直流系統(tǒng)微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用與接地故障點(diǎn)檢測(cè)探討

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，通過五年來對(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。
　　關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng) 絕緣監(jiān)測(cè) 接地 微機(jī)

Application of microprocessor insulation monitoring device in DC system and Study on　detecting of fault grounding point

Zhou Erbao

(Chencun Hydropower Station of Datang Corporation,242500,Anhui,China)

　　Abstract:This paper presents characteristics and debug application on site type of WZJ-1 insulation monitoring and detecting of microprocessor device in DC system. Through five years finding example and analysis distinguish operation experiences at occur fault grounding point in DC system. Propose method of exercise analysis by synthesis take align and insulation quick on fault point. Study on applicability of microprocessor insulation monitoring device. Advance operation reliability in DC system of Hydropower Station.
　　keywords：DC system；insulation monitoring and detecting；grounding；microprocessor


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)帶來裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，對(duì)直流系統(tǒng)帶來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（Q20 kΩ）時(shí)，合上低頻小信號(hào)開關(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開關(guān)控制回路絕緣下降檢測(cè)示意圖如圖1所示，開關(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?？梢娧b置對(duì)故障點(diǎn)查找比較方便快捷。