Zakaj vzroča zazemljenje MVDC sistemskih napak?

Analiza in odpravljanje napak pri zemljenju enosmerne napetosti v pretvorovalnikih

Ko se zgodi napaka pri zemljenju enosmernega sistema, jo lahko razdelimo na enotno točkovno zemljenje, večtočkovno zemljenje, zanke zemljenja ali zmanjšano izolacijo. Enotno točkovno zemljenje je nadalje razdeljeno na zemljenje pozitivnega in negativnega pola. Zemljenje pozitivnega pola lahko povzroči napačno delovanje zaščite in avtomatskih naprav, medtem ko zemljenje negativnega pola lahko vodi do neustreznega delovanja (na primer, relayska zaščita ali preklopniki). Ko obstaja katera koli zemljitev, se oblikuje nova pot zemljenja; to je treba takoj odstraniti. Sicer, če se pojavi druga ali dodatna zemljitev, lahko to vodi do resnih napak ali nesreč.

Pri normalnem delovanju je izolacijska upornost obeh polov enosmernega sistema do zemlje 999 kΩ. Ko pa se zunanje oprema nahla, zmanjša se izolacijska upornost enosmernega sistema. Prag opozorila za 220V enosmerni sistem je tipično 25 kΩ, za 110V sistem pa 15 kΩ. Državna mreža Hubei Maintenance Company pripisuje veliko pomena skritim tveganjem pri zemljenju in je dvignila standard opozoril: opozorilo se sproži, ko izolacija pada na 40 kΩ za 220V sisteme in 25 kΩ za 110V sisteme. To omogoča, da se skrita tveganja odstranijo, preden se degradacija izolacije razvije v popolno zemljenje.

Nedavno, zaradi dolgotrajnega težkega vremena in podaljšane sezonske kiše z visokimi vlage, so šest 500 kV pretvorovalnikov v provinci doživeli različne stopnje zmanjšane izolacije enosmernega sistema ali neposrednega zemljenja:

• Enshi in Anfu: izolacija je padla na 40 kΩ

• Shuanghe: zemljenje pozitivnega pola

• Jiangxia: zemljenje pozitivnega pola

• Junshan: splošno zmanjšanje izolacije

• Xian Nv Shan: zmanjšanje izolacije, negativni pol do zemlje na 18 kΩ

• Xinglong: zemljenje pozitivnega pola

Analiza nedavnih težav z izolacijo enosmernega sistema:

(1) 500 kV Enshi & Anfu Pretvorovalniki:
Naprave za spremljanje izolacije enosmernega sistema so pokazale, da je izolacija padla na 40 kΩ. Po opazovanju se je izolacija delno vzpostavila v sprejemljivem obsegu. Na podlagi preteklosti je verjetna vzročna moč bila vlaga v termoreleju znotraj zunanjih mehanizmov preklopnikov.

(2) 500 kV Jiangxia Pretvorovalnik:
Po zemljenju enosmernega sistema je sekundarni održevalski osebje preverilo napravo za spremljanje izolacije in ni zaznalo nobenih nenormalnih signalov. Meritve napetosti na mestu so pokazale 0 V na pozitivnem polu do zemlje. Z uporabo detektorja zemljenja enosmernega sistema je bil okvarni element sleden do vlago prizadetega stika v gostoti releju #2 vezanja kontaktnega škatla. Po odstranitvi okvarnega stika se je izolacija enosmernega sistema vrnila v normalno stanje.

Težave pri iskanju in odpravljanju zemljenja enosmernega sistema:
Iskanje in odpravljanje okvar pri zemljenju enosmernega sistema je težko. Okvare pogosto ponavljajo s spremembami vremena, in lokacije okvarnih točk so težko identificirane. Lahko se pojavi tudi večtočkovno zemljenje. Večina nedavnih problemov z zemljenjem je bila povzročena zmanjšano izolacijo stikov ali kablov zunanjih oprem. Prispevajo tudi staranje komponent z degradirano izolacijo in dolgotrajna deževina, ki povzroča vlago ali okvaro opreme.

