绝缘监测装置在直流系统中的应用
第36卷第15期2008年8月1日
电力系统保护与控制
PowerSystemProtectionandControl
Vbl.36No.15Aug.1,2008
绝缘监测装置在直流系统中的应用
陈元平1,李树君2,张玉奎3
(1.胜利油田电力管理总公司,山东东营257071;
2.唐山华电电气工程有限公司,河北唐山063000
3.胜并,J油田电力管理总公司修试中心,山东东营257000)
摘要:绝缘监测装置主要用于对直流母线和各支路的绝缘状况进行实时在线监测.介绍了直流母线绝缘电阻检测方法中直流
平衡电阻检测方法与传统检测方法的优缺点,并提出了采用指示灯指示接地支路的检测方法。关键词:绝缘监测;绝缘电阻;直流平衡电阻检测;电流传感器;支路接地检测;漏电流传感器
ApplicationOfinsulatedmonitoringdeViceinDCsystem
CHENYuaIl—pin91,
UShu-jun2,
ZHANGYu—kui’
(1.ShengliOilfieldElectricPowerManageme眦Corporation,Dongying25707l,China;
2.TangshanHuadi加Electrical
3.
Shen91i0ilfieldElectricPower
Engine耐ngCo.,Ltd,TaIlgsh卸063000,China;
Dongying
ManagementCorporationRepairTestCenter,
to
257000,China)
Abstract:0fDC
IJlsulationmoIlitoringdeVicesismainlyused
implement
real—time
on-1lnemonitoringforinsulationcondition
bus龃d
b舢chcircuit.111is
paper
in仰duces
meadVantagesanddisadVantagesofⅡleDCbalancedresistancetestingmemod
methodofusingtheindicatinglamp
aJld山et阻ditionaldetectionme山odforisproposed
to
t11eDCbusinsulationresistaIlcetesting.Adetection
indicategroundingbranches.msulationmonitoring;
lnsulationresistaIlce:
DCbalance
Keywords:
resis锄cetestingmetllod;
cun.entsensor;detectionof
groundingbmnches;leakagecurrent位msducer
中图分类号:TM774文献标识码:
B
文章编号:1673.3415(2008)15—009l—03
0
引言
绝缘监测装置主要用于对直流母线和各支路的
相对较低,影响对地绝缘。
(2)注入交流和变频探测法:因对母线造成干扰和不能应付大的分布电容而使其应用受到限制。
(3)直流不平衡电桥法:这是一种人为介入探测电阻的检测方法,但实际使用中发现,为了探测正负极同时接地,需不断地接入单侧探测接地电阻,实际上等效于增加了一种人为的扰动,导致正负母线对地电压不断变化,使运行人员因无法依据传统手动测试电压方式判断母线状况。1.2直流平衡电阻探测法及其优点
目前绝缘监测装置采用的是直流平衡电阻探测法,可以检测到正负极同时接地,并且不对母线产生任何交流或直流干扰信号,不会造成人为绝缘电阻下降,适用于任意等级的发电厂、变电站。其原理见图l。
绝缘状况进行实时在线监测。传统的绝缘监测装置只对直流母线进行监测,接地时需要拉路选择接地支路,操作复杂且影响控制、保护工作;本文提出的绝缘监测装置可同时监测母线和支路绝缘状况,
接地时可直接指示出接地支路,无需进行拉路选择,
提高了控制和保护工作的可靠性。
1
母线绝缘电阻的检测方法
传统的直流系统绝缘监测方法有三种:(1)电桥平衡法:如zJJ一1绝缘监察继电器,
1.1传统的直流系统绝缘监测方法及其缺点
其局限是:不能检测正负母线绝缘电阻同时下降的情况,另外为了提高继电器的灵敏度,桥臂电阻值
万方数据
.92.
电力系统保护与控瑚
]
I
制器
_J
图1绝缘监测原理图
Fig.1P—nciplediagramofinsulatjonmonitoring
正常状态下只接入经精确调整的四个检测分压用儿K电阻,正、负母线对地绝缘良好时,电流采样传感器H1中无电流流过。当有接地电阻n、尻存在时,只要,l和,2的阻值不完全相等,传感器Hl中就有电流流过,当大于设定值时,检测装置启动,可编程控制器自动先断开K24,测量负极对地电流;再断开K23,测量正极对地电流,求解简单的二元一次方程,即可求出正负母线的绝缘电阻,l、n。见等效图2。
(注:,l为正极接地电阻.n为负极接地电阻)
・
图2绝缘监测等效图
Fjg.2EquiValemdia粤砌T坞ofinsulationmollitoring(,listhe
positiVegmund陀sistanceaIldr2isthenegalivegmund
resista_Ilce、
断开K24时,电流传感器H1测量电流为塌,
由图3可知:
+KM
图3断开K24时绝缘监测等效电路图
EquiValentcircuitdiagramofinsulationmonitoringwhen
K24disconnected
万
方数据l1×(侬l+f1)+尺×,Rl=【,
(1)
I‘I×r2=尺x侬l
(2)断开K23时,电流传感器H1测量电流为儡,
其等效电路如图4所示。
图4断开K23时绝缘监测等效电路图
Fig.4The
equiValentcircuitdiagramofinsulationmonito^ng
whenK23disconnected
由图4可知:
J吃×(馏2+f2)+尺×侬2=u(3)l‘2×r2=尺×侬2
(4)
由式(2)、(4)可得:
J矗=舣碣/r2
(5)If2=服啦,,l
(6)
把式(5)、(6)分别代入式(1)、(3)可得:
I啊+n×尺l/r2+尺=u/腰l(7)l您+厂2x月l/1+月=u/鹏2
(8)
由式(7)、(8)可得:
J,ixr2+,1×尺+吃×R=ux您/崛(9)
I,2×,l+吃×尺+,l×尺=u×,l/朋龟
(10)由式(9)、(10)可得:
【,×r2,吗=U×,1/啦
(11)
由式(11)可得:
J咆=啦×您,啦(12)l,l=啦×吃/吗
(13)
把式(12)、(13)分别代入式(7)、(8)可得+f(M、
~KM接地电阻:
l,1=u,崛一啦×尺/嵋一R(14)r2=u/啦一碣×尺/啦一只
(15)
当n、,2的值小于设定的绝缘电阻值时,即发出母线接地报警;并通过人机操作界面显示正负母线
对地电压和对地电阻以及发生接地的母线。这种检
测方法不破坏母线对地的平衡状态,无论从原理上
和实际运行中都可被广泛接受。
2支路接地的检测方法
当检测到的母线绝缘电阻小于设定值而发生
其等效电路如图3所示。
Fig.3
陈元平,等绝缘监测装置在直流系统中的应用
.93.
