直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置的安全隱患

1、1,絕緣監(jiān)測(cè)裝置的安全隱患廣州市仟順電子設(shè)備有限公司,2,（一）典型的一點(diǎn)接地引起跳閘事故分析,3,1.故障簡(jiǎn)述,220kV變電站線路開(kāi)關(guān)發(fā)生A相單相跳閘事故；線路PSL-603GC、RCS-931BM型保護(hù)重合閘正確動(dòng)作，重合成功。 現(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備未見(jiàn)異常；對(duì)側(cè)線路保護(hù)未動(dòng)作，設(shè)備正常。,4,2.故障前設(shè)備運(yùn)行狀況,故障當(dāng)日線路RCS-931BM型微機(jī)保護(hù)（所有出口壓板、光纖遠(yuǎn)跳壓板、光纖縱差保護(hù)）退出運(yùn)行，進(jìn)行保護(hù)改定值工作，PSL-603GC保護(hù)正常運(yùn)行。,5,3.保護(hù)動(dòng)作及錄波情況,在本次事故過(guò)程中，線路兩套保護(hù)重合閘均正確動(dòng)作，在發(fā)生單相跳閘后重合成功。 保護(hù)動(dòng)作情況： 線路開(kāi)關(guān)發(fā)

2、生A相單相跳閘后，重合閘最快804ms動(dòng)作， 901ms開(kāi)關(guān)重合成功。 保護(hù)動(dòng)作報(bào)告：,6,4.事故后現(xiàn)場(chǎng)檢查分析,7,4.1現(xiàn)場(chǎng)檢查故障基本情況,線路RCS-931BM、PSL-603GC型保護(hù)分別停運(yùn)改定值工作。工作負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)工作班成員進(jìn)行RCS-931BM型保護(hù)改定值工作，故障時(shí)刻正在進(jìn)行保護(hù)改定值后定值打印及壓板電位測(cè)試工作，開(kāi)關(guān)發(fā)生A相跳閘后，保護(hù)班組隨即停止工作，離開(kāi)保護(hù)室。 站內(nèi)監(jiān)控機(jī)顯示站內(nèi)此時(shí)無(wú)直流接地及其他異常信號(hào)發(fā)出。,8,4.2 RCS-931BM型保護(hù)裝置外回路及CZX-12R型操作箱整體絕緣,9,4.3絕緣裝置利用平衡橋及不平衡橋相結(jié)合的原理，檢測(cè)母線對(duì)地絕緣狀態(tài)。

3、,10,5.原因分析,11,5.1測(cè)量壓板電位，造成一點(diǎn)接地,保護(hù)工作人員進(jìn)行線路保護(hù)改定值工作，在使用萬(wàn)用表測(cè)試壓板電位操作過(guò)程中，萬(wàn)用表由于長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟而自動(dòng)屏蔽電源，在其操作重新開(kāi)機(jī)切換檔位時(shí)，萬(wàn)用表檔位短時(shí)切過(guò)至“低電阻”檔位，造成跳閘回路的一點(diǎn)接地。,12,5.2 VTBJ=V-(0)-V-(0)-V-()e-t/T,13,5.3 動(dòng)作區(qū)域示意圖,14,6.結(jié)論,引起保護(hù)跳閘的主要因素： 測(cè)量壓板電位，短時(shí)間造成一點(diǎn)接地 “絕緣監(jiān)測(cè)裝置”在測(cè)量直流系統(tǒng)絕緣時(shí)，對(duì)地電壓，波動(dòng)太大 直流系統(tǒng)中，存在對(duì)地電容,15,（二）某500KV變電站電壓波動(dòng)及偏移情況,16,1.外接表計(jì)測(cè)量母線對(duì)地電

4、壓,I段母線：正極對(duì)地156V-130V波動(dòng)，負(fù)極對(duì)地103V-76V波動(dòng)。 II段母線：正極對(duì)地141V-114V波動(dòng)，負(fù)極對(duì)地105V-75V波動(dòng)。 2段母線對(duì)地電壓中，均未測(cè)量到交流分量。,17,2.退掉在線運(yùn)行的絕緣監(jiān)察裝置后,I段母線：測(cè)量正極對(duì)地124V，負(fù)極對(duì)地110V，無(wú)波動(dòng)。 II段母線：測(cè)量正極對(duì)地130V，負(fù)極對(duì)地-95V，無(wú)波動(dòng)。,18,3.退出絕緣監(jiān)察裝置后，接入正負(fù)電阻平衡橋（47 K）,I段母線：測(cè)量正極對(duì)地120V，負(fù)極對(duì)地114V，電壓穩(wěn)定。 II段母線：測(cè)量正極對(duì)地109V，負(fù)極對(duì)地110V，電壓穩(wěn)定。,19,結(jié)論,本站直流系統(tǒng)的電壓偏移及波動(dòng)現(xiàn)象，均由在線

