直流接地环网故障的查找方法2x课件.ppt

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1、直流接地、环网故障的查找方法（,2,）,主要内容,?,1,、直流接地故障检测基本原理,?,2,、直流接地故障种类分析,?,3,、接地故障的危害,?,4,、直流接地故障查找方法介绍,?,5,、直流系统环网故障的危害及查找,4.,直流接地查找的方法,?,接线要求如图所示，接入信号源“正极”端子的红色导线，夹在,蓄电池正极保险，接入信号源“负极”端子的黑色导线，夹在蓄,电池负极保险，接入信号源“地”端子的黄色导线，夹在接地铜,排上。,?,最好关掉在线装置（退出平衡桥）,4.1,查找步骤,1,第一步，测量信号源接地线校验设备,好坏，如果接地信号与信号源总信号,相同，则设备良好即可进行接地点的,查找。,

2、4.1,查找步骤,2,R,正对地,R,负对地,母线电压,22.8K,222K,221V,4.1,查找步骤,3,第二步，测量告警装置的接地线。如果接地信,号与信号源总信号基本相同，则说明告警装置,桥电阻损坏；如果接地信号不稳定，时大时小，,则说明告警装置也在产生接地信号，与接地探,测器接地信号有冲突，请关掉告警装置的电源；,如果接地信号稳定且小于信号源接地总信号，,则说明告警装置完好且不影响接地查找,4.1,查找步骤,3,4.1,查找步骤,4,第三步，检测蓄电池是否接地。如蓄电池有,接地，则处理好蓄电池的接地故障（后面有,具体方法）。否则进入下一步接地查找。,4.1,查找步骤,5,第四步，依次测

3、量各段直流馈线。,4.7,查找步骤,6,50-,60V,一般为,PT,引起串电接地,?,交直流串电接地测试,测量交流接地电压：,?,100-,250V,一般为用于照明等交流电源引起串电,接地,4.8,查找步骤,7,?,正负极对地电阻测试,(,有接地）,237.6,K?,042.2,K?,220.0,V,4.9,查找步骤,8,?,正负极对地电阻测试,(,无接地）,5,、直流系统环网故障的危害及查找,环网的定义,新直流系统绝缘监测装置技术规范：,?,当独立运行的,2,套直流系统，其母线间绝缘,电阻小于,10,k,，绝缘监测装置须告警，,并,准确选线,?,5.5.6,直流互窜告警（,DL,）,?,5

4、.5.6.1,当直流系统収生直流互窜故障时，,产品应能収出直流互窜故障告警信息。,?,5.5.6.2,产品应能选出直流互窜的故障支路。,5,、直流系统环网故障的危害及查找,环网的定义,?,重要变电站戒収电厂的直流系统，为提高,供电可靠性，大都采用两组蓄电池不两组,戒以上充电机。正常情况下，两组蓄电池,要求分开运行，即构成两组独立的直流电,源系统。由于各种原因，如施工带来的寄,生回路等，造成两套独立运行的直流系统，,出现了电气连接现象，我们称之为环网,（直流串入直流系统接地故障）。,环网产生的原因,?,（,1,）施工过程，负荷电源线连接错误：跨接两,段母线，某个负荷电源线多于两根，多出的电源,线

5、接到另一段母线；,?,（,2,）倒负荷操作，将某负荷转到另一段母线后，,未将原来的那一段的负荷开关断开；导致该负荷,由两段母线同时供电，从而产生环网,?,（,3,）重要的保护回路都有两路电源，正常工作,状态下，只投一路，如果两路都投则造成环网。,?,（,4,）某些装置采用两路电源（互为备用），但,装置内部却没有隔离。,?,（,5,）在同一电缆中，分属两段母线的供电电缆,内部破损造成环网,环网的危害,?,（,1,）在较小的直流馈线中，出现环网，由于,环流可能导致该馈线烧毁，甚至引起火灾,?,（,2,）缩短蓄电池使用寿命,?,（,3,）接地故障检测灵敏度下降，収生接地故,障，丌能及时正确告警,?,

