Waarom veroorzaken MVDC-aarding systeemfouten?

Analyse en afhandeling van DC-systeem-aardingfouten in elektriciteitscentrales

Wanneer er een aardingfout optreedt in het DC-systeem, kan deze worden ingedeeld als eenpuntsaarding, meerpuntsaarding, lus-aarding of verminderde isolatie. Eenpuntsaarding wordt verder onderverdeeld in positieve-pool- en negatieve-poolaarding. Positieve-poolaarding kan leiden tot foute activering van bescherming en automatische apparatuur, terwijl negatieve-poolaarding kan leiden tot een niet-opereren (bijvoorbeeld, relaisbescherming of uitschakelapparatuur). Zodra er een aardingsfout bestaat, ontstaat er een nieuwe aardingsweg; deze moet onmiddellijk worden geëlimineerd. Anders, als er een tweede of extra aarding ontstaat, kan dit leiden tot ernstige fouten of ongevallen.

Bij normale werking is de isolatieweerstand van zowel de positieve als de negatieve pool van het DC-systeem ten opzichte van de aarde 999 kΩ. Wanneer echter buitenapparatuur vochtig wordt, daalt de isolatieweerstand van het DC-systeem. De alarmdrempel voor een 220V DC-systeem is doorgaans 25 kΩ, en 15 kΩ voor een 110V systeem. Het State Grid Hubei Maintenance Company hecht veel belang aan aardingsschaduwgevaar en heeft de alarmnorm verhoogd: een waarschuwing wordt getriggerd wanneer de isolatie daalt tot 40 kΩ voor 220V systemen en 25 kΩ voor 110V systemen. Dit stelt hen in staat om schaduwgevaar te elimineren voordat isolatiedegradering uitgroeit tot een volledige aardingsfout.

Onlangs, door langdurig slecht weer en een verlengde pruimenregenseizoen met hoge luchtvochtigheid, hebben zes 500 kV elektriciteitscentrales in de provincie variërende graden van verminderde DC-isolatie of directe aarding ervaren:

• Enshi en Anfu: isolatie daalde tot 40 kΩ

• Shuanghe: positieve-poolaarding

• Jiangxia: positieve-poolaarding

• Junshan: algemeen isolatieverlies

• Xian Nv Shan: isolatieverlies, negatief-tegen-aarde bij 18 kΩ

• Xinglong: positieve-poolaarding

Casestudie van recente DC-systeemisolatieproblemen:

(1) 500 kV Enshi & Anfu elektriciteitscentrales:
DC-isolatiemonitoringapparatuur toonde isolatie die daalde tot 40 kΩ. Na observatie herstelde de isolatie gedeeltelijk naar een acceptabel bereik. Op basis van eerdere ervaring was de waarschijnlijke oorzaak het binnendringen van vocht in de thermische relais binnen de buitenkasten van de schakelaars.

(2) 500 kV Jiangxia elektriciteitscentrale:
Na een DC-aardingsfout controleerden secundaire onderhoudspersoneel de isolatiemonitor en vonden geen afwijkende signalen. Veldspanningsmetingen toonden 0 V op de positieve pool ten opzichte van de aarde. Met behulp van een DC-aardingsdetector werd de fout gelokaliseerd bij een vochtbeïnvloed contact in de dichtheidrelais van de #2 bus tie controlekast. Na verwijdering van het defecte contact keerde de DC-systeemisolatie terug naar normaal.

Uitdagingen bij het oplossen van DC-aardingproblemen:
Het lokaliseren en afhandelen van DC-aardingdefecten is uitdagend. Fouten komen vaak terug bij weersveranderingen en de foutpunten zijn moeilijk te identificeren. Meerpuntsaarding kan ook optreden. De meeste recente aardingproblemen werden veroorzaakt door verminderde isolatie in buitenapparatuurcontacten of kabels. Bijdragende factoren zijn ouder wordende componenten met gedegenereerde isolatie en langdurige regen die leidt tot vochtinbreng of apparatuurfouten.

Verbetering van DC-aardingreactievermogen:
Effectieve afhandeling vereist gecoördineerde inspanningen, gestandaardiseerde procedures en integratie van bedrijfs- en onderhoudssystemen (O&M):

• Veiligheidsprocedures:
  Vóór het afhandelen van een DC-aardingsfout moeten alle personeelsleden uit relevante gebieden worden verwijderd, vooral diegene die werken aan secundaire circuits. Tijdens de foutlocatie en -reparatie moeten minstens twee personeelsleden aanwezig zijn. Voorkom per ongeluk DC-kortsluitingen of extra aarding. Implementeer veiligheidsmaatregelen om beschermingsfouten te voorkomen.

• Foutlocatiestrategie:
  Volg de principes: eerst microprocessor-based detectie, dan handmatig; extern voor intern; secundair voor primair; signalen voor controle. Gebruik eerst de DC-isolatiemonitor om de fout te lokaliseren. Als de gegevens onnauwkeurig zijn, ga dan over op handmatige inspectie.

• Snelle reactieprotocol:
  O&M-personeel moet onmiddellijk alarmberichten en afwijkende signalen van de isolatiemonitor verzamelen. Secundaire teams moeten snel noodreparaties organiseren. Als de monitor de defecte circuit nauwkeurig identificeert, verbreek dan de stroom en observeer of de isolatie herstelt. Als dit niet het geval is, gebruik dan een DC-aardingsdetector om alle DC-circuits te scannen, verdachte circuits te identificeren en te testen door de stroom te verbreken.

• Nauwkeurige foutisolatie:
  Zodra het defecte circuit is geïdentificeerd, gebruik dan schema's om potentiële aardingspunten te bepalen. Test door verdachte terminals te verbreken. Na bevestiging, pas betrouwbare isolatieisolatie toe. Coördineer nauw met primaire apparatuurteams om de fout snel te elimineren.

Preventieve maatregelen om DC-aardingincidenten te verminderen:

• Verbeter de werkomgevingen. Installeer airconditioning in gebieden met onvoldoende temperatuurregeling. Sluit terminaldozen, schakelmechanisme kasten en schakelaarkasten goed af. Zorg ervoor dat de kastdeuren regenbestendig zijn.

• Tijdens reguliere inspecties of transformatoreninstallaties, controleer grondig of gasrelais, olievloei-relais, olieniveau-indicatoren, thermometer en drukaflossingsapparaten passende regenschermen hebben. Verifieer de veilige installatie van draaddozen, aanwezigheid van sluitringen en dat secundaire kabels correct gerouteerd en onbeschadigd zijn.

• Gebruik geplande uitvaltijd om kwetsbare buitenste componenten die vaak worden bediend of continu onder spanning staan te vervangen.

• Elimineer ontwerpfouten of slechte constructie. Zorg ervoor dat secundaire circuits tijdens de inbedrijfstelling compleet zijn—vermijd parasitaire circuits, lussen of kruisingen. Let op reiniging en stofverwijdering tijdens inspecties van bescherming en automatische apparatuur.

• Bij technische upgrades of nieuwe bouw, volg strikt de ontwerptekeningen. Voer grondige pre-construction tekeningreviews uit. Voorkom menging van DC I/II segmenten, AC/DC, en parasitaire circuits die kunnen leiden tot DC-systeemanomalieën.

• Versterk de bedrijfsvoering, onderhoud en inspectie van DC-systemen, DC-verdelingspanelen en isolatiemonitorapparatuur in alle elektriciteitscentrales. Zorg ervoor dat de monitorapparatuur nauwkeurig de aardingslocaties weergeeft, waardoor onderhoudspersoneel snelle isolatie kan uitvoeren.