Защо заземяването на MVDC причинява системни дефекти?

Анализ и обработка дефекта на земята в DC системи в подстанции

Когато се появи дефект на земята в DC система, той може да бъде класифициран като едноточкова земя, многоточкова земя, циклична земя или намалена изолация. Едноточковата земя се дели допълнително на положителна и отрицателна земя. Положителната земя може да причини неправилна работа на защитни и автоматични устройства, докато отрицателната земя може да доведе до невъзможност за работа (например, реле за защита или устройства за прекъсване). Веднъж появил се един дефект на земята, се формира нов път към земята; той трябва да бъде устранен незабавно. В противен случай, ако се появи втори или допълнителен дефект, това може да доведе до сериозни дефекти или аварии.

При нормална работа, съпротивлението на изолацията на положителния и отрицателния полюс на DC системата към земята е 999 кОм. Обаче, когато външното оборудване се намокри, съпротивлението на изолацията на DC системата намалява. Праговата стойност за предупреждение при 220V DC система е обикновено 25 кОм, а при 110V система – 15 кОм. Компанията State Grid Hubei Maintenance Company придържа голямо значение на скритите опасности от земята и е повишила стандарта за предупреждение: предупреждение се активира, когато изолацията спадне до 40 кОм за 220V системи и 25 кОм за 110V системи. Това позволява потенциалните проблеми да бъдат устранени, преди намаляването на изолацията да се превърне в пълен дефект на земята.

Недавно, поради продължителната лоша времето и удължената сезона на плодовете с висока влажност, шест 500 kV подстанции в провинцията са изпитали различни степени на намалена DC изолация или пряка земя:

• Енши и Анфу: изолацията спадна до 40 кОм

• Шуанхе: положителна земя

• Джянксия: положителна земя

• Джуншан: общо намалена изолация

• Сян Нв Шан: намалена изолация, отрицателна земя до 18 кОм

• Синглонг: положителна земя

Анализ на недавните проблеми с изолацията на DC системата:

(1) 500 kV Подстанции Енши & Анфу:
Устройствата за мониторинг на DC изолацията показаха, че изолацията спадна до 40 кОм. След наблюдение, изолацията частично се възстанови до приемлив диапазон. На основата на предходен опит, вероятната причина беше влизане на влага в термореле в капсули на механизми за външни прекъсвачи.

(2) 500 kV Подстанция Джянксия:
След дефект на земята, вторичния персонал за поддръжка провери устройството за мониторинг на изолацията и не установи аномални сигнали. Измерванията на напрежението на място показаха 0 V на положителния полюс към земята. Използвайки детектор за DC земя, дефектът беше проследен до контакт, засегнат от влага в реле за плътност в контролен шкаф №2. След премахване на дефектния контакт, изолацията на DC системата се възстанови нормално.

Преодоляване на трудностите при обработка на дефектите на DC земята:
Локализирането и обработката на дефектите на DC земята е трудно. Дефектите често се повторяват с промените в климата, а точки на дефект са трудни за идентификация. Могат да се появят и многоточкови земи. Най-новите проблеми са били причинени от намалена изолация в контакти или кабели на външно оборудване. Фактори, които допринасят, включват стареещи компоненти с намалена изолация и продължителни дъждове, които причиняват влизане на влага или отказ на оборудването.

Подобряване на способността за реакция при дефектите на DC земята:
Ефективната обработка изисква координирани усилия, стандартизираны процедури и интеграция на системи за операции и поддръжка (O&M):

• Безопасни процедури:
  Преди обработка на дефект на DC земята, всички лица трябва да бъдат изведени от съответните области, особено тези, работещи на вторични контури. По време на локализация и ремонт трябва да присъстват поне два души. Предотвратявайте случайни DC кратки съединения или допълнителни земи. Прилагайте мерки за безопасност, за да се избегнат неправилни действия на защитни устройства.

• Стратегия за локализация на дефектите:
  Следвайте принципите: микропроцесорно-базирано детектиране първо, след това ръчно; външно преди вътрешно; вторично преди първично; сигнали преди управление. Първо, използвайте устройство за мониторинг на DC изолацията, за да локализирате дефекта. Ако данните са неточни, продължете с ръчна проверка.

• Протокол за бърза реакция:
  Персоналът за O&M трябва незабавно да събере предупредителни съобщения и аномални сигнали от устройството за мониторинг на изолацията. Вторични екипи трябва бързо да организират спешни ремонти. Ако мониторингът точно идентифицира дефектния контур, отключете му електропитанието и наблюдавайте дали изолацията се възстановява. Ако не, използвайте детектор за DC земя, за да сканирате всички DC контури, идентифицирайте подозрителни контури и тествайте чрез отключване на електропитанието.

• Точна изолация на дефекта:
  След като дефектният контур е идентифициран, използвайте схеми, за да локализирате потенциални точки на земята. Тествайте чрез отключване на подозрителни терминали. След потвърждение, приложете надеждна изолационна изолация. Координирайте тясно с екипите за първично оборудване, за да устраните дефекта незабавно.

Профилактични мерки за намаляване на инцидентите с DC земята:

• Подобряване на условията за работа. Инсталирайте климатици в области с недостатъчно контрол на температурата. Добре запечатайте терминални кутии, капсули на механизми за прекъсвачи и капсули на прекъсвачи. Осигурете, че вратите на шкафовете са водонепроницаеми.

• По време на регулярни проверки или инсталация на трансформатори, тщательно проверете дали газовите реле, маслените потокови реле, маслените указатели, термометрите и устройствата за освобождаване на налягане имат правилни защитни покривки. Проверете дали кутиите за проводници са добре инсталирани, наличието на герметизиращи пръстени и че вторичните кабели са правилно маршрутизирани и непокътнати.

• Използвайте планирани прекъсвания, за да замените уязвими вторични компоненти, които се използват често или са непрекъснато под напрежение.

• Елиминирайте конструктивни дефекти или слаба работа. Осигурете, че вторичните контури са пълни при въвеждане в експлоатация – избягвайте паразитни контури, цикли или кръстосвания. Обърнете внимание на очистка и премахване на прах по време на проверки на защитни и автоматични устройства.

• За технически апгрейди или нови строителства, стриктно следвайте конструкторските чертежи. Проведете детайлни предварителни прегледи на чертежите. Предотвратявайте смесване на DC I/II сегменти, AC/DC смесване и паразитни контури, които могат да причинят аномалии в DC системата.

• Усиления оперативен, поддръжков и инспекционен контрол на DC системи, DC разпределителни панели и устройства за мониторинг на изолацията във всички подстанции. Осигурете, че устройствата за мониторинг точно отразяват местата на земята, позволявайки бързо изолиране от персонала за поддръжка.