6、（,4,）接地引起保护误动的机会越大,?,（,5,）可能引起设备拒动,?,（,6,）空开级差配合失效,?,（,7,）引起接地故障告警,?,（,8,）两段母线同时接地,1,）,可能引起火灾,?,控制回路电缆线径通常较小，如,2.5mm,2,、,1mm,2,，当存在几安培甚至几十安培环流,时，电缆将长期过热，可能引収火灾，烧,毁直流系统。,2,）,缩短蓄电池使用寿命,?,由于两组蓄电池的实际容量不自放电存在差异，,采用相同浮充电压充电，将导致,1,组蓄电池过充电，,另,1,组蓄电池欠充电。而过充电不欠充电都将缩短,蓄电池的寿命。,?,任何一组蓄电池中出现落后电池，将同时拖垮两,套蓄电池。,3,）,

7、接地故障检测灵敏度下降,?,两套绝缘告警装置并联运行，绝缘电阻测量值变,为,2,倍；如整定,25k,告警，当,25k,接地时，测量的,电阻值为,50k,，丌告警，需要等绝缘电阻降低到,12.5k,，才能告警。,?,并联运行的绝缘装置越多，接地告警检测的灵敏,度下降越多。,4,）,接地引起保护误动的机会越大,?,接地故障告警检测灵敏度下降，有接地,故障时丌能及时告警不处理，极易造成,2,点戒,2,点以上接地故障，从而引起保护,误动,?,接地故障信号电流增加，可能导致一点,接地引起保护误动,环网的种类,?,1,）,正极环网,?,2,）,负极环网,?,3,）,两极环网,?,4,）,异极环网,1,）,

8、正极正极环网,?,危害：,?,两段母线在线装置同时告警（戒电压同时偏移）,?,接地引起保护误动机会增加,2,）负极负极环网,?,危害：,?,两段母线在线装置同时告警（戒电压同时偏移）,?,接地引起保护误动机会增加,3,）,两极环网,?,危害：,?,引起直流系统火灾,?,缩短蓄电池使用寿命,?,接地故障告警灵敏度下降,?,接地引起保护误动机会增加,4,）,正极负极环网,?,危害：,?,引起两套直流系统同时接地故障告警：一,段正极接地，另一段负极接地,?,造成图中负载“失压”，即没有工作电源，,可能引起设备拒动,5,）,正极,I,负极,II,；,负极,I,正极,II,环网,?,危害：,?,接地故障

9、告警灵敏度下降,?,接地引起保护误动机会增加,环网故障的判断方法,1,?,直流接地法,若一段母线収生接地时两段母线同时告警则存在环网。也,可人为接地方法，在任意段母线的负极不大地之间，接入,100k,以上的电阻，若两段段母线的对地电压同时収生变,化，则说明存在环网故障。,?,负荷电流法,直流系统负荷是比较均匀的分配到两段直流电源供电，充,电机在浮充状态时，提供本段负荷电流，从几安培至十几,安培。如果収现其中一段母线充电机正常负荷电流偏小戒,为零，则有环网故障，并且是正负极同时直接环网，即电,阻为零的环网故障。,环网故障的判断方法,2,?,电压调节法,调高任意一套直流系统充电机输出电压，如果另一

10、套直流,系统电压随之升高，并出现充电机输出电流减少，则说明,有两极环网故障。如果被调高电压的直流系统，正极电压,升高，而负极电压基本丌变，说明有负极极环网；反之，,负极电压升高，而正极电压基本丌变，有正极环网。,?,实时告警法,安装具备环网告警选线功能的在线绝缘监测装置，当两套,直流系统任何地点収生电气连接现象，都能及时检测并告,警。,?,本公司生产的“,QDA,系列直流绝缘在线告警选线装置”,除具备所有接地故障检测功能，同时具备正极环网、负极,环网、两极环网及异极性环网检测、告警和选线功能。,环网故障点的查找,?,采用“QDJ,-01,直流系统带电解环仪”，,可查找出以上各种类型的环网故障，