5、絕緣裝置引起： 裝置內(nèi)故障，平衡橋燒壞，導(dǎo)致電壓偏移。 裝置設(shè)計(jì)原理不合理，導(dǎo)致電壓波動(dòng)。,20,(三)樂(lè)灘水電廠1機(jī)組出口開(kāi)關(guān)QF711跳閘,21,2009年03月26日上午,10時(shí)39分，#1機(jī)組出口開(kāi)關(guān)QF711突然跳閘，監(jiān)控系統(tǒng)有如下信號(hào)： 10：39：37 #1機(jī)故障錄波器觸發(fā)動(dòng)作 10：39：38開(kāi)關(guān)站溯河II、I線線路斷路器保護(hù)啟動(dòng)失靈動(dòng)作 10：39：38：539 #1發(fā)電機(jī)斷路器QF711分閘 10：39：41#1發(fā)電機(jī)水輪機(jī)115%轉(zhuǎn)速（主配失靈時(shí)）動(dòng)作,22,2套直流系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行實(shí)際橋電阻40/40/40/40/30=7.5k系統(tǒng)對(duì)地總電容：623微法,23,結(jié)論,本站直

6、流系統(tǒng)，由于2段母線并聯(lián)運(yùn)行，多套絕緣裝置的平衡橋電阻接入1套直流系統(tǒng)，導(dǎo)致實(shí)際的平衡橋電阻只有7.5k：對(duì)于220V直流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，明顯偏?。唤拥毓收蠙z測(cè)靈敏度大大下降，絕緣電阻需降低到25k/5套，約5k才能告警 3套絕緣裝置內(nèi)都有約200微法對(duì)地電容，導(dǎo)致直流系統(tǒng)對(duì)地總電容高達(dá)600多微法。 上述2個(gè)因素都可在一點(diǎn)接地的情況下，引起保護(hù)誤動(dòng),24,（四）某220KV變電站對(duì)地電容典型分析,實(shí)測(cè)變電站系統(tǒng)對(duì)地電容348uf 退出校驗(yàn)的絕緣監(jiān)測(cè)裝置后實(shí)測(cè)183uf 經(jīng)咨詢現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員，另有一臺(tái)同一廠家絕緣監(jiān)測(cè)裝置對(duì)蓄電池進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)，退出該裝置后，測(cè)量對(duì)地電容為11uf。,25,（五）湖北省調(diào)

7、查結(jié)果,2008年9月，由我省電科院組織對(duì)下屬各地市局及超高壓公司所轄110KV以上變電站311套絕緣監(jiān)測(cè)儀的使用現(xiàn)狀進(jìn)行了一次初步的調(diào)查，調(diào)查是由省電科院設(shè)計(jì)調(diào)查表格測(cè)試方法，由各地市局按要求獨(dú)立完成的。到08年10月10日止，除超高壓公司沒(méi)有上繳調(diào)查報(bào)表外，下轄的12個(gè)地市局已全部上報(bào)調(diào)查報(bào)告,26,基本結(jié)果,27,2.絕緣監(jiān)測(cè)儀損壞，有8臺(tái),3臺(tái)黑屏， 1臺(tái)顯示模糊， 2臺(tái)無(wú)工作電源， 1臺(tái)裝置系統(tǒng)電壓顯示390V，正、負(fù)極對(duì)地電壓顯示40V， 1臺(tái)裝置V顯示0V，V-顯示93V，數(shù)據(jù)明顯錯(cuò)誤， 這類(lèi)問(wèn)題占本次調(diào)查裝置的約2.6。,28,3.監(jiān)測(cè)儀顯示絕緣電阻很低，而不發(fā)告警信號(hào) ，有1

