Dlaczego zazemienie MVDC powoduje awarie systemu?

Analiza i obsługa uszkodzeń ziemnych w systemie DC w podstacjach

Gdy wystąpi uszkodzenie ziemne w systemie DC, może ono być klasyfikowane jako jednopunktowe, wielopunktowe, pętlowe lub spowodowane obniżoną izolacją. Uszkodzenie jednopunktowe dzieli się dalej na uszkodzenia pozytywnej i negatywnej strony. Uszkodzenie pozytywnej strony może prowadzić do niepoprawnego działania ochrony i urządzeń automatycznych, podczas gdy uszkodzenie negatywnej strony może powodować brak działania (np. ochrony relacyjnej lub urządzeń wyłączających). Gdy istnieje jakiekolwiek uszkodzenie ziemne, tworzy nową ścieżkę ziemną, która musi zostać szybko usunięta. W przeciwnym razie, jeśli wystąpi drugie lub dodatkowe uszkodzenie ziemne, może to prowadzić do poważnych uszkodzeń lub wypadków.

W normalnym trybie pracy opór izolacji zarówno pozytywnej, jak i negatywnej strony systemu DC do ziemi wynosi 999 kΩ. Jednakże, gdy sprzęt na zewnątrz staje się wilgotny, opór izolacji systemu DC maleje. Prog alarmowy dla systemu DC 220V wynosi zazwyczaj 25 kΩ, a dla systemu 110V - 15 kΩ. Hubei Maintenance Company State Grid przywiązuje dużą wagę do ukrytych zagrożeń ziemnych i podniosła standard alarmowy: alarm jest wyzwalany, gdy izolacja spada do 40 kΩ dla systemów 220V i 25 kΩ dla systemów 110V. Pozwala to na eliminację zagrożeń przed tym, jak degradacja izolacji rozwinie się w pełne uszkodzenie ziemne.

Ostatnio, ze względu na długotrwałe złe warunki pogodowe i długą sezonową deszczów, sześć podstacji 500 kV w prowincji doświadczyło różnego stopnia obniżenia izolacji DC lub bezpośredniego uszkodzenia ziemnego:

• Enshi i Anfu: opór izolacji spadł do 40 kΩ

• Shuanghe: uszkodzenie pozytywnej strony

• Jiangxia: uszkodzenie pozytywnej strony

• Junshan: ogólne obniżenie izolacji

• Xian Nv Shan: spadek izolacji, negatyw do ziemi 18 kΩ

• Xinglong: uszkodzenie pozytywnej strony

Analiza przypadków ostatnich problemów z izolacją systemu DC:

(1) Podstacje 500 kV Enshi & Anfu:
Urządzenia monitorujące izolację DC pokazały, że opór izolacji spadł do 40 kΩ. Po obserwacji izolacja częściowo wróciła do akceptowalnego zakresu. Na podstawie wcześniejszych doświadczeń, najprawdopodobniejszą przyczyną było nawilgnięcie termorele w skrzyniach mechanismów odłączników na zewnątrz.

(2) Podstacja 500 kV Jiangxia:
Po uszkodzeniu ziemnym DC personel utrzymaniowy sprawdził monitor izolacji i nie wykrył żadnych nietypowych sygnałów. Pomiar napięcia na miejscu pokazał 0 V na pozytywnej stronie do ziemi. Używając detektora uszkodzeń ziemnych DC, ustalono, że usterka była spowodowana nawilgniętym kontaktem w relacji gęstościowej szafy sterowniczej #2. Po usunięciu uszkodzonego kontaktu izolacja systemu DC wróciła do normy.

Trudności w rozpoznawaniu i usuwaniu uszkodzeń ziemnych DC:
Lokalizacja i obsługa uszkodzeń ziemnych DC jest trudna. Usterki często powtarzają się wraz z zmianami pogody, a punkty uszkodzeń są trudne do identyfikacji. Może również wystąpić wielopunktowe uszkodzenie ziemne. Większość ostatnich problemów z uszkodzeniami ziemnymi była spowodowana obniżoną izolacją kontaktów lub kabli sprzętu na zewnątrz. Przyczynami są starzejące się komponenty z degradowaną izolacją oraz długotrwałe opady deszczu powodujące nawilganie lub awarię sprzętu.