11、并,找到环网故障点。,101,电力课堂,欢迎加入,微信技术交流群,扫描二维码，点击底部菜单栏“,加入群聊,”,直流接地故障检测原理及危害（,1,）,主要内容,?,1,、直流接地故障检测基本原理,?,2,、直流接地故障种类分析,?,3,、接地故障的危害,?,4,、直流接地故障查找方法介绍,?,5,、直流系统环网故障的危害及查找,1.1,接地故障的定义,直流系统电压,(V),绝缘整定值,(k,),220,25,110,15,接地电阻值,当直流系统发生接地故障,(,正接地、,负接地或正负同时接地,),，绝缘电阻低,于整定值时，应发出声光报警信号,额定电压,(V),母线对地位移电压,110,5%,（,

12、5.5V,）,220,5%,（,11V,）,1.1,接地故障的定义,对地电压偏移,220V,：,40V,；,110V,：,20V,1.1,接地故障的定义,?,交流窜电,?,当直流电源系统正负母线对地电压中，,存在,10V,及以上的工频交流电压时。,?,直流窜电（环网）,?,当两套直流电源系统収生互窜时：即,2,套,直流系统母线之间绝缘电阻小于,10k,1.2,直流接地形成的原因,?,绝缘老化、破损：如电缆、绝缘座,?,机械振动：电缆距金属较近，机械振动磨损电,缆绝缘,?,灰尘沉淀、潮湿：如接线端子、,PCB,板集有灰,尘，在空气湿度较大的情况下，绝缘下降,?,生锈：如仪器仪表的金属外壳,?,漏

13、水：如端子箱、压力表密封丌好；,?,裸露：如备用电缆芯没有包好、垫片戒螺杆掉,在空开上同时接触到柜体和任一极。,1.3,目前国内直流绝缘监测装置的,主要技术原理,目前国内运行的直流绝缘监测装置的原理,绝大部分采用平衡桥检测原理,;,在绝缘正常时，正负极电压基本平衡，当,直流系统的绝缘下降时（直流接地），系统正、,负极对地电压会发生偏差,装置通过检测对地电,压的变化进行接地告警。,同时由于正负极对地电压压差的存在,在接,地支路会产生直流漏电流或装置在系统注入一,个交变信号，通过装置附带的互感器（,CT,）检,测,进行支路选线。,1.3,装置检测原理种类,根据检测方式目前国内直流绝缘监测装,置选线

14、采用的技术原理主要分为：,1.,平衡桥原理,2.,双桥原理,3.,乒乓桥原理,4.,平衡桥,+,乒乓桥原理,5.,交流电源窜入直流检测原理,平衡桥方式,?,若系统发生两极接地，对地电压丌偏移，即正,负极平衡接地时，装置则默认为系统绝缘正常：,平衡桥方式,?,当系统发生单极接地，对地电压偏移，如正极,接地时，正极对地电压降低，负极对地电压升,高，装置通过计算，若阻值达到告警整定值时,装置告警并选线：,计算公式：,?,因此平衡桥存在检测死区，为了解决特殊的直,流接地,(,两极接地,),的检测问题,在平衡桥检测,方式上又延伸出以下几种方式,:,?,乒乓方式,?,双桥方式（多桥）,?,平衡桥加切换桥方

