直流系统接地故障检测方法的研究.pdf

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1、第31卷第1期东北电力大学学报Vol31．NO．12011年2月JournalOfNortheastDianliUniversityFeb．，201I文章编号：1005—2992(2011)01—0065—04直流系统接地故障检测方法的研究田伟达(东北电力大学电气512程学院，吉林吉林132012)摘要：变电站及发电厂的直流系统为各种监控保护设备、信号通信系统及事故照明提供可靠稳定的电源。由于其在二次系统中所起到的重要作用，直流系统自身的可靠及安全将直接影响到整个系统的安全。而直流系统异常接地，更是成为电力系统更大

2、故障的事故隐患。分析用电桥平衡原理、变频探测原理、差流检测原理检测接地故障的特点及局限性，以便工作人员根据具体情况参照所述选择较为准确的方法及时准确的查找故障点。关键词：直流系统；接地故障；检测方法中图分类号：TM71文献标识码：A伴随着经济的腾飞，电力工业的发展，大型发电厂和变电站投人运行，其直流系统Et趋复杂；另外随着电力设备的逐渐老化，系统绝缘水平的降低，直流系统接地故障的案例屡见不鲜。直流系统运行状况的好坏直接关系到发电厂和变电站能否正常运行。一点接地是直流系统最常见的绝缘破坏故障，虽不至影响系统正常工作，

3、但若不能及时找到并排除接地点，在系统可能会出现多点接地时，会引起严重后果。运行规程明确规定了一点接地的允许时间，所以发生一点接地也应立即排除。鉴于直流系统接地故障的频繁，危害重大，关于直流系统接地故障检测的研究正方兴未艾，国内外很多研究机构都致力于此方面的研究，并取得了很大的成绩，各具特色，各有优缺点⋯。本文就各种检测方法，进行比较分析，以便工作人员针对具体事故情况，选择较为合适的检测方法来查找接地故障。1检测方法的分析比较1．1电桥平衡原理应用电桥平衡法检测直流系统接地故障的原理：将直流系统两个正负极对地绝缘电阻

4、和认为设置的两个电阻R组成平衡电桥。当系统正常运行时，电桥平衡。当系统发生接地故障时，电桥失去平衡，发出警告信号。如图1所示，当系统绝缘状况良好时，正极与负极对地绝缘电阻+与一相等，继电器中仅有微小的不平衡电流流过，切小于整定值，装置不发生报警信号；当发生接地故障时，电桥失去平衡，继电器中有较大的不平衡电流流过，继电器动作后发出报警信号，指示发生接地故障。绝缘监察装置正是基于这一原理构成的。图1电桥平衡原理等效电路通常，当发电厂和变电站的直流系统发生接地故障时，均由装设于直流屏上的绝缘监察发出接地报收稿日期：201

5、0一l1一l5作者简介：田伟达(1984一)，男，东北电力大学电气工程学院在读研究生，主要研究方向为微机在电力系统中的应用东北电力大学学报第30卷警信号，现场运行维护人员遵循先信号后操作、显示外后室内的原则，对直流系统采取拉路寻找、分段处理的步骤，逐步确定接地支路。在现场中绝缘检查装置虽然得到了广泛应用，但其有以下缺陷。(1)该装置只能判断整个系统的绝缘状况，不能直接确定接地故障点的准确位置，必须进行拉开直流线路，逐一确定接地点所在支路；(2)当出现正负极接地等效电阻同等下降或数值接近时，即使已经超越报警界限，装置

6、也不能动作；(3)当正负极接地等效电阻数值在正常范围内，且数值较大，造成差值较大，装置会误报警。1．2变频探测原理口D近几年现场不少单位采用根据变频原理研制的微机型)lf直流系统接地故障检测装置，该装置弥补了绝缘监察装置1，：的部分缺陷。如图2所示当直流系统绝缘监察装置发生了接地报警信号后，为了检测出哪条支路发生接地故障，在发][][][]I生接地故障母线与地之间交替注入两个同幅值低频率的交c●J—_流信号，利用电流传感器探测各支路的低频电流，通过利用信号()()(-．_—接地故障后两个低频交流电流信号比值大于正常

7、情况下两发生器y-个电流比值的现象来确定接地支路与接地点，且能求出接f．上C地电阻数值。设注人的两个信号频率分别为和，信号源电压有图2注入电流原理图效值为恒定值U，系统对地分布电容为C，正常情况下流过支路电容电流分别为，^和：每=2叮『CU(’(、1)当在该支路末端发生接地故障时，其等值电路如3所以，若图3支路末端接地故障时等效电路分别注入频率为、的交流信号时，流过支路的电流为和，则有：卮：√一()+(2：q√／¨1+(2~rflRC)2>，[lrll。c_+：常常数数—／l_1===+二(=2=a=r=f2=R二

8、=C=)==务■=乏一，(l3j)J,lira常数=。。。：常数—4■'1==+==(=2=av=f=2R==C=)二=鲁■=：乏一．c14J因此，随着接地电阻或直流线路对地分布电容的增大，将无法识别>，这样将无法查找接地支第1期田伟达直流系统接地故障检测方法的研究67路。这种查找方法的适用范围有限。目前采取这种原理进行在线监测的装置有很多，其共同特点是可以