介紹了WZJ-1型直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的特點(diǎn)和在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試應(yīng)用情況，通過(guò)五年來(lái)對(duì)直流系統(tǒng)發(fā)生的接地故障點(diǎn)查找實(shí)例和分析判別的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出運(yùn)用綜合分析判別的方法快速對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位隔離，并對(duì)微機(jī)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)用性進(jìn)行了探討，以提高水電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
1 引言
水電站因廠房環(huán)境潮濕導(dǎo)致直流系統(tǒng)對(duì)地絕緣情況不太好，直流回路電纜分布廣，元器件多，故障點(diǎn)很難查找。當(dāng)直流系統(tǒng)絕緣下降后，將影響機(jī)組控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。對(duì)此我們進(jìn)行了直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用研究，目的在于快速查出故障點(diǎn)，及時(shí)消除隱患，提高直流系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
陳村水電站是目前安徽省最大的水電站，其中陳村站有3×50 MW機(jī)組，紀(jì)村站有2×17 MW機(jī)組。1998年和1999年分別在紀(jì)村站和陳村站各安裝了一臺(tái)WZJ-1型微機(jī)直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置，兩臺(tái)裝置經(jīng)人工模擬接地試驗(yàn)和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)實(shí)測(cè)正確后投入運(yùn)行。裝置在發(fā)生直流絕緣故障時(shí)能正確反應(yīng)和檢測(cè)故障點(diǎn)，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮了重要的作用。
造成直流系統(tǒng)發(fā)生接地的主要原因是：電纜或設(shè)備元器件的絕緣老化、受潮、破損以及裝置電源板發(fā)生損壞的故障。直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地的危害：可能造成繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)、燒壞繼電器接點(diǎn)和熔斷保險(xiǎn)。
傳統(tǒng)查找直流接地采用拉路尋找分段處理的方法，人工解線找出故障點(diǎn)。在短時(shí)拉回路電源時(shí)可能因直流失電引起保護(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，采用拉合直流支路法檢測(cè)故障點(diǎn)所帶來(lái)的危害是嚴(yán)重的。因此國(guó)電公司發(fā)輸電綜函[2001]238號(hào)《水電廠無(wú)人值班的若干規(guī)定》 7.6.1條中指出：嚴(yán)禁在設(shè)備運(yùn)行中采取切直流負(fù)荷的方法，查找和處理直流接地故障。在用500V搖表測(cè)試絕緣時(shí)，要將弱電回路全部退出，以防損壞。這種方法不能對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行精確定位，使現(xiàn)場(chǎng)人員在查找直流接地時(shí)感到無(wú)從下手，困難重重。另外老式絕緣監(jiān)測(cè)裝置采用電橋平衡原理的缺點(diǎn)是不能真正反映直流母線的絕緣，只能反映正、負(fù)母線絕緣電阻的不平衡情況，在接地檢測(cè)回路中的接地監(jiān)測(cè)繼電器使母線的絕緣電阻限制在30kΩ的水平。而采用WZJ-1裝置可克服以上不足。
通過(guò)調(diào)研目前國(guó)內(nèi)的微機(jī)直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置各有利弊，檢測(cè)原理和精度受直流系統(tǒng)本身特點(diǎn)的影響只能采用間接的方法測(cè)量，要提高檢測(cè)精度會(huì)帶來(lái)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，對(duì)直流系統(tǒng)帶來(lái)不利的影響及安裝維護(hù)困難(如加裝大量的支路電流傳感器及二次接線)等，因此對(duì)微機(jī)直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置在滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)精度要求的實(shí)用化和對(duì)故障點(diǎn)的綜合分析判斷處理就顯得尤其重要。本文就這方面的問(wèn)題作出一些分析和探討。
2 裝置特點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用
2.1 裝置原理簡(jiǎn)介及特點(diǎn)
WZJ-1裝置主機(jī)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)直流系統(tǒng)電壓及正、負(fù)母線絕緣電阻和故障判斷;當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)投入低頻小信號(hào)振蕩器，利用便攜式直流接地點(diǎn)探測(cè)卡鉗表，在不拉開(kāi)直流電源的情況下進(jìn)行接地故障點(diǎn)具體位置的查找。
裝置利用單片機(jī)分別向直流系統(tǒng)正、負(fù)極自動(dòng)投入一個(gè)檢測(cè)電阻，實(shí)時(shí)計(jì)算直流系統(tǒng)對(duì)地的絕緣電阻并顯示，異常時(shí)報(bào)警;可提高檢測(cè)靈敏度，克服絕緣監(jiān)測(cè)裝置的檢測(cè)死區(qū)。為避免直流系統(tǒng)電纜對(duì)地分布電容較大對(duì)檢測(cè)接地電阻測(cè)量精度的影響，在原理上采用了綜合判據(jù)對(duì)分布電容的影響進(jìn)行修正，使判斷接地故障準(zhǔn)確率達(dá)100%，解決了誤判接地的問(wèn)題。采用信號(hào)注入法(經(jīng)電容耦合)可以準(zhǔn)確查出故障點(diǎn)位置。裝置實(shí)時(shí)顯示便于及時(shí)了解直流系統(tǒng)的絕緣狀況，給現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員提供了很大方便。
WZJ-1裝置主要技術(shù)指標(biāo)：裝置內(nèi)阻大于200kΩ，接地電阻檢測(cè)靈敏度可達(dá)20kΩ，裝置不影響直流系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
2.2 裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)參數(shù)實(shí)測(cè)
在110kV旁母#410保護(hù)屏后模擬直流負(fù)極經(jīng)4kΩ電阻接地，WZJ-1裝置顯示：R+= 72kΩ(正常時(shí)R+=100kΩ);R-=3kΩ (正常時(shí)R-= 98kΩ)。此時(shí)裝置上接地信號(hào)燈亮,并發(fā)出直流絕緣下降GP信號(hào)，將裝置上低頻小信號(hào)開(kāi)關(guān)投入,正極燈亮,負(fù)極燈不亮,表示直流負(fù)極有接地故障。用便攜式探測(cè)接受器上的卡鉗表準(zhǔn)確查出了接地支路和故障點(diǎn)。通過(guò)人工模擬直流系統(tǒng)接地故障，裝置反應(yīng)正確，用卡鉗表可準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)位置。
在實(shí)際運(yùn)行中若發(fā)生直流一點(diǎn)接地(≦20 kΩ)時(shí)，合上低頻小信號(hào)開(kāi)關(guān)，檢查正極、負(fù)極自檢燈，燈滅為故障母線，由現(xiàn)場(chǎng)人員用卡鉗表即可查找接地支路的故障點(diǎn)位置。
3.直流接地故障點(diǎn)的檢測(cè)查找實(shí)例和分析判別
3.1 WZJ-1裝置在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)故障情況統(tǒng)計(jì)
WZJ-1裝置在現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)五年來(lái)檢測(cè)的故障情況統(tǒng)計(jì)表如下：
3.2 WZJ-1裝置在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)故障實(shí)例
2000年6月5日紀(jì)村站110kV#402開(kāi)關(guān)控制回路絕緣下降檢測(cè)示意圖如圖1所示，開(kāi)關(guān)處于分閘狀態(tài)，用卡鉗表實(shí)現(xiàn)了對(duì)接地故障點(diǎn)的精確定位，發(fā)現(xiàn)電容C的一端引出頭絕緣破損，更換C后正常。可見(jiàn)裝置對(duì)故障點(diǎn)查找比較方便快捷。