Wzmocnienie zdolności reagowania na uszkodzenia ziemne DC:
Skuteczna obsługa wymaga koordynowanych działań, standaryzowanych procedur i integracji systemów eksploatacji i utrzymania (E&U):

• Procedury bezpieczeństwa:
  Przed obsługą uszkodzenia ziemnego DC należy ewakuować wszystkie osoby z odpowiednich obszarów, szczególnie te pracujące na obwodach wtórnych. Przy lokalizacji i naprawie uszkodzenia muszą być obecne co najmniej dwie osoby. Zapobiega to przypadkowym krótom obwodów DC lub dodatkowemu uszkodzeniu ziemnemu. Zastosuj środki bezpieczeństwa, aby zapobiec niepoprawnemu działaniu ochrony.

• Strategia lokalizacji uszkodzeń:
  Postępuj zgodnie z zasadami: najpierw detekcja mikroprocesorowa, potem ręczna; zewnętrzna przed wewnętrzną; wtórna przed pierwotną; sygnał przed sterowaniem. Najpierw użyj urządzenia monitorującego izolację DC do lokalizacji uszkodzenia. Jeśli dane są nieprecyzyjne, przejdź do ręcznej inspekcji.

• Protokół szybkiego reagowania:
  Personel E&U musi natychmiast zbierać komunikaty alarmowe i nietypowe sygnały z monitora izolacji. Drużyny wtórne powinny szybko organizować nagłe naprawy. Jeśli monitor dokładnie identyfikuje uszkodzony obwód, odłącz jego zasilanie i obserwuj, czy izolacja wraca do normy. Jeśli nie, użyj detektora uszkodzeń ziemnych DC do zeskanowania wszystkich obwodów DC, identyfikacji podejrzanych obwodów i testowania przez odłączenie zasilania.

• Dokładna izolacja uszkodzenia:
  Gdy uszkodzony obwód zostanie zidentyfikowany, użyj schematów, aby zlokalizować potencjalne punkty ziemne. Testuj poprzez odłączenie podejrzanych terminali. Po potwierdzeniu, zastosuj niezawodną izolację. Ciasno współpracuj z zespołami sprzętu pierwotnego, aby szybko usunąć uszkodzenie.

Zapobiegawcze środki redukujące incydenty z uszkodzeniami ziemnymi DC:

• Popraw środowisko pracy. Zainstaluj klimatyzację w obszarach z niewystarczającą kontrolą temperatury. Poprawnie szczelnuj skrzynki końcówek, skrzynie mechanizmów odłączników i skrzynie odłączników. Upewnij się, że drzwi szaf są wodoszczelne.

• Podczas regularnych inspekcji lub instalacji transformatorów, dokładnie sprawdź, czy relacje gazowe, relacje przepływu oleju, mierniki poziomu oleju, termometry i urządzenia zwalniające ciśnienie mają odpowiednie osłony przed deszczem. Zweryfikuj solidne zamontowanie skrzynek końcówek, obecność uszczelnień i właściwe rozmieszczenie i stan kabli wtórnych.

• Wykorzystaj planowane przerwy w zasilaniu, aby zastąpić podatne na uszkodzenia komponenty wtórne na zewnątrz, które są często operowane lub ciągle pod zasilaniem.

• Eliminuj wady projektowe lub niedbałą robotę. Upewnij się, że obwody wtórne są kompletnie podczas uruchamiania - unikaj obwodów pasożytniczych, pętli lub krzyżowań. Zwracaj uwagę na czyszczenie i usuwanie kurzu podczas inspekcji ochrony i urządzeń automatycznych.

• W przypadku modernizacji technicznej lub nowych budowli, ścisłe przestrzeganie rysunków projektowych. Dokonaj dokładnej prekonstrukcyjnej recenzji rysunków. Zapobiega to mieszaniu segmentów I/II DC, AC/DC i obwodów pasożytniczych, które mogą powodować anomalie w systemie DC.

• Wzmocnij eksploatację, utrzymanie i inspekcję systemów DC, dystrybutorów DC i urządzeń monitorujących izolację we wszystkich podstacjach. Upewnij się, że urządzenia monitorujące precyzyjnie odzwierciedlają lokalizacje uszkodzeń ziemnych, umożliwiając szybką izolację przez personel utrzymaniowy.