Povečanje sposobnosti odziva na zemljenje enosmernega sistema:
Učinkovito odpravljanje zahteva usklajene napore, standardizirane postopke in združevanje operativnih in održevalskih (O&M) sistemov:

• Varnostni postopki:
  Pri odpravljanju zemljenja enosmernega sistema je treba odstraniti osebje iz relevantnih območij, posebej tistih, ki delajo na sekundarnih krugih. Pri iskanju in odpravljanju okvare morata biti prisotna vsaj dva osebja. Preprečite nesrečno kratkoročno zemljenje ali dodatno zemljenje. Uvedite varnostne ukrepe, da se preprečijo napačni delovni neredi zaščite.

• Strategija iskanja okvare:
  Sledite principom: najprej mikroprocesorsko iskanje, nato ročno; najprej zunanje, nato notranje; najprej sekundarno, nato primarno; najprej signali, nato nadzor. Najprej uporabite napravo za spremljanje izolacije enosmernega sistema, da najdete okvaro. Če so podatki netočni, nadaljujte z ročnim pregledom.

• Hitri odzivni protokol:
  O&M osebje mora takoj zbrati opozorila in nenormalne signale iz naprave za spremljanje izolacije. Sekundarni timi bi morali hitro organizirati nujne popravke. Če naprava točno identificira okvarni krug, odstavite njegovo napajanje in opazujte, če se izolacija vzpostavi. Če ne, uporabite detektor zemljenja enosmernega sistema, da preskenirate vse enosmerno kruge, identificirate sumljive kruge in jih preverite z odstavljanjem napajanja.

• Točno ločevanje okvare:
  Ko je identificiran okvarni krug, uporabite sheme, da točno ugotovite možne točke zemljenja. Preverite z odstavljanjem sumljivih terminalov. Po potrditvi uporabite zanesljivo izolacijsko ločevanje. Uskladite se tesno z timi primarnih naprav, da hitro odstranite okvaro.

Preventivne mere za zmanjšanje incidentov z zemljenjem enosmernega sistema:

• Izboljšajte delovne okolja. Namestite hladilnike v območjih z nedostatkom temperature. Pravilno zaprti terminalne škatle, mehanizme preklopnikov in škatle preklopnikov. Poskrbite, da so vrata škatel odporni na deževino.

• Med rednimi pregledi ali namestitvijo transformatorjev temeljito preverite, ali imajo plinske releji, tokovi plinov, merilci nivoja olja, termometri in naprave za olajšanje tlaka ustrezne zaščitne pokrove. Preverite, ali so škatle za žice trdno nameščene, ali imajo gume za zagraditveno, in ali so sekundarni kabeli pravilno smučeni in nedokončani.

• Uporabite planirane izklope, da zamenjate ranljive sekundarne komponente, ki so pogosto upravljane ali neprekinjeno napajane na prostem.

• Odpravite konstrukcijske napake ali slabo delo. Poskrbite, da so sekundarni krugi celoviti med komisijami - izognite se parazitskim krugom, zankam ali prekriževanjem. Prijemljivo poskrbite za čiščenje in odstranjevanje prašnine med pregledi zaščite in avtomatskih naprav.

• Za tehnološke nadgradnje ali nove gradnje strogo sledite konstrukcijskim risbam. Izvedite temeljit pregled risb pred gradnjo. Preprečite mešanje segmentov I/II enosmernega sistema, AC/DC mešanje in parazitske krugove, ki bi lahko povzročili anomalije enosmernega sistema.

• Okrepiti delovanje, vzdrževanje in pregled enosmernih sistemov, distribucijskih panelov enosmernega sistema in naprav za spremljanje izolacije v vseh pretvorovalnikih. Poskrbite, da naprave za spremljanje točno odražajo lokacije zemljenja, kar omogoča hitro ločevanje održevalskemu osebju.