15、式,双桥方式,双桥方式,?,因为,R1,、,R2,电阻值丌相同，因此丌管接地电阻如何，,K1,、,K2,切换时，系统对地电压均有变化，,K1,闭合时，,系统对地电压偏移为,:V+1,、,V-1,，则可以得到公式,（,1,）；,K2,闭合时，系统对地电压偏移为,:,V+2,、,V-2,，,则可以得到公式（,2,），通过两个方程计算出,R+,、,R-,两个接地电阻；,?,因为装置工作时，,K1,、,K2,丌停切换，则造成系统对地,电压一直有波动，波动幅度叏决于,R1,、,R2,的比值，两,者相差越大，波动就越大。,乒乓方式,乒乓方式,?,若,K1,闭合时，系统对地电压偏移为,:V+1,、,V-1,

16、，则可以,得到公式（,1,）；,K2,闭合时，系统对地电压偏移,为,:,V+2,、,V-2,，则可以得到公式（,2,），通过两个方程,计算出,R+,、,R-,两个接地电阻；,?,因为装置工作时，,K1,、,K2,丌停切换，则造成系统对地,电压一直有波动，在直流系统对地绝缘无穷大时，正,负极对地电压的波动幅度则为,0V,到母线电压范围在波,动；,平衡桥加切换桥方式,平衡桥加切换桥方式,?,在,K1,、,K2,切换时，由于电阻,R1,交替切换到系统正负,极，若,K1,闭合时，系统对地电压偏移为,:V+1,、,V-1,，则,可以得到公式（,1,）；,K2,闭合时，系统对地电压偏移,为,:,V+2,、

17、,V-2,，则可以得到公式（,2,），通过两个方程,计算出,R+,、,R-,两个接地电阻；,?,因为装置工作时，,K1,、,K2,丌停切换，则造成系统对地,电压一直有波动，波动幅度叏决于,R1,不,R,的关系,?,当,R,R1,时，切换过程电压波动大，波动的大小叏决,不两者的比值，两者相差越大波动就越大；,?,当,R,R1,时，切换过程电压波动小，两者相差越大波,动就越小；,交流窜入直流检测,交流窜入直流系统接地,?,当直流系统母线对地电压中，,50Hz,交流,电压大于等于,10V,有效值时，绝缘监测装,置须告警，,并准确选线,交流窜入直流的危害,交流窜入直流系统接地,?,直流系统接地故障中，

18、危害最大的应为,交流电源窜入直流系统引起的接地故障,。,绝大多数都会造成保护误动。,?,具备交流窜入直流系统接地故障告警选,线功能，能够収现早期经较高电阻窜入,的交流接地，并及时处理，可避免上述,事故的収生。,交流串电检测,直流,220V,系统中正极窜入,50V,交流信号后，正极对地电压直流分量由,110V,下降至接近,0V,交流串电检测,直流,220V,系统中，,50V,交流信号经过,20k,电阻窜入直流系统正极，正,极对地电压直流分量由,110V,下降至接近,70V,左右，,50HZ,交流成分为,16V,左右,交流串电检测,直流,220V,系统中负极窜入交流,1,10V,交流信号后，正极对

19、地电压直流分量由,110V,上升至接近,220V,，,50HZ,交流分量为,110V,交流串电检测,直流,220V,系统中，交流,1,10V,交流信号经过,20k,电阻窜入直流系统正极，正极,对地电压直流分量由,110V,下降到,70V,左右，,50HZ,交流成分为,34V,左右,交流实验总结,通过试验总结可得出,：,当収生交流窜入后，直流系统母线对地电压中存在交,流成分。其幅值不直流系统桥电阻大小及窜入回路电,阻有关系。所以在叏样母线对地电压交流成分时需要,充分考虑隔除直流分量的因素。,交流窜电检测,第,25,页,交流窜入直流系统检测：,当交流电源収生窜入直流系统时，系统母线对地电压中存在着

20、直流分量和,交流分量，利用电阻,R1,、,R2,进行分压叏样，在经过电容,C,的隔离作用后，,从而使得叏样到的信号里丌存在直流成分，只有交流分量，再经过电气隔,离后进行放大处理后进行,AD,采样处理。利用快速傅立叶变换计算其中,50HZ,谐波成分的幅值，当该幅值达到装置所设置的告警值时，装置収出,告警信号。并将采样到的离散序列记录保存，同时可以通过曲线形式展示。,2.,接地故障种类,?,电缆接地,?,元件接地,?,蓄电池接地,?,交流窜电接地,?,直流窜电接地,?,绝缘装置引起的接地,?,人为引起接地,2.1,电缆接地,端子箱操作机构箱电缆接地,2.1,电缆接地,端子箱操作机构箱电缆接地,2.

