Pourquoi le branchement à la terre du MVDC provoque-t-il des pannes système?

Analyse et Traitement des Défauts de Mise à la Terre du Système DC dans les Postes Électriques

Lorsqu'un défaut de mise à la terre du système DC se produit, il peut être classé en simple point de mise à la terre, multiple points de mise à la terre, boucle de mise à la terre ou isolation réduite. La mise à la terre en un seul point est subdivisée en mise à la terre du pôle positif et du pôle négatif. La mise à la terre du pôle positif peut causer une mauvaise opération des protections et des dispositifs automatiques, tandis que la mise à la terre du pôle négatif peut conduire à un manque d'opération (par exemple, des relais de protection ou des dispositifs de déclenchement). Une fois qu'un défaut de mise à la terre existe, il forme un nouveau chemin de mise à la terre ; il doit être éliminé rapidement. Sinon, si un second ou un défaut de mise à la terre supplémentaire se développe, cela peut conduire à des défauts graves ou des accidents.

Dans le cadre d'une exploitation normale, la résistance d'isolement des deux pôles positif et négatif du système DC par rapport à la terre est de 999 kΩ. Cependant, lorsque l'équipement extérieur devient humide, la résistance d'isolement du système DC diminue. Le seuil d'alarme pour un système DC de 220V est généralement de 25 kΩ, et de 15 kΩ pour un système de 110V. La compagnie d'entretien Hubei de State Grid accorde une grande importance aux dangers cachés de mise à la terre et a relevé le standard d'alarme : une alerte est déclenchée lorsque l'isolation tombe à 40 kΩ pour les systèmes de 220V et à 25 kΩ pour les systèmes de 110V. Cela permet d'éliminer les risques avant que la dégradation de l'isolation ne se transforme en un défaut de mise à la terre complet.

Récemment, en raison de conditions météorologiques sévères prolongées et d'une saison de pluies persistantes avec une forte humidité, six postes électriques de 500 kV dans la province ont connu une réduction variable de l'isolation DC ou une mise à la terre directe :

• Enshi et Anfu : l'isolation a baissé à 40 kΩ

• Shuanghe : mise à la terre du pôle positif

• Jiangxia : mise à la terre du pôle positif

• Junshan : réduction globale de l'isolation

• Xian Nv Shan : baisse de l'isolation, pôle négatif à la terre à 18 kΩ

• Xinglong : mise à la terre du pôle positif

Analyse de Cas Récents de Problèmes d'Isolation du Système DC :

(1) Postes électriques de 500 kV Enshi & Anfu :
Les dispositifs de surveillance de l'isolation DC ont montré une baisse de l'isolation à 40 kΩ. Après observation, l'isolation s'est partiellement rétablie dans une plage acceptable. D'après l'expérience passée, la cause probable était l'entrée d'humidité dans le relais thermique à l'intérieur des boîtiers de mécanismes de disjoncteurs extérieurs.

(2) Poste électrique de 500 kV Jiangxia :
Après un défaut de mise à la terre DC, le personnel de maintenance secondaire a vérifié le moniteur d'isolation et n'a trouvé aucun signal anormal. Les mesures de tension sur le terrain ont montré 0 V sur le pôle positif par rapport à la terre. En utilisant un détecteur de mise à la terre DC, le défaut a été localisé sur un contact affecté par l'humidité dans le relais de densité du panneau de commande de liaison de bus n°2. Après avoir retiré le contact défectueux, l'isolation du système DC est revenue à la normale.

Défis dans la Résolution des Défauts de Mise à la Terre DC :
La localisation et la gestion des défauts de mise à la terre DC sont difficiles. Les défauts se reproduisent souvent avec les changements de météo, et les points de défaut sont difficiles à identifier. Une mise à la terre en plusieurs points peut également se produire. La plupart des problèmes de mise à la terre récents étaient causés par une réduction de l'isolation des contacts ou des câbles d'équipement extérieur. Les facteurs contributifs comprennent des composants vieillissants avec une isolation dégradée et des pluies prolongées provoquant l'entrée d'humidité ou la défaillance de l'équipement.

