Почему заземление MVDC вызывает системные сбои

Анализ и устранение неисправностей заземления в постоянных системах подстанций

При возникновении неисправности заземления в постоянной системе она может быть классифицирована как одно- или многоточечное заземление, замкнутый контур или снижение изоляции. Одноточечное заземление подразделяется на заземление положительного и отрицательного полюсов. Заземление положительного полюса может вызвать неправильное срабатывание защитных и автоматических устройств, а заземление отрицательного полюса может привести к отказу в работе (например, реле защиты или устройства отключения). Как только появляется любая неисправность заземления, формируется новый путь заземления; ее необходимо устранить незамедлительно. В противном случае, если появится второе или дополнительное заземление, это может привести к серьезным неисправностям или авариям.

В нормальном режиме работы сопротивление изоляции положительного и отрицательного полюсов постоянной системы относительно земли составляет 999 кОм. Однако, когда внешнее оборудование становится влажным, сопротивление изоляции постоянной системы уменьшается. Порог тревоги для системы постоянного тока 220 В обычно составляет 25 кОм, а для системы 110 В — 15 кОм. Компания по обслуживанию сети Hubei придает большое значение скрытым опасностям заземления и повысила стандарты тревоги: предупреждение активируется, когда изоляция падает до 40 кОм для систем 220 В и 25 кОм для систем 110 В. Это позволяет устранить потенциальные опасности до того, как снижение изоляции перерастет в полноценную неисправность заземления.

Недавно, из-за длительных неблагоприятных погодных условий и продолжительного сезона дождей с высокой влажностью, шесть 500-киловольтных подстанций в провинции столкнулись с различными степенями снижения изоляции постоянного тока или прямого заземления:

• Эньши и Аньфу: изоляция упала до 40 кОм

• Шуанхэ: заземление положительного полюса

• Цзянся: заземление положительного полюса

• Цзюньшань: общее снижение изоляции

• Сяньнюшань: снижение изоляции, отрицательный полюс к земле 18 кОм

• Синлун: заземление положительного полюса

Анализ недавних проблем с изоляцией постоянной системы:

(1) 500-киловольтные подстанции Эньши и Аньфу:
Устройства мониторинга изоляции постоянного тока показали, что изоляция упала до 40 кОм. После наблюдения изоляция частично восстановилась до приемлемого уровня. На основе прошлого опыта, вероятной причиной было проникновение влаги в тепловое реле внутри корпусов механизмов выключателей.

(2) 500-киловольтная подстанция Цзянся:
После неисправности заземления постоянного тока, технический персонал проверил устройство мониторинга изоляции и не обнаружил аномальных сигналов. Измерения напряжения на месте показали 0 В между положительным полюсом и землей. С помощью детектора заземления постоянного тока неисправность была локализована на контакте, поврежденном влажностью, в реле плотности шкафа управления #2. После удаления неисправного контакта изоляция постоянной системы вернулась в норму.

Проблемы при устранении неисправностей заземления постоянного тока:
Локализация и устранение дефектов заземления постоянного тока являются сложными задачами. Неисправности часто повторяются с изменением погодных условий, и точки неисправностей трудно идентифицировать. Может также происходить многоточечное заземление. Большинство последних проблем с заземлением были вызваны снижением изоляции контактов или кабелей внешнего оборудования. Факторы, способствующие этому, включают старение компонентов, ухудшение изоляции и длительные дожди, вызывающие проникновение влаги или выход из строя оборудования.

Улучшение способности реагировать на заземление постоянного тока:
Эффективное устранение требует координированных усилий, стандартизированных процедур и интеграции операционных и ремонтных систем (O&M):

• Безопасные процедуры:
  Перед устранением неисправности заземления постоянного тока следует очистить все соответствующие области, особенно те, где работают на вторичных цепях. При локализации и ремонте неисправности должно присутствовать не менее двух человек. Предотвратите случайное короткое замыкание постоянного тока или дополнительное заземление. Применяйте меры безопасности, чтобы избежать неправильного срабатывания защиты.

• Стратегия локализации неисправности:
  Следуйте принципам: сначала микропроцессорное обнаружение, затем ручное; сначала внешнее, затем внутреннее; сначала вторичное, затем первичное; сначала сигналы, затем управление. Сначала используйте устройство мониторинга изоляции постоянного тока для локализации неисправности. Если данные неточны, проведите ручную проверку.

• Протокол быстрого реагирования:
  Сотрудники O&M должны немедленно собирать сообщения о тревоге и аномальные сигналы от устройства мониторинга изоляции. Вторичные команды должны быстро организовать аварийный ремонт. Если монитор точно определяет неисправную цепь, отключите ее питание и наблюдайте, восстанавливается ли изоляция. Если нет, используйте детектор заземления постоянного тока для сканирования всех цепей постоянного тока, идентифицируйте подозрительные цепи и проверьте их отключением питания.

• Точная изоляция неисправности:
  После идентификации неисправной цепи используйте схемы для определения возможных точек заземления. Проверьте, отключив подозреваемые терминалы. После подтверждения примените надежную изоляцию. Тесно координируйте действия с командами первичного оборудования, чтобы быстро устранить неисправность.

Профилактические меры для снижения случаев заземления постоянного тока:

• Улучшите условия эксплуатации. Установите кондиционеры в помещениях с недостаточным контролем температуры. Надлежащим образом герметизируйте коробки с клеммами, корпуса механизмов выключателей и корпуса разъединителей. Убедитесь, что дверцы шкафов защищены от дождя.

• При регулярных осмотрах или установке трансформаторов тщательно проверьте, имеют ли газовые реле, реле потока масла, уровнемеры, термометры и устройства сброса давления надлежащую защиту от дождя. Убедитесь, что коробки с клеммами установлены надежно, присутствуют уплотнительные прокладки, а вторичные кабели правильно проложены и не повреждены.

• Используйте плановые отключения для замены уязвимых вторичных компонентов, которые часто используются или постоянно находятся под напряжением.

• Устраните дефекты проектирования или некачественную работу. Убедитесь, что вторичные цепи полностью завершены при вводе в эксплуатацию — избегайте паразитных цепей, петель или перекрестных соединений. Обращайте внимание на чистку и удаление пыли во время осмотра защитных и автоматических устройств.

• При техническом обновлении или новом строительстве строго следуйте проектным чертежам. Проводите тщательные предварительные проверки чертежей. Предотвратите смешивание сегментов I/II постоянного тока, переменного и постоянного тока, а также паразитные цепи, которые могут вызвать аномалии в системе постоянного тока.

• Усиливайте эксплуатацию, обслуживание и осмотр систем постоянного тока, распределительных панелей постоянного тока и устройств мониторинга изоляции на всех подстанциях. Убедитесь, что устройства мониторинга точно отражают места заземления, что позволяет техническому персоналу быстро изолировать неисправности.