進(jìn)行具體檢查，通過試?yán)z查3臺風(fēng)機(jī)接點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)1#冷卻塔的1#風(fēng)扇安全開關(guān)絕緣降低，對其進(jìn)行隔離后，全部恢復(fù)正常。

此次故障處理，使用“低頻信號測試法”作為重要手段，最終定位完畢后，結(jié)合回路“試?yán)ā碧幚砉收稀１苊饬嗣つ吭嚴(yán)绷髫?fù)荷開關(guān)，且定位迅速，為直流安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

本文分析了換流站直流接地危害，并結(jié)合±500kv換流站一次直流接地故障處理，分析了換流站直流接地故障的特殊性，在不斷開任何一路直流電源情況下，使用“低頻信號測試法”進(jìn)行故障定位。對直流接地故障處理策略進(jìn)行優(yōu)化，提出了適用于目前直流換流站低壓直流接地處理新方法。

參考文獻(xiàn)

[1]張科峰，方穩(wěn)根.廠站低壓直流系統(tǒng)接地查找[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36（20）：93-96.

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[3]邱政宇直流接地故障檢測新方法探討[J].廣東水利水電，2009（10）：71-73.

[4]王洪濤，李天云，劉輝軍.基于二維線性跟蹤器的二次系統(tǒng)直流接地故障檢測新方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012，36（5）：204-207

[5]杜松軒，陳亮宏，楊俊.一起換流站低壓直流系統(tǒng)接地故障的分析及對策[J].廣東科技，2012（21）：49-50.