なぜMVDC接地がシステム障害を引き起こすのか

変電所における直流システムの接地障害の分析と対処

直流システムの接地障害が発生した場合、単点接地、多点接地、ループ接地、または絶縁低下に分類されます。単点接地はさらに正極接地と負極接地に分けられます。正極接地は保護装置や自動装置の誤動作を引き起こす可能性がありますが、負極接地は（リレー保護やトリップ装置など）動作しない可能性があります。いずれかの接地障害が存在すると、新たな接地パスが形成され、迅速に排除する必要があります。そうでなければ、2つ目または追加の接地が発生すると、深刻な障害や事故につながる可能性があります。

通常運転時、直流システムの正極および負極の接地に対する絶縁抵抗は999 kΩです。しかし、屋外設備が湿った場合、直流システムの絶縁抵抗は低下します。220V直流システムのアラーム閾値は通常25 kΩで、110Vシステムでは15 kΩです。国網湖北維修公司は接地隠れ故障に高い重要性を置いており、アラーム基準を引き上げています：220Vシステムでは絶縁が40 kΩに低下し、110Vシステムでは25 kΩに低下すると警告が発生します。これにより、絶縁劣化が完全な接地障害になる前に隠れ故障を排除することができます。

最近、長期間の悪天候と高湿度の梅雨シーズンの影響により、州内の6つの500 kV変電所で異なる程度の直流絶縁の低下または直接接地が発生しました：

• 恩施と安福：絶縁が40 kΩに低下

• 双河：正極接地

• 江夏：正極接地

• 君山：全体的な絶縁低下

• 仙女山：絶縁低下、負極接地18 kΩ

• 兴隆：正极接地

最近の直流システムの絶縁問題の事例分析：

(1) 500 kV 恩施 & 安福変電所：
直流絶縁監視装置が絶縁が40 kΩに低下していることを示しました。観察後、絶縁は部分的に許容範囲内に回復しました。過去の経験に基づくと、原因は屋外遮断器機構箱内の熱リレーへの湿気の侵入と考えられます。

(2) 500 kV 江夏変電所：
直流接地障害発生後、二次メンテナンススタッフが絶縁モニターを確認し、異常信号は見つかりませんでした。現場での電圧測定では、正極対地間が0 Vでした。直流接地探知機を使用して、#2バスタイコントロールキャビネット内の密度リレーの接触部が湿っていることが判明しました。故障した接触部を取り除くと、直流システムの絶縁は正常に戻りました。

直流接地トラブルシューティングの課題：
直流接地欠陥の特定と対処は困難です。障害は天候の変化とともに再発することが多く、障害点の特定が難しくなります。また、多点接地も発生します。最近の接地問題の多くは、屋外設備の接触部またはケーブルの絶縁低下によって引き起こされました。これは、絶縁が劣化した古い部品や、長時間の雨による湿気の侵入や設備の故障などが原因です。

直流接地対応能力の強化：
効果的な対処には、調整された取り組み、標準化された手順、および運用・保守（O&M）システムの統合が必要です：

• 安全手順：
  直流接地障害を処理する前に、関連エリアからすべての人員を避難させ、特に二次回路で作業している人員を避難させる必要があります。障害位置の特定と修理時には少なくとも2人の人員がいる必要があります。偶発的な直流短絡や追加の接地を防ぎ、保護装置の誤動作を防ぐための安全措置を実施します。

• 障害位置特定戦略：
  マイクロプロセッサベースの検出から始めて、次に手動検査を行う原則に従います。外部から内部へ、二次回路から一次回路へ、信号から制御へと進めるべきです。まず、直流絶縁監視装置を使用して障害を特定します。データが正確でない場合は、手動検査に進みます。

• 迅速な対応プロトコル：
  O&Mスタッフはすぐに絶縁モニターからの警報メッセージと異常信号を収集する必要があります。二次チームは緊急修理を迅速に組織する必要があります。モニターが故障回路を正確に識別した場合、その電源を切り、絶縁が回復するかどうかを観察します。回復しない場合は、直流接地探知機を使用してすべての直流回路をスキャンし、疑わしい回路を特定し、電源切断テストを行います。

• 正確な障害分離：
  故障回路が特定されたら、配線図を使用して潜在的な接地ポイントを特定します。疑わしい端子を切断してテストします。確認後、信頼性のある絶縁分離を適用します。一次設備チームとの緊密な協力のもと、迅速に障害を排除します。

直流接地障害の減少に向けた予防措置：

• 運転環境の改善。温度管理が不十分な場所にはエアコンを設置します。端子ボックス、スイッチ機構箱、遮断器箱を適切に密封し、キャビネットドアが雨漏りしないようにします。

• 定期点検や変圧器設置時に、ガスリレー、油流リレー、油レベルゲージ、温度計、圧力開放装置が適切な雨よけを持っているかを徹底的にチェックします。接続箱の確実な設置、シールガスケットの有無、二次ケーブルが適切に配線されていて損傷がないかを確認します。

• 定期的な停止を利用して、頻繁に操作されるまたは継続的に通電されている脆弱な屋外二次部品を交換します。

• 設計上の欠陥や不良な作業を排除します。試運転時に二次回路が完全であることを確認し、寄生回路、ループ、クロスオーバーを避けます。保護装置や自動装置の点検時に清掃と埃除去に注意を払います。

• 技術的なアップグレードや新規建設では、設計図面を厳格に遵守します。建設前の図面レビューを徹底します。直流I/IIセグメントの混在、交流/直流の混在、および直流システムの異常を引き起こす可能性のある寄生回路を防ぎます。

• 全変電所の直流システム、直流配電盤、および絶縁監視装置の運用、保守、点検を強化します。監視装置が接地位置を正確に反映し、メンテナンススタッフが迅速に隔離できるようにします。