一種新型分布式直流接地故障定位系統(tǒng)

許　磊，鄒　園，張煒琦國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司；國(guó)網(wǎng)河北省電力公司培訓(xùn)中心

一種新型分布式直流接地故障定位系統(tǒng)

許磊1，鄒園2，張煒琦1
1國(guó)網(wǎng)河北省電力公司檢修分公司；2國(guó)網(wǎng)河北省電力公司培訓(xùn)中心

直流系統(tǒng)在通行系統(tǒng)、變電站以及發(fā)電廠中起著重要作用。直流系統(tǒng)的安全可靠直接關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。常規(guī)檢測(cè)接地方法有一定的限制性，其不能對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在查找直流接地時(shí)感到困難重重而無(wú)從下手。本文介紹了一種新型的直流接地故障診斷定位系統(tǒng)，其通過(guò)差流檢測(cè)的方法，與直流的漏電傳感器相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)直流饋出支路絕緣故障的極性和阻值檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)接地點(diǎn)的查找工作。最后引入一些實(shí)例，介紹了該故障定位裝置在電力系統(tǒng)的應(yīng)用情況。

分布式；直流系統(tǒng)；接地故障

一、引言

直流系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站及通信基站中的一個(gè)重要組成部分，是一個(gè)復(fù)雜的多分支網(wǎng)絡(luò)，它為通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)中控制裝置、繼電保護(hù)裝置、信號(hào)裝置及事故照明設(shè)備等重要負(fù)載提供電源。直流系統(tǒng)的安全可靠直接關(guān)系著整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

傳統(tǒng)查尋直流接地故障點(diǎn)是用“拉路尋找分段處理”的方法，即遵循先信號(hào)后操作部分、先室外后室內(nèi)部分，對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行拉路尋找、分段處理，逐步確定哪條支路有接地故障，最終通過(guò)人工解析找出故障點(diǎn)方法。在短時(shí)拉回路電源時(shí)，可能因直流失電而引起一系列反應(yīng)，比如繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置由于抗干擾性能或故障判據(jù)的問(wèn)題造成誤動(dòng)跳閘，所以說(shuō)采用拉合直流支路法檢測(cè)故障點(diǎn)所引發(fā)的危害是非常嚴(yán)重的。

二、裝置原理

本文介紹了一種新型的故障探測(cè)裝置，該新型直流接地定位裝置可以有效解決上述問(wèn)題，它是一種智能化的高精度直流接地檢測(cè)指示裝置，檢測(cè)靈敏度可達(dá)0.2mA，適用于變電站、發(fā)電廠等直流二次回路。與其它集散式的監(jiān)控系統(tǒng)不同，該直流接地定位裝置不用配置復(fù)雜的通訊單元和處理系統(tǒng)，它能夠直接裝設(shè)在二次回路負(fù)載的直流電源進(jìn)線端處，從而可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)該負(fù)載回路直流絕緣情況，并經(jīng)內(nèi)置的單片機(jī)進(jìn)行閾值設(shè)定實(shí)現(xiàn)故障的聲光告警；該裝置雖然簡(jiǎn)單但是具備高精度和智能化的特點(diǎn)。通過(guò)合理分布安裝本裝置，就能夠?qū)崿F(xiàn)直流接地故障位置的精確定位，從而實(shí)現(xiàn)故障點(diǎn)位的迅速排查，以避免拉路尋找?guī)?lái)的故障危害，對(duì)于提高電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有重要意義。

裝置原理：本裝置采用了差流檢測(cè)原理，對(duì)任一支路而言，從電源正極流出的電流I+，流經(jīng)本支路全部負(fù)載后，返回電源負(fù)極的電流I-，當(dāng)該支路沒(méi)有接地故障時(shí)，I+=I-，穿過(guò)傳感器的電流相等，傳感器無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)發(fā)生接地電阻為Rd時(shí)，接地電流為Ir的接地故障時(shí)，I+=I-+Ir，流經(jīng)傳感器的電流不相等，傳感器輸出一個(gè)反應(yīng)該差值的信號(hào)（即為漏電流信號(hào)）。