8、4臺(tái),29,4.對(duì)地電壓偏差大，有40臺(tái),表1中列取部分?jǐn)?shù)據(jù)，是我們這次上報(bào)數(shù)據(jù)中正負(fù)極壓差大于和接近30V的部分?jǐn)?shù)據(jù)， 石山變的壓差最大，有近90V,. 據(jù)統(tǒng)計(jì)超過(guò)40V壓差的變電站有7個(gè)， 30V-40V之間的變電站有33個(gè)， 需要指出的是武漢局有26個(gè)站電壓壓差為30V,占本次統(tǒng)計(jì)變電站總數(shù)的32.5，雖然沒(méi)有達(dá)到接地處理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該引起運(yùn)行維護(hù)人員的重點(diǎn)關(guān)注。,30,5.對(duì)地電壓波動(dòng)大,從調(diào)查數(shù)據(jù)分析，很多站電壓因?yàn)檠b置的影響，產(chǎn)生了較大的電壓波動(dòng)， 最嚴(yán)重的恩施魚(yú)泉站電壓波動(dòng)在0220V之間波動(dòng)， 陳家灣有近100V, 鄂州的旭光、吳都等有近60V的電壓波動(dòng)。 目前系統(tǒng)繼電器的動(dòng)作電壓

9、整定值在5070之間，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，極易引起保護(hù)的誤動(dòng)、拒動(dòng)。,31,6.絕緣監(jiān)測(cè)儀裝置顯示值不規(guī)范,有很多站的V+、V-、R+、R-顯示 “正常” “OK” “K”,32,（六）福建省絕緣裝置調(diào)查,33,前言,2009年4月省公司生產(chǎn)部在全省下屬單位對(duì)絕緣監(jiān)測(cè)裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行了一個(gè)初步的調(diào)查。 共有9個(gè)地級(jí)局、2個(gè)超高壓局、5個(gè)直管縣、2個(gè)直屬電廠，共425個(gè)變電站，1096套絕緣監(jiān)測(cè)裝置按要求進(jìn)行了數(shù)據(jù)上報(bào)。,34,基本情況,35,主要問(wèn)題,絕緣監(jiān)測(cè)儀損壞 ： 無(wú)顯示、顯示數(shù)據(jù)明顯錯(cuò)誤 13臺(tái)裝置故障，占本次調(diào)查裝置的約1.19。,36,調(diào)查分析依據(jù),國(guó)家電網(wǎng)公司直流電源系統(tǒng)運(yùn)行

10、規(guī)范第二十八條明確規(guī)定：“220V直流系統(tǒng)兩極對(duì)地電壓絕對(duì)值差超過(guò)40V或絕緣降低到25K以下，48V直流系統(tǒng)任一極對(duì)地電壓有明顯變化時(shí)，應(yīng)視為直流系統(tǒng)接地?！?37,主要問(wèn)題,絕緣監(jiān)測(cè)儀損壞 ： 無(wú)顯示、顯示數(shù)據(jù)明顯錯(cuò)誤 13臺(tái)裝置故障，占本次調(diào)查裝置的約1.19。,38,主要問(wèn)題,對(duì)地電壓偏差大 : 上三變的壓差最大，有近80V,.據(jù)統(tǒng)計(jì)超過(guò)40V壓差的變電站有10個(gè)，30V-40V之間的變電站有9個(gè)，各占統(tǒng)計(jì)裝置的1。,39,主要問(wèn)題,監(jiān)測(cè)儀顯示絕緣電阻很低，而不發(fā)告警信號(hào)，而兩極電壓檢測(cè)正常 ：,40,主要問(wèn)題,對(duì)地電壓波動(dòng)大 : 金峰變對(duì)地電壓波動(dòng)最大壓差71V。本次因波動(dòng)造成正負(fù)電

11、壓偏差超過(guò)30V的裝置達(dá)82套，占本次調(diào)查裝置的7.7%. 目前系統(tǒng)繼電器的動(dòng)作電壓整定值在5070之間，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，極易引起保護(hù)的誤動(dòng)、拒動(dòng)。,41,主要問(wèn)題,絕緣監(jiān)測(cè)儀裝置顯示值不規(guī)范 : V+、V-、R+、R-無(wú)顯示、正常、無(wú)窮大 。,42,主要問(wèn)題,絕緣監(jiān)測(cè)儀兩極接地檢測(cè)功能關(guān)閉 ： 在有兩極接地發(fā)生時(shí)，不能正確告警。,43,絕緣監(jiān)測(cè)儀實(shí)測(cè)系統(tǒng)電壓與正負(fù)極絕對(duì)值電壓之和存在較大偏差 ：,500Kv廈門(mén)變I、II段，實(shí)測(cè)正負(fù)極電壓之和為209.5V，與系統(tǒng)電壓229.8V有20V差距。初步分析這應(yīng)該是裝置平衡橋出現(xiàn)故障，導(dǎo)致測(cè)量產(chǎn)生較大的偏差。,44,（七）河北中試校驗(yàn)結(jié)果,4

