500kV变电站直流系统绝缘异常分析及处理.docx

          500kV变电站直流系统绝缘异常分析及处理                    摘要：由于直流系统的负荷极为重要，因此直流电源应具有高度的可靠性和稳定性，但是直流系统作为一个多分支供电网络，其各支路发生接地等故障的概率较大本文就500kV变电站直流系统绝缘异常分析及处理进行简单的阐述关键词：500kV变电站；直流系统；绝缘异常；分析；处理以某500kV变电站为例，介绍500kV变电站直流系统典型接线形式，并描述了该变电站投运后的几次典型直流系统异常事例的发生、处理过程及结果，提出了防范措施和改进建议，指出了直流系统运维要点1500kV变电站直流系统简介某500kV变电站直流系统绝缘监测仪采用艾默生JYM-Ⅱ型产品整套直流系统装有2台绝缘监测仪，用于监测直流系统电压及其绝缘状况在直流系统出现绝缘强度降低等异常情况时，绝缘监测仪发出声光告警，并将对应告警信息显示在液晶显示屏上，同时由对应段直流监控模块将主要的告警信号以继电器接点的形式发到监控系统后台500kV变电站典型直流系统接线如图1所示绝缘监测仪工作时，分为2个过程对系统的绝缘状况进行监测绝缘监测仪通常情况下进行常规监测，即监测母排的绝缘状况；当发现母排绝缘下降时，启动支路巡查，转入自动巡查状态，查找发生接地的支路，若某支路电阻低于接地电阻门槛值，则发出接地报警，判断具体的接地支路。

2直流系统运行异常情况分析2.1该500kV变电站自投运以来，每逢阴雨潮湿天气，故障录波器便频繁启动、复归故障录波报告显示，直流Ｉ段和直流Ⅱ段母线正或负极对地电压频繁越限、复归，直流母线正、负极对地电压严重偏移，一般为正对地80V左右、负对地40V左右或正对地40V左右、负对地80V左右电压表现场实测值与故障录波器显示值相符此类告警信息频繁出现，严重影响正常监视为此，将该站直流接地监测装置的绝缘电阻门槛值调整为20kΩ（初始值为25kΩ），但遇阴雨潮湿天气，该站故障录波器依旧频繁启动、复归当k1、k2断开时，正负母线间的等效电阻为（R+R)//(2R+3R/2)//(3R/2+2R)=14R/15绝缘监测仪内部的k1、k2不会同时闭合，若k1断开而k2闭合，则正母对地电阻为R//(3R/2)=3R/5，负母对地电阻为R//2R=2R/3按照电阻分压原理，正负母线在绝缘监测仪自身的影响下会出现9:10左右的分压关系，考虑到该变电站直流系统电压为121.5V，则正母线对地电压为57.6V，负母线对地电压为63.9V因此，绝缘监测仪监测到的系统电压低于57.6V，不是绝缘监测仪内部电阻引起的，而是与外界的负载电阻有关。

假设正母线存在变化的电阻RX，绝缘监测仪中k1断开而k2闭合，系统电压为121.5V正母线对地电压下降到40V时，应有[(3r/5)//RX]/[(3R/5)//RX+2R/3]/121.5V=40V，即RX=3R/4由此表明，当系统中变化的电阻RX在3R/4以下时，系统会出现母线电压下降至40V以下而引起故障录波器启动的情况然而，3R/4不属于直流接地故障范围（该站直流接地告警值为R/8），因此需调整故障录波器启动电压门槛值[(3R/5)//(R/8)]/[(3R/5)//(R/8)+2R/3]*121.5V=16.2V，即调整故障录波器启动电压门槛值为20V为宜调整故障录波器启动电压门槛值为20V，并将直流接地监测装置的绝缘电阻门槛值重新调回25kΩ后，在阴雨天气，再未出现过故障录波器频繁启动现象2.2k11507、k11508支路为4R48线、4R48线测控装置4R48线、4R49线投运后，直流Ｉ段有任意支路接地时均会同时报k11507、k11508支路接地当支路发生阻性接地时，交流小信号通过电阻流失，小互感器上的交流信号失去平衡，小互感器上出现感应电动势，绝缘监测仪通过检测该信号的大小来判断该支路绝缘电阻值，上报绝缘接地情况。

当系统存在电容干扰时，电容的通交阻直特性使得交流信号消失，此交流信号超过绝缘监测仪允许值后，就会引起绝缘监测仪精度下降对于“直流Ｉ段有任意支路接地时，均会同时报k11507、k11508支路接地”现象，以5kΩ接地电阻进行k11509接地试验，试验结果见表1k10×××为分屏总空开，分屏上的所有支路发生接地时此路均会报出由表1可知，k11507、k11508支路存在较大分布电容，该电容会引起绝缘监测仪精度下降因线路已投运，故通过改变线路布置方式来消除分布电容的方法不可行对于此类情况，建议采用电容补偿方式，相当于人为制造一条交流通道，使交流不经过负载，解决了负载端分布电容引起的交流小信号消失问题，而不影响纯阻性信号的检测，从而达到校正检测精度的目的2.3某日，监控后台报“绝缘异常或绝缘监测仪通信中断”，“直流屏1系统异常总告警动作”，“直流屏1系统绝缘降低总告警动作”经查，直流Ｉ段母线接地，正对地电压为14.3V，负对地电压为106.3V，正对地电阻为1.5kΩ，负对地电阻为135.3kΩ正对地电阻有明显的下降趋势绝缘监测仪检查以下支路接地报警：k10103直流分屏1Ｉ段电源空气开关kk101k10104直流分屏2Ｉ段电源空气开关kk102k10107直流分屏5Ｉ段电源空气开关kk105k10108直流分屏6Ｉ段电源空气开关kk107k10109直流分屏7Ｉ段电源空气开关kk107k11111＃2主变35kV低抗Ｉ段电源空气开关k115074R48线测控装置Ⅱ段电源空气开关k115084R49线测控装置Ⅱ段电源空气开关8条支路绝缘下降，但后3条支路直流接地可能性较大，且该变电站直流系统本身存在一般缺陷，即直流Ｉ段有任意支路接地时，均会误报k11507、k11508（4R48线、4R48线测控装置）支路接地，因此推测＃2主变35kV低抗、电容器测控装置故障概率较大。

依次拉开＃2主变＃1电容器测控直流空开，＃2主变＃2低抗测控直流空开，＃2主变＃3低抗测控直流空开当拉开＃2主变＃1电容器测控直流空开时，直流正对地电压恢复正常，由此确定＃2主变＃1电容器测控下回路存在问题经查，＃2主变＃1电容器3211闸刀、＃2主变＃1电容器32117接地闸刀机构箱干燥，而＃2主变＃1电容器32127接地闸刀机构箱内潮湿，判断该机构箱进水干燥处理该机构箱，并用玻璃胶封堵后，直流恢复正常3小结工作中应加强对改、扩建工程的管理，对新接入的直流回路及设备，必须确保其绝缘情况良好，并测量新增直流支路分布电容，避免分布电容影响直流绝缘监测仪的正常工作对于已投运线路，若无法消除其分布电容对直流绝缘监测仪的影响，建议采用电容补偿方式解决参考文献[1]史阳,刘峰.500kV变电站直流系统异常及接地处理的探讨[J].通讯世界,2015,23:110-111.[2]谭志聪,莫颖生.500kV变电站直流接地典型缺陷的分析与处理[J].电子测试,2015,02:107-109.[3]彭崑,王志华.220kV变电站自动化系统直流高阻接地问题分析与处理[J].电网与清洁能源,2015,02:43-47.  -全文完-。