Amélioration de la Capacité de Réponse aux Défauts de Mise à la Terre DC :
Une gestion efficace nécessite des efforts coordonnés, des procédures standardisées et l'intégration des systèmes d'exploitation et de maintenance (O&M) :

• Procédures de Sécurité :
  Avant de traiter un défaut de mise à la terre DC, évacuez tous les personnels des zones concernées, en particulier ceux travaillant sur les circuits secondaires. Au moins deux personnes doivent être présentes lors de la localisation et de la réparation du défaut. Prévenez les courts-circuits DC accidentels ou les mises à la terre supplémentaires. Mettez en œuvre des mesures de sécurité pour éviter les mauvaises opérations de protection.

• Stratégie de Localisation des Défauts :
  Suivez les principes : détection par microprocesseur d'abord, puis manuelle ; externe avant interne ; secondaire avant primaire ; signaux avant contrôle. Utilisez d'abord le dispositif de surveillance de l'isolation DC pour localiser le défaut. Si les données sont inexactes, passez à l'inspection manuelle.

• Protocole de Réponse Rapide :
  Le personnel O&M doit immédiatement collecter les messages d'alarme et les signaux anormaux du moniteur d'isolation. Les équipes secondaires doivent rapidement organiser les réparations d'urgence. Si le moniteur identifie précisément le circuit défectueux, déconnectez son alimentation et observez si l'isolation se rétablit. Si ce n'est pas le cas, utilisez un détecteur de mise à la terre DC pour scanner tous les circuits DC, identifier les circuits suspects et tester en déconnectant l'alimentation.

• Isolement Précis des Défauts :
  Lorsque le circuit défectueux est identifié, utilisez les schémas pour localiser les points de mise à la terre potentiels. Testez en déconnectant les bornes suspectes. Après confirmation, appliquez une isolation fiable. Coordonnez étroitement avec les équipes d'équipement primaire pour éliminer rapidement le défaut.

Mesures Préventives pour Réduire les Incidents de Mise à la Terre DC :

• Améliorez les environnements de fonctionnement. Installez la climatisation dans les zones où la température n'est pas contrôlée adéquatement. Scellez correctement les boîtiers de terminaux, les boîtiers de mécanismes de disjoncteurs et les boîtiers de disjoncteurs. Assurez-vous que les portes des armoires sont imperméables à la pluie.

• Lors des inspections régulières ou de l'installation de transformateurs, vérifiez soigneusement si les relais de gaz, les relais de flux d'huile, les jauges de niveau d'huile, les thermomètres et les dispositifs de soulagement de pression disposent de protections contre la pluie appropriées. Vérifiez l'installation sécurisée des boîtiers de câblage, la présence de joints d'étanchéité, et assurez-vous que les câbles secondaires sont correctement routés et non endommagés.

• Utilisez les coupures programmées pour remplacer les composants secondaires extérieurs vulnérables qui sont fréquemment opérés ou continuellement sous tension.

• Éliminez les défauts de conception ou les mauvais travaux. Assurez-vous que les circuits secondaires sont complets lors de la mise en service - évitez les circuits parasites, les boucles ou les croisements. Portez une attention particulière au nettoyage et à l'élimination de la poussière lors des inspections de protection et de dispositifs automatiques.

• Pour les mises à niveau techniques ou les nouvelles constructions, suivez strictement les dessins de conception. Effectuez des revues approfondies des dessins avant la construction. Empêchez le mélange des segments I/II DC, le mélange AC/DC, et les circuits parasites qui pourraient causer des anomalies du système DC.

• Renforcez l'exploitation, la maintenance et l'inspection des systèmes DC, des tableaux de distribution DC et des dispositifs de surveillance de l'isolation dans tous les postes électriques. Assurez-vous que les dispositifs de surveillance reflètent précisément les emplacements de mise à la terre, permettant ainsi une isolation rapide par le personnel de maintenance.