Hvorfor forårsager MVDC-jordning systemfejl?

Analyse og håndtering af jordfejl i DC-systemer på understationer

Når der opstår en jordfejl i et DC-system, kan den inddeles i enkeltjord, flerjord, kredsløbsjord eller nedsat isolation. Enkeltjord kan yderligere deles ind i positivpol- og negativpol-jord. Positivpol-jord kan forårsage fejlafgivelse af beskyttelses- og automatiske enheder, mens negativpol-jord kan føre til, at der ikke sker afvikling (f.eks. relæbeskyttelse eller afbrydelsesenheder). Når der findes en jordfejl, dannes der en ny jordforbindelse, som skal elimineres hurtigt. Hvis der udvikler sig en anden eller flere jorder, kan det føre til alvorlige fejl eller ulykker.

Under normal drift er isolationsmodstanden for både den positive og negative pol i et DC-system 999 kΩ til jord. Men når udstyr udenfor bliver fugtigt, falder isolationsmodstanden i DC-systemet. Alarmgrænsen for et 220V DC-system er typisk 25 kΩ, og 15 kΩ for et 110V-system. State Grid Hubei Maintenance Company lægger stor vægt på jordfarer og har hævet alarmstandarden: en advarsel udløses, når isolationen falder til 40 kΩ for 220V-systemer og 25 kΩ for 110V-systemer. Dette gør det muligt at eliminere farer, før isolationens nedgang udvikler sig til en fuld jordfejl.

Nylig, på grund af langvarigt dårligt vejr og en forlænget plommerregnssæson med høj luftfugtighed, har seks 500 kV-understationer i provinsen oplevet forskellige graders nedsat DC-isolation eller direkte jord:

• Enshi og Anfu: isolation faldt til 40 kΩ

• Shuanghe: positivpol-jord

• Jiangxia: positivpol-jord

• Junshan: samlet isolationnedgang

• Xian Nv Shan: isolationnedgang, negativpol til jord på 18 kΩ

• Xinglong: positivpol-jord

Sagsanalyse af nylige DC-systemisolationproblemer:

(1) 500 kV Enshi & Anfu Understationer:
DC-isolationsmonitoringsenheder viste, at isolationen faldt til 40 kΩ. Efter observation delvist genoprettede isolationen sig til en acceptabel række. Baseret på tidligere erfaring var den mest sandsynlige årsag fugtindtrængen i termorelayet i udstyrskasserne for udeforbrugere.

(2) 500 kV Jiangxia Understation:
Efter en DC-jordfejl kontrollerede sekundære vedligeholdelsespersonale isolationsmonitoren og fandt ingen anormale signaler. Feltmålinger viste 0 V fra den positive pol til jord. Ved brug af en DC-jorddetektor spores fejlen til en fugtberørt kontakt i tæthedsrelæet i styringskabinet #2 for busbinding. Efter fjernelse af den defekte kontakt vendte DC-systemets isolation tilbage til normalt niveau.

Udfordringer i diagnosticering af DC-jordfejl:
Lokalisering og håndtering af DC-jorddefekter er udfordrende. Fejl forekommer ofte igen med vejrforskel, og fejlsteder er svære at identificere. Flerjord kan også opstå. De fleste nylige jordproblemer skyldtes nedsat isolation i kontakter eller kabler i udeforudstyr. Bidragende faktorer inkluderer ældre komponenter med nedsat isolation og langvarig regn, der forårsager fugtindtrængen eller udstyrsfejl.

Forbedring af responskapacitet ved DC-jordfejl:
Effektiv håndtering kræver koordinerede bestræbelser, standardiserede procedurer og integration af drifts- og vedligeholdelsessystemer (O&M):

• Sikkerhedsprocedurer:
  Før håndtering af en DC-jordfejl, rydder alle personale relevante områder, især dem, der arbejder med sekundære kredsløb. Mindst to personale skal være til stede under lokalisering og reparation af fejl. Forebygg uheldige kortslutninger i DC eller yderligere jorder. Implementér sikkerhedstiltag for at undgå fejlafgivelse af beskyttelser.

• Fejllokaliseringstrategi:
  Følg principperne: mikroprocessorbaseret detektion først, derefter manuel; eksternt før internt; sekundært før primært; signaler før kontrol. Brug først DC-isolationsmonitoren til at lokalisere fejlen. Hvis data er upræcise, fortsæt med manuel inspektion.

• Hurtig responsprotokol:
  O&M-personale skal straks samle alarmmeddelelser og anormale signaler fra isolationsmonitoren. Sekundære hold skal hurtigt organisere nødhjælp. Hvis monitoren præcist identificerer den defekte kredsløb, afbryd dens strøm og observer, om isolationen genopretter sig. Hvis ikke, brug en DC-jorddetektor til at scanne alle DC-kredsløb, identificer mistænkt kredsløb, og test ved strømafbrydelse.

• Præcis fejlisolering:
  Når den defekte kredsløb er identificeret, brug skematikker til at lokaliser potentielle jordsteder. Test ved afbrydelse af mistænkte terminaler. Efter bekræftelse anvend pålidelig isolationsisolering. Koordinér tæt med primære udstyrshold for hurtigt at eliminere fejlen.

Forebyggelsesforanstaltninger for at reducere DC-jordhændelser:

• Forbedr driftsmiljøer. Installér luftkonditionering i områder med utilstrækkelig temperaturkontrol. Tæt terminalbokse, udstyrskasser og udkoblingskasser korrekt. Sørg for, at kabinetdøre er regnbestrålsede.

• Under regelmæssige inspektioner eller transformerinstallationer, tjek grundigt, om gasrelæer, oliefløde-relæer, olie-niveau-måler, termometre og trykluftfrigivelsesenheder har passende regnskjerme. Verificer sikker installation af ledningsbokse, tilstedeværelse af tætningsgummi, og at sekundære kabler er korrekt ruteret og uskadede.

• Brug planlagte nedstillinger til at erstatte sårbare sekundære komponenter udenfor, der ofte opereres eller er konstant aktive.

• Eliminer designfejl eller dårlig håndværk. Sørg for, at sekundære kredsløb er komplette under indkørsel – undgå parasitiske kredsløb, løkker eller krydsninger. Bemærk rensning og støvafskaffelse under inspektioner af beskyttelses- og automatiske enheder.

• For tekniske opgraderinger eller nye konstruktioner, følg strengt tegningsdesign. Gennemfør grundige tegningsgennemsyn før konstruktion. Forebygg blandinger mellem DC I/II segmenter, AC/DC blandinger, og parasitiske kredsløb, der kan forårsage anomali i DC-systemet.

• Styrk drift, vedligeholdelse og inspektion af DC-systemer, DC-distributionspaneler og isolationsmonitorer i alle understationer. Sørg for, at overvågningsenheder præcist afspejler jordsteder, hvilket gør det muligt for vedligeholdelsespersonale at isolere hurtigt.