12、5,1.上電或復(fù)位,46,2. 50k電阻正極接地,47,（八）湖南超高壓校驗(yàn)結(jié)果,2008年11月46日，對(duì)我局下屬楊高、荷塘、威靈、楠竹塘、茶園五個(gè)220kV變電站 不同廠家的絕緣監(jiān)測(cè)儀采用專用的直流接地校驗(yàn)儀進(jìn)行了一次在各種接地狀況下，絕緣監(jiān)測(cè)儀的總體性能測(cè)試。,48,校驗(yàn)內(nèi)容如下：,正極單點(diǎn)接地（10k，50k） 負(fù)極單點(diǎn)接地（20k,100k） 兩極單點(diǎn)極地（正極20k/負(fù)極30k） 模擬支路電容（20k，1uF，5uF） 模擬系統(tǒng)電容（20k，50uF，100uF）,49,2.1 兩極接地故障不能告警,正極20K,負(fù)極30K接地故障， 荼園、楊工、荷塘三個(gè)站測(cè)出： 負(fù)極為999K，

13、 正極分別為260K、214K、159K與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)， 楠竹塘、康丙站裝置由于不顯示絕緣電阻，具體數(shù)據(jù)不清，但也和另外三個(gè)站一樣，不告警不選線，即不能正確檢測(cè)兩極接地故障。,50,2.2 誤選線,51,2.3 漏選線,當(dāng)支路電容為5uF或系統(tǒng)電容為50uF時(shí)，楠竹塘站出現(xiàn)漏電線，即有些接地支路判為無(wú)接地， 而威靈站所有試驗(yàn)中，均只能選出一條接地支路，不能滿足兩點(diǎn)以上接地故障的選線。 楊高站，當(dāng)系統(tǒng)電容為50uF時(shí)，直接報(bào)母線接地，根本不能選出接地支路，,52,2.4 電壓波動(dòng)大,當(dāng)有接地故障并告警時(shí)，楊高站裝置使母線對(duì)地電壓不斷波動(dòng)，最大波動(dòng)值達(dá)90V，直到接地故障消失。,53,（九）臨汾校

14、驗(yàn)結(jié)果,此次測(cè)試的18個(gè)變電站中： 500kV站2個(gè)，220kV站11個(gè)，110kV站5個(gè)， 除兩個(gè)500kV站為110V直流系統(tǒng)供電外，其余16個(gè)站均為220V直流系統(tǒng)， 微機(jī)絕緣檢測(cè)裝置主要為珠海泰坦和深圳奧特訊生產(chǎn)，各有7個(gè)站， 2005年及以后投運(yùn)的設(shè)備為14站， 接地告警整定值均設(shè)為20k。,54,1. 絕緣裝置本身存在問(wèn)題有8個(gè)站，占44。,其中： 主機(jī)工作不正常有1個(gè)站， 部分或全部選線模塊損壞有5個(gè)站， 支路電阻測(cè)量大一倍的一個(gè)站， CT偏號(hào)不對(duì)應(yīng)的有一個(gè)站。,55,2. 兩極不能正確告警有14個(gè)站，占77。,模擬正極10K、負(fù)極20K的兩極接地故障， 顯示正極40-100K，

15、負(fù)極為無(wú)窮大。 兩極接地故障，極易造成直流系統(tǒng)燒壞。,56,3.電壓波動(dòng)，引起正負(fù)極壓差超過(guò)40V，有8個(gè)站，占44。,有接地故障或絕緣降低時(shí)，電壓波動(dòng)，引起正負(fù)極壓差過(guò)大， 最高的臺(tái)頭110kV站，正負(fù)極壓差為170V， 其中霍州500KV站雖然波動(dòng)為37V，因共為110V系統(tǒng)，如果轉(zhuǎn)化為220V系統(tǒng)，將為74V。,57,4.未達(dá)到告警值絕緣降低，引起正負(fù)極壓差超過(guò)40V，有17個(gè)站，占94。,模擬100K接地， 對(duì)地電壓差超過(guò)40V， 最高達(dá)170V,58,5.對(duì)地電容測(cè)量,59,6.絕緣裝置內(nèi)，帶有較大的對(duì)地電容，有2各站，占11,500kV臨汾、220kV鄭莊兩站，絕緣裝置本身對(duì)地各有

