涂建國
直流系統(tǒng)接地是一種易發(fā)生且對電力系統(tǒng)危害較大的故障。直流系統(tǒng)正極接地,可能造成繼電保護(hù)誤動,因為跳閘線圈接直流電源負(fù)極,系統(tǒng)再有一點接地或絕緣不良,可能引起保護(hù)誤動;直流系統(tǒng)負(fù)極接地,系統(tǒng)再有一點接地或絕緣不良,可將跳閘回路或合閘回路短路,造成保護(hù)拒動,此時系統(tǒng)發(fā)生故障,保護(hù)的拒動必然導(dǎo)致系統(tǒng)事故擴大,同時還可能燒壞繼電器的觸點或燒保險。
我公司自主設(shè)計制造的HDFE01便攜式直流接地故障查找儀,能夠適用于任何電壓等級的直流系統(tǒng),配備了高精度的檢測鉗表,通過對多種信號的高效處理大大提高了檢測范圍與抗干擾能力;采用了先進(jìn)計算方法和模糊控制理論,將被檢測支路的絕緣程度以絕緣指數(shù)及波形的形式表示出來,充分體現(xiàn)了人工智能的*性;對于接地點位置的斷定,它們更是擁有準(zhǔn)確的判斷力,每次檢測都能夠指出接地點位置相對檢測點的方向,從而快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)環(huán)路接地檢測。除此之外,用戶可以根據(jù)自身系統(tǒng)需要在絕緣告警門限值范圍內(nèi)訂制合適的絕緣告警門限值的設(shè)備,用戶只需要將鉗表上的檔位與檢測器上的量程對應(yīng)起來就能實現(xiàn)直流接地的檢測或者是絕緣程度的分析。
HDFE01便攜式直流接地故障查找儀不僅重點解決了直流系統(tǒng)間接接地、非金屬接地、環(huán)路接地、正負(fù)同時接地、正負(fù)平衡接地、多點接地等疑難故障的準(zhǔn)確檢測,并且還能準(zhǔn)確的顯示系統(tǒng)電壓、對地電壓、接地阻值,真正解決了運行及檢修人員的后顧之憂。
本裝置以系統(tǒng)安全為首要前提,按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的高要求,以可靠的低頻信號方式進(jìn)行檢測,并在現(xiàn)場進(jìn)行了大量的實際應(yīng)用,對系統(tǒng)無任何影響。
二、裝置構(gòu)成及原理
2. 1 裝置的構(gòu)成
該裝置由信號發(fā)生器、故障檢測器和信號采集器(鉗表)三部分組成,信號發(fā)生器與直流系統(tǒng)正負(fù)母線和地相連,當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障后,它會 自動產(chǎn)生一個低頻小信號,故障檢測器與鉗表獨立于信號發(fā)生器,故障檢測器與鉗表之間使用連接線相連,通過對待檢測支路漏電流信號的采集、分析,從而判斷出該支路的絕緣情況。
2.2 裝置的工作原理
定位裝置的工作原理是:當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生接地故障或絕緣降低(整個直流系統(tǒng)絕緣電阻小于報警整定值),直流系統(tǒng)電壓監(jiān)測裝置發(fā)出警報時,將信號發(fā)生器接入直流系統(tǒng)的正、負(fù)母線和地之間。信號發(fā)生器自動判斷直流系統(tǒng)電壓等級,自動判斷接地故障的極性、接地程度,自動分析絕緣監(jiān)測平衡電橋回路接線方式和平衡電橋電阻大小,形成信號輸出的智能反饋,向直流正負(fù)母線和地間,發(fā)射適宜系統(tǒng)檢測,對系統(tǒng)無影響的低頻信號,并實時顯示系統(tǒng)電壓、正對地電壓、負(fù)對地電壓和系統(tǒng)對地絕緣總阻抗。
故障檢測器檢測各回路對地絕緣的直流信號漏電流,并模擬顯示接地回路絕緣狀態(tài),判斷出接地故障回路(支路),并繼續(xù)沿故障回路(支路)檢測出接地故障,將故障點準(zhǔn)確定位。
信號發(fā)生器、故障檢測器均采用微計算機技術(shù),具有集成程度高,判斷速度快,檢測靈敏度高、抗干擾能力強、故障定位準(zhǔn)確等特點。在軟件處理上利用了模糊控制理論和通信的噪聲理論,并依據(jù)直流系統(tǒng)的特點優(yōu)化了算法,即使系統(tǒng)有大分布電容的干擾、電磁脈沖干擾和其它噪聲干擾的影響,也能準(zhǔn)確地判斷出接地故障點,為接地故障的查找提供了有力的保障。在硬件的檢測傳感器,直流信號檢測靈敏度高達(dá)0. 1mA,可檢測150K-500K接地的檢測靈敏度,使多點接地、環(huán)路接地、絕緣普遍降低等難以解決的問題迎刃而解。
三.裝置主要特點
1.高精度采樣鉗表
該裝置采用了高分辨率(0. 1mA)信號采樣直流鉗表,能夠?qū)崿F(xiàn)對多點接地,高阻接地點的定位;
2. 接地點方向顯示
該裝置具有接地點方向顯示,可以高效快速的處理復(fù)雜支路或環(huán)路中接地點的定位;
3. 具有絕緣指數(shù)顯示功能
絕緣指數(shù)是為分析待測支路絕緣程度而引入說法,以0—100的數(shù)字形式來反映被測支路的絕緣程度,數(shù)字越大表示絕緣越差,該指數(shù)結(jié)合高精度鉗表非常有利于多點接地與高阻接地的檢測。
