一起500kV变电站直流接地的故障分析

发表时间:2021/4/27   来源:《中国电业》2021年第3期   作者:杨光照
[导读] 1月14日15时51分,500kV某站监控后台突然出现直流电源Ⅰ、Ⅱ段同时接地和220kV #3/#4M母联2034断路器(后简称2034断路器)C相分位遥信变位,同时刻出现了多条220kV #3/#4母线第一、二套保护失灵开入及接触#2主变复压闭锁、500kVⅠ母第一套保护失灵跳5041、5051、5061断路器和500kVⅡ母第一套保护失灵跳5043、5053、5063断路器的保护装置软报文。
        杨光照
        超高压输电公司柳州局,广西 柳州 545000
        摘要:1月14日15时51分,500kV某站监控后台突然出现直流电源Ⅰ、Ⅱ段同时接地和220kV #3/#4M母联2034断路器(后简称2034断路器)C相分位遥信变位,同时刻出现了多条220kV #3/#4母线第一、二套保护失灵开入及接触#2主变复压闭锁、500kVⅠ母第一套保护失灵跳5041、5051、5061断路器和500kVⅡ母第一套保护失灵跳5043、5053、5063断路器的保护装置软报文。
        关键词:直流电源;接地;遥信变位
        1缺陷情况检查
        在出现此异常情况后,部门紧急协调在站内的检修人员进行现场检查。现场检查有如下现象:1、站内绝缘监测装置1月14日15时51分报直流电源Ⅰ、Ⅱ段负极绝缘降低;2、500kV第四串故障录波装置1月14日15时51分直流电压波形记录直流电压正负极同时变化(如图一所示,直流I段正极幅值降低至-51.644V,负极幅值升高至272.380V;直流II段正极幅值降低至-51.819V,负极幅值升高至277.659V);3、500kV第四串故障录波装置记录了之前某站直流接地告警的波形,表明此之前一直存在着直流接地的情况但是比较隐蔽。4、某站监控后台曾出现过多次直流接地告警。
 
图一 故障录波装置1月14日15时51分直流电压波形记录
        2 缺陷情况处理
        根据对监控后台报文分析,检修人员发现2034断路器C相分位遥信变位的报文是硬节点动作引起,且15点51分测控装置有开入变位,因此怀疑2034断路器C相电缆芯绝缘有问题。
        根据此判断,检修人员现场采取拆除电缆芯的方式对2034断路器C相分位电缆芯(如图二所示)进行绝缘测试,发现2034断路器C相分位电缆芯对地绝缘为0,则证实了2034断路器C相分位遥信变位的报文是因为电缆芯接地引起。根据此检查结果,紧急向调度申请2034断路器停电检查。

图二 2034断路器C相分位电缆芯接线图
        2034断路器停电后,现场检修人员首先对2034断路器C相分位整根电缆两端进行拆除,并对所有电缆芯进行相间绝缘和对地绝缘测试,发现除C相分位这根电缆芯对地绝缘低,其余电缆芯绝缘均为良好。后根据现场工作经验,怀疑是电缆头制作方式粗放可能导致电缆芯绝缘皮破损而绝缘低,检修人员对电缆编号为WDAB1-102的汇控箱内部的电缆头进行检查,拆掉包扎的绝缘胶布和相色带后发现故障点所在(如图三 所示)。2034断路器C相分位电缆芯绝缘低是因为在制作电缆头时将2034断路器C相分位的电缆芯割伤(刚割伤时绝缘没问题),运行几年后包裹电缆芯的屏蔽层铜网和电缆接地线发生锈蚀产生了铜绿,破损的电缆芯通过铜绿间接与接地线导通从而导致接地。
  
        图三 2034断路器C相分位电缆芯破损图
        3 故障原因分析
        2034断路器C相分位电缆芯对地绝缘低原因为施工工艺粗糙,在制作电缆头时将2034断路器C相分位的电缆芯割伤(刚割伤时绝缘没问题),运行几年后包裹电缆芯的屏蔽层铜网和电缆接地线发生锈蚀产生了铜绿,破损的电缆芯通过铜绿间接与接地线导通从而导致接地。此情况会引起站内直流Ⅱ段负极绝缘降低。
        4 后续措施
        4.1组织借用厂家的直流接地查找仪对某站的直流系统进行动态监测记录,查看是否存在其他存在直流接地的支路。同时考虑进行研究改进直流接地自动在线查找仪,实现可多路监测瞬时接地。
        4.2各班核实各站低压直流电压是否确已接入,是否正确显示、参数配置是否正确,开展专业巡视时应检查历史波形中直流电压是否曾经存在异常。
        4.3组织自控班完善二次回路摇绝缘方法、改造过程中电缆头制作管理注意要点,并组织各班进行讨论、培训。
   参考文献
        [1]范玉.浅谈变电所直流接地的故障查找[C].大众用电,2003(12).
        [2]高石炳.万用表电压测量法查找直流接地故障[C].山西水利科技,2003(02).
        [3]王礼田,刘岸,宋怀友,薛贵平,张文胜.电力系统直流接地故障探测方法的探讨[C].山西电力,2003(02).
        [4]吴建军,翟双鹏.直流接地引发的一次“异常”现象分析[C].继电器,2003(10).
        [5]聂德志.变电站直流系统简析及直流接地故障的处理[C].企业技术开发,2012(02).
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