16、近200uF的電容。 據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，直流系統(tǒng)對(duì)地電容越大，對(duì)出口中間繼電器線圈、跳閘線圈及光耦等容易發(fā)生接地故障的回路，發(fā)生直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地故障時(shí)，保護(hù)誤動(dòng)的機(jī)會(huì)越大。,60,（十）蘇州供電局校驗(yàn)結(jié)果,陽(yáng)山220kV變電站,61,1、單點(diǎn)接地選線基本正常。,在單點(diǎn)純電阻接地發(fā)生時(shí)，只有母線電阻值小于告警整定值20k時(shí)，絕緣監(jiān)測(cè)裝置才能告警并選線。有某些通道靈敏度偏小，選線阻值偏大。,62,2、選線時(shí)，電壓波動(dòng)大,裝置在告警選線時(shí)，電壓在有規(guī)律的波動(dòng)，且波動(dòng)很大（如15K接地時(shí)正負(fù)對(duì)地各有110V左右），每次波動(dòng)的周期在90秒左右。,63,3、兩極接地不告警選線,當(dāng)有兩極絕緣同時(shí)下降，裝置不能

17、正確檢測(cè)出正、負(fù)極對(duì)地電阻，更不會(huì)選出接地故障支路。,64,4、絕緣較好時(shí)，電壓偏差也很大,50k接地故障，正負(fù)極對(duì)地電壓差達(dá)到100V。,65,（十一）茂名供電局校驗(yàn)結(jié)果,66,1.單點(diǎn)純電阻接地,只要阻值小于整定值25k，絕緣裝置能準(zhǔn)確告警并選線； 但是測(cè)試到的接地電阻是實(shí)際接地電阻的兩倍,67,2.兩極同時(shí)接地,兩極阻值大小相當(dāng)時(shí)，不動(dòng)作； 兩極阻值相差較大時(shí)，會(huì)根據(jù)偏壓大小計(jì)算出類(lèi)似偏壓的單點(diǎn)電阻接地阻值，該值是錯(cuò)誤的， 如果該值達(dá)不到整定值，不管兩極接地電阻多小，都不會(huì)選線,68,3.系統(tǒng)存在較大的電容時(shí),當(dāng)?shù)膯吸c(diǎn)、單極電阻接地，能把接地通道找出，但同時(shí)會(huì)有誤選線。,69,4.電壓波

18、動(dòng),接地選線時(shí)，存在電壓波動(dòng) 波動(dòng)成周期性變化，變化周期68秒。 波動(dòng)幅值在不同情況幅值不同，具體情況：純電阻接地大約為160V、有電容影響時(shí)幅值大約為150V之間,70,（十二）河南焦作校驗(yàn)情況,校驗(yàn)變電站： 南山變電站 云臺(tái)11變電站,71,南山站存在問(wèn)題,裝置在進(jìn)行接地選線時(shí)，裝置內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生最大超過(guò)80V的電壓波動(dòng)，波動(dòng)周期時(shí)間接近120秒，故障沒(méi)消失，波動(dòng)一直持續(xù)。在等于或稍大于設(shè)定告警選線值時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生同樣幅度的電壓波動(dòng)。 系統(tǒng)產(chǎn)生絕緣下降時(shí)，正負(fù)極對(duì)地電壓偏差較大，在絕緣為50K時(shí)，電壓偏差超過(guò)100V 在兩極發(fā)生接地時(shí)，總絕緣電阻值低于設(shè)定告警值時(shí)，系統(tǒng)不告警、不選線。,72,云臺(tái)站存在問(wèn)題,裝置在進(jìn)行接地選線時(shí)，裝置內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的電壓波動(dòng)，波動(dòng)范圍在0系統(tǒng)電壓之間波動(dòng)，波動(dòng)周期時(shí)間接近10秒，故障沒(méi)消失，波動(dòng)一直持續(xù)。在系