接地报警后,通常变电站值班员要进行拉路选择接地支路,控制和保护回路不能停电时间太长,拉开后时间太短,监测装置正处在检测状态,还未来得及报警,开关又合上了,所以经常出现找不到接地支路的现象。为了解决这一难题,我们装设了支路绝缘监测装置,并采用指示灯直接指示接地支路。此接地指示装置只有当检测到的母线绝缘电阻小于设定值而发生接地报警后检测才有效。原理见图5。
值可能小于实际绝缘电阻值,误差则正比于两种母线的电压差,装置将提前绝缘报警。
c.一般变电站的控制回路和合闸回路的I段和II段经常出现并列运行,而不是独立运行,由于I段和II段并列运行,造成电流分布不均,漏电流传感器二次有输出,点亮漏电指示灯,但这时并没有接地,出现误指示。解决方法有两个:1)拉开一路开关,由两路供电改为一路;2)找到两段之间的联络点,切断联络线,分别由各自回路供电,即可消除。
4本装置的优点及实际应用
a、本装置使用可编程序控制器控制,触摸屏显示,全软件化的功能控制,完善的人机界面,操作运行过程有全程屏幕提示,接地回路采用指示灯指示,简单、直观、可靠,与现在使用的单片机检测装置相比,成本大大降低。
b、可实现“四遥”功能,便于变电站综合自动化改造。
c、本装置在胜利油田近百座变电站、海洋平台上等运行多年,特别是支路绝缘监测装置效果非常明显,给检修和运行人员对接地故障的判断提供了依据和帮助。参考文献
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BAIzhong・min,YUChong-gaIl,LIU
Bai—zhen.DesignDirect
Cur他nt
产_.-匦
图5支路绝缘监测原理图
Fig.5P—nciple
diagr锄ofinsulation
of
monitoring
bmnchcircuit
当回路出现接地时,只要_rl、r2的值不绝对相等,漏电流采样传感器H11或Hnn就有输出,传感器输出量与原边输入接地电流成正比,当接地电流大于4mA时,指示灯被点亮,该回路出现了接地。母线绝缘报警复归后,支路接地报警也自动复归。
3特殊情况的解决方法
a.如果出现正负母线绝缘同时下降,且下降阻值相同,系统不能自动检测到,为防止这种极少出现的故障,本装置采用了每天自动巡检和手动巡检来检测接地电阻。
b.在控制母线和合闸母线分离系统中,两种母线可能共正极或共负极,通常合闸母线的电压高于控制母线,当其高端的正极或低端的负极接地时,因计算所依据的母线变动电压是控制母线电压,与合闸母线电压有一定的偏差。此时所得的绝缘电阻(上接第90页
[9]
continuedf而mpage90)
ManualofElectricPower
Project
System【M】.Beijing:ChinaElectric
收稿日期:2008-06—13作者简介:
PowerPress,1999.
陈元平(1967一),女,工程师,从事电力系统继电保护及直流操作电源的研发和制造工作;
李树君(1966一),男,工程师,从事电力系统继电保护及自动化设备的安装、调试工作;E.mail:xibrond@163.com
张玉奎(1967一),男,高级工程师,从事电力系统继电保护及自动化工作。
Foundation
Disposal
Schcme
for
High
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庞元俊,叶予光.电力系统中性点接地方式运行分析【J】.煤炭工程,2003,(11):13一14.
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YunnallElectric
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收稿日期:2007—09—24;作者简介:
修回日期:2008-01—10
Neu删一阿ntEanhinginmePowerSystem龃dtIleRela同Pe怕rrn叽ceAnalysis【J】.CoalEngine甜ng,
2003,(11):13一14.
邹一琴(1970一),女,硕士研究生,讲师,研究方向为电力系统及其自动化;E.mail:zouyq@czu.cn
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TAN
Wu—guallg.Disscusion
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万方数据