直流绝缘系统原理.doc

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1、直流绝缘监察装置原理分析及直流系统接地异常处理的技术工作报告撰稿人：姚蓉盐都供电公司直流绝缘监察装置原理分析及直流系统接地异常处理的技术工作报告盐都供电公司姚蓉发电厂和变电所的直流系统比较复杂，而且通过电缆线路与屋外配电装置的端子箱、操作机构等相连接，发生接地的机会较多。直流系统发生一点接地时，由于没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行。但是这种接地故障必须及早发现，否则当发生另一点接地时，有可能引起信号回路、控制回路、继电保护回路和自动装置回路的不正确动作。例如在图1所示的控制回路图中，当A点存在一点接地

2、故障，而后又在B点发生一点接地时，断路器的跳闸线圈中就会有电流流过，而引起误跳闸。可见装设经常性的直流系统绝缘监察装置是十分必要的。+-67KKDLTQBBCJA图1两点接地所引起的误跳闸情况目前在发电厂和变电所中广泛采用的直流系统绝缘监察装置的原理图如2(C)所示，这种装置能在绝缘电阻低于规定值时，自动的发出灯光和音响信号，并且可以利用它分辨出哪一极的绝缘电阻降低，还可以测出对地的总的绝缘电阻值，然后通过换算可以确定出正负极的绝缘电阻值。+-R1R2XJJR+R-+XJJ发信号图2（a）信号部分+-1212○○○

3、○RRZKRxR(1-x)RVR+R-图2（b）测量部分+-+发信号XJJ102102○○○○ZKRRRV图2（c）整组原理接线图图2绝缘监察装置原理图整个装置可分为信号和测量两部分，都是根据直流电桥的工作原理构成的。图2（a）为信号部分的原理图，其主要组成元件为电阻R1、R2和信号继电器XJJ。电阻R1与R2数值相等，并与直流系统正、负极对地绝缘电阻R+和R-组成电桥的四个臂，继电器XJJ则接于电桥的对角线上，相当于直流电桥中检流计的位置。正常状态下直流母线正、负极的对地绝缘电阻R+与R-相等，继电器XJJ线圈中

4、只有微小的不平衡电流流过，继电器不动作。当某一极的绝缘电阻下降时，电桥失去平衡，继电器的线圈中即有电流通过，当此电流足够大时，继电器XJJ动作，其常开触点闭合，发出预告信号。下面用具体计算说明：当电桥失去平衡时，加在继电器XJJ上的电压可利用电桥对角线上电压的计算公式求得。即Uj=U[R+/（R++R-）-R1/（R1+R2）]Rj/[R+R-/（R++R-）+Rj+R1R2/（R1+R2）]（1）式中U—直流母线电压Rj—继电器线圈的电阻由于R1=R2=R，所以上式可化简为Uj=U[R+/（R++R-）-0.5]

5、Rj/[R+R-/（R++R-）+Rj+0.5R]（2）于是，流过继电器XJJ线圈中的电流为Ij=U[R+/（R++R-）-0.5]/[R+R-/(R++R-)+Rj+0.5R]（3）或改写成Ij=U(R+－R-)/[2R+R-+(R++R-)(2Rj+R)]（4）可见，当R+=R-时，Ij=0。由于在这种绝缘监察装置中有一个人工的接地点，这样当直流网络中其它任何地方发生一点接地时，将形成电流通路，如图3所示。为了防止电流足以引起其它继电器误动作，要求绝缘监察继电器XJJ的线圈具有足够大的电阻值，对220kV直流系

6、统一般选用Rj=30千欧，其启动电流为1.4毫安。于是为了安全起见，其它继电器的起动电流都应选择大于1.4毫安的数值，在220V直流系统中当任一极的绝缘电阻下降到15-20千欧时，这种绝缘监察装置可立即发出信号。+-R1R2XJJR+R-XJJJ图3当直流系统发生一点接地时通过绝缘监察装置形成的电流通路测量部分由三个数值相等的电阻、一个电压表和一个切换开关所组成，见图2（b），三个电阻中有一个是带有滑动触头的电位计，平时切换开关ZK是断开的，电位计的滑动触头放在中间位置上。如果直流系统两极对地的绝缘电阻相等，则电桥

7、处于平衡状态，电压表V上的指示为零。当某一极的绝缘遭到破坏，信号部分发出预告后，值班人员可根据发生故障部分的极性，将转换开关投至1或2的位置，假设负极绝缘电阻R-降低，则在测量之前，应先将切换开关ZK放在2的位置上，使与负极连接的电阻R短路，然后调节电位计的滑动触头，使电压表的指示为零。此时电桥处于一个新的平衡状态，即(R+xR)/R+=（1-x）R/R-（5）于是得R+/(R++R-)=(R+xR)/[(R+xR)+(1-x)R]=(1+x)/2（6）式中x----电位计电阻刻度的百分值如何保持电位计滑动触头的位

8、置不变，而将ZK切换至1的位置，则加在电压表上的电压可利用式（1）求出。此时Rj应该用电压表的内阻Rv代替，并且R1=xR，R2=(2-x)R，R1+R2=2R,可得Uv=U[R+/（R++R-）-xR/2R]Rv/[R+R-/（R++R-）+Rv+xR(2-x)R/2R]（7）考虑到，R+R-/（R++R-）为直流系统对地的总绝缘电阻，并用RΣ表示。将式（