該裝置分別為接于n個(gè)負(fù)載上的相互獨(dú)立的直流接地指示器。直流接地指示器通過(guò)在線檢測(cè)該直流負(fù)載回路的漏電流（不平衡電流）大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)該負(fù)載是否有直流接地的情況進(jìn)行判定。

正常運(yùn)行情況下，若沒(méi)有直流接地發(fā)生，通過(guò)直流接地指示器的漏電流為零或小于設(shè)定報(bào)警閾值，直流接地指示器將不會(huì)報(bào)警。當(dāng)通過(guò)直流接地指示器供電的負(fù)載設(shè)備或者電路發(fā)生絕緣降低或直流接地的情況，則穿過(guò)該裝置的漏電流將大大超過(guò)報(bào)警閾值，此時(shí)接地指示器將以燈光閃爍和蜂鳴的方式進(jìn)行警報(bào)。運(yùn)行人員即可以根據(jù)直流指示器指定的位置很快發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，避免對(duì)其他正常回路的停電查找。

直流接地指示器，與電流互感器類似，該直流接地指示器只需套接于二次回路直流負(fù)載入口電源線路上即可實(shí)現(xiàn)對(duì)該回路直流接地的實(shí)時(shí)在線監(jiān)視。

圖1所示為直流接地指示器接線示例。圖中為一段直流系統(tǒng)母線，它的兩條支路L1和L2接有各種各負(fù)載，這些負(fù)載可以是開(kāi)關(guān)柜、保護(hù)屏以及其他控制和通訊系統(tǒng)的任意直流用電設(shè)備。各個(gè)指示器之間彼此獨(dú)立運(yùn)行，可以根據(jù)負(fù)載的數(shù)量進(jìn)行相應(yīng)的配置。

圖1　裝置接線示意圖

三、裝置優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用

1.靈敏度高。此接地指示器檢測(cè)靈敏度可到0.1毫安，較之手持式鉗形漏電流查找方式更準(zhǔn)確，能發(fā)現(xiàn)高阻接地和絕緣下降情況；

2.接地點(diǎn)查找迅速。由于對(duì)接地元件已有指示，所以不需要再逐一回路查找，大大減少了故障查找時(shí)間。

3.安裝方便且快捷。通過(guò)2根跨接線進(jìn)行過(guò)渡，就可以不停電的快速安裝本指示器，對(duì)二次設(shè)備和回路無(wú)任何影響。

本裝置可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)變電站、火發(fā)電廠、水電站以及煤礦、鋼鐵、冶金、化工等工礦企業(yè)的供、配、用電系統(tǒng)。

適用于220V、110V直流電源供電系統(tǒng)，通信設(shè)備48V、36V直流電源供電系統(tǒng)。

四、結(jié)論

該基于差流檢測(cè)法的分布式直流接地故障定位系統(tǒng)具有組態(tài)靈活，可靠性高等眾多優(yōu)點(diǎn)。該分布式直流接地故障定位系統(tǒng)具有靈敏度高，裝置小巧并且安裝快捷簡(jiǎn)單，可以通過(guò)其他通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的監(jiān)控與管理，未來(lái)可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的二次設(shè)備直流接地故障診斷中。

［1］宋人杰，王曉東，蘇暢.直流接地故障監(jiān)測(cè)裝置的設(shè)計(jì)［J］.高電壓技術(shù)，2010，4（5）:975-9796.

［2］廖軍，吳勝，戚振彪等.直流接地故障分析與查找［J］.廣東電力，2013，1（7）:98-104.

［3］黃海宏，全成，黃錦.基于差流檢測(cè)法的分布式直流接地巡檢系統(tǒng)［J］.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2009，11（6）:36-41