4. 具有波形顯示功能
所謂波形顯示,即在檢測過程中檢測器所搜索到的信號發(fā)生器的波形,其在查找接地過程中有非常重要的作用,合理利用檢測器中的波形顯示,可以大幅度的提升設(shè)備的檢測范圍與檢測精度以判斷的準(zhǔn)確度。
5. 操作簡單,使用方便、快速
使用時只需將鉗表鉗住待測支路,按一下工作按鍵,3—6S即可完成一條支路的檢測。
6. 信號發(fā)生器與檢測器不受距離限制
在復(fù)雜的直流系統(tǒng)中,信號發(fā)生器接入點可能與接地查找點有著很長的一段距離,不過檢測器并不受此距離的限制,可以在同一個系統(tǒng)中的任何一點進(jìn)行查找。
7. 運行安全、可靠
信號發(fā)生器是需要接入直流系統(tǒng)之中的,這就對設(shè)備的安全性與根據(jù)直流系統(tǒng)現(xiàn)場的實際情況,信號發(fā)生器可智能式產(chǎn)生1.0—5.0mA 的信號電流,且大功率小于0.2W,適用于各類直流系統(tǒng),對直流系統(tǒng)的安全運行、可靠運行提供了保障。
四.裝置主要技術(shù)指標(biāo)
1. 可檢測接地電阻范圍
系統(tǒng)電壓為220V時: 0 -500KΩ
系統(tǒng)電壓為110V時: 0 -250KΩ
系統(tǒng)電壓為48V時: 0 -50KΩ
系統(tǒng)電壓為24V時: 0 -10KΩ
3. 檢測信號功率 ≤ 0.2W(信號發(fā)生器輸出功率)
4. 抗對地分布電容值:
對地電容單支路≤8uF,系統(tǒng)對地總電容≤100uF;
5. 適用直流系統(tǒng)電壓:
220V±10%,110V±10%,48V±10%,24V±10%,或用戶提出其它電壓等級;
6. 環(huán)境溫度:-35℃~+55℃;
7. 相對濕度:≤95%
8. 總質(zhì)量: 2.8kg
9. 外形尺寸(鋁合金包裝箱):460x240x120(mm)
武漢華頂電力設(shè)備有限公司編制
據(jù)我國110KV及以上變壓器損壞情況的統(tǒng)計,50%是在運行電壓下局部放電逐漸發(fā)展產(chǎn)生的,而長期以來使用的試驗方法,雖然能夠直接或間接判斷絕緣的可靠性,但對局部放電這種潛伏性的缺陷是難以發(fā)現(xiàn)的,因此新版交接規(guī)程有:電壓等級220KV及以上,在新安裝時,必須進(jìn)行現(xiàn)場局部放電試驗。對于110KV電壓等級的變壓器,當(dāng)對絕緣有懷疑時,應(yīng)進(jìn)行局部放電試驗。
高壓電力設(shè)備的絕緣內(nèi)部由于制造修理等各方面的原因,存在一些氣泡、雜質(zhì)等。而這些氣泡、雜質(zhì)、導(dǎo)體的毛刺等,就是發(fā)生局部放電的根源。
局部放電的一些參數(shù)及其關(guān)系:1、放電起始電壓與熄滅電壓,被試品外加電壓從零升起,開始看不到局部放電,在升壓過程中從試驗裝置上觀察到局部放電量超過某一規(guī)定值的低電壓稱為局部放電起始電壓;當(dāng)試品上的外加電壓從超過局部放電起始電壓的較高值逐漸下降時,局部放電量小于某一規(guī)定值的高電壓為局部放電熄滅電壓。2、實際放電量qc和視在放電量的關(guān)系,實際放電量是在局部放電時,介質(zhì)內(nèi)部移動的電荷,是無法測量的、視在放電量是每一次局部放電,氣泡上的電壓下降一個△UC,外部的電壓增加必須供給一個電量qa,這個qa是可以用專門的儀器進(jìn)行測量的,通過 qa=uc這個公式來校準(zhǔn),通常視在放電量qa小于實際放電量qc,這樣有利于試驗結(jié)果的判斷。
視在放電量的校準(zhǔn):即確定試驗回路的換算系數(shù),校準(zhǔn)的原理是將幅值為u0的方波通過串聯(lián)的小電容C0注入被試品兩端,則其充入的電荷為
Q0=U0C0(PC)
將已知電荷Q0直接注入被試品,這是儀器的測量系統(tǒng)響應(yīng)為L’,取下標(biāo)準(zhǔn)方波發(fā)生器,加電壓試驗,當(dāng)有內(nèi)部放電時,測量系統(tǒng)響應(yīng)為L,則有換算系數(shù)k=L/L’,因此被試品的放電量Q= U0C0k(PC)。
電力變壓器的局部放電試驗當(dāng)其內(nèi)部放電量較大時,也屬于破壞性試驗,因此試驗前要求測試絕緣合格、保證試品表面尤其是套管的清潔干燥、在注油后應(yīng)靜止足夠的時間48小時。一般利用變壓器電容式套管的末屏端子對地串聯(lián)測量阻抗;局部放電試驗電源是高電壓Um,一般采用中頻電源150~200HZ,蘭州市便攜式直流接地故障查找儀專業(yè)快速蘭州市便攜式直流接地故障查找儀專業(yè)快速試驗步驟和加壓時間為:首先升壓到測量電壓u2,u2=1.5um/√3,讀取并記錄放電量,在u2下堅持5min,再加壓到預(yù)加電壓u1,u1=um,堅持5s,讀取并記錄放電量。5s后電壓再降到 u2,這時u2堅持30min,后將為零。電壓升到u2和u2降低過程中記錄起始放電電壓和熄滅電壓值。
整個試驗過程中試品不發(fā)生擊穿、所有測量端子測得的放電量Q連續(xù)維持在允許值內(nèi),并無明顯地增長趨勢即認(rèn)為局部放電