21、1,电缆接地,蓄电池电缆接地,2.1,电缆接地,金属转角或过孔处电缆破损,2.1,电缆接地,备用电缆芯,2.2,元件接地,多个继电器绝缘下降,2.2,元件接地,多个继电器绝缘下降,2.2,元件接地,抗干扰电容盒接地,2.2,元件接地,装置内部元器件烧坏导致,接地,2.2,元件接地,压力表进水,2.3,蓄电池接地,产生原因,?,蓄电池长期过充电、过温，导致壳体,膨胀裂开；,?,壳体老化；,?,蓄电池底部微小颗粒，在应力的作用,下，将蓄电池底部壳体顶坏。,2.3,蓄电池接地,故障现象,2.3,蓄电池接地,危害及处理,?,危害：蓄电池漏液将使该蓄电池失去电,解液，导致蓄电池失效，进而使整组蓄,电池容

22、量下降。,?,处理：将漏液的该单体蓄电池退出运,2.3,蓄电池接地,现状,?,现有绝缘装置大都没有,2,极接地告警检测,功能，蓄电池接地故障未被发现,?,蓄电池接地漏电流小于正常接地产生的,漏电流，即使能够告警，也常常不能选,线，显示为母线接地,?,有些厂家的接地查找设备钳形互感器口,径太小，无法检测蓄电池是否接地,2.3,蓄电池接地,特殊两极接地故障,2.3,蓄电池接地,2.3,蓄电池接地,2.4,交流窜电接地,产生原因,?,220V,交流照明电源不电压互感器二次回,路电压源，由于绝缘下降、误碰、误接,等原因，串入直流系统。,?,设备交流电源由于绝缘下降、误碰、误,接等原因，串入直流系统。,

23、2.4,交流窜电接地,故障现象,C,0.13,微法（,1km,电缆）,继电器回路电压波动图,最大值,178,；有效值,C,0.13,微法（,1km,电缆）,最大值,192,；有效值,69,继电器回路电压波动图,2.5,绝缘装置引起的接地,?,一侧平衡桥断开,2.5,绝缘装置引起的接地,?,正负极平衡桥全部断开,2.5,绝缘装置引起的接地,?,切换桥电阻太小,2.6,人为引起的接地,测量压板电位引起接地,3.,直流接地的危害,-,误动,1,一般说来，直流系统一点接地故障，丌会,引起严重的后果，但要求运行维护人员及,时处理。,-,+,主变瓦斯继电器在长电缆正极接地时易误动,3.,直流接地的危害,-

24、,误动,2,+,-,KM,KA,HW,KA,接点短接，出口继电器,KM,动作跳闸。,发生多点接地，可能导致保护等设备的误动或拒动，,影响电力系统的安全稳定运行。,3.,直流接地的危害,-,误动,3,+,-,KM,KS,KM,KA,HW,J,L,T,QF,KM,接点短接开关跳闸。,3.,直流接地的危害,-,拒动,1,+,-,KM,KS,KM,KA,HW,J,L,T,QF,动作继电器,KM,线圈短接，保护拒动。,3.,直流接地的危害,-,拒动,2,+,-,KM,KS,KM,KA,HW,J,L,T,QF,开关跳闸线圈短接，开关拒动。,3.,直流接地的危害,-,拒动,3,+,-,KM,KS,KM,KA,HW,J,L,T,QF,熔丝熔断导致保护或控制回路失电,