Tại sao Đất MVDC Gây Ra Sự Cố Hệ Thống?

Phân tích và Xử lý Sự cố Đất Hệ DC trong Trạm biến áp

Khi xảy ra sự cố đất hệ DC, nó có thể được phân loại thành đất điểm đơn, đất đa điểm, đất vòng hoặc giảm cách điện. Đất điểm đơn được chia thành đất cực dương và đất cực âm. Đất cực dương có thể gây ra hoạt động sai của thiết bị bảo vệ và tự động, trong khi đất cực âm có thể dẫn đến không hoạt động (ví dụ: bảo vệ rơle hoặc thiết bị nhảy). Một khi bất kỳ sự cố đất nào tồn tại, nó tạo thành một đường dẫn đất mới; phải loại bỏ ngay lập tức. Nếu có sự cố đất thứ hai hoặc thêm phát triển, nó có thể dẫn đến các sự cố nghiêm trọng hoặc tai nạn.

Trong điều kiện hoạt động bình thường, điện trở cách điện của cả cực dương và cực âm của hệ thống DC đối với đất là 999 kΩ. Tuy nhiên, khi thiết bị ngoài trời bị ẩm, điện trở cách điện của hệ thống DC giảm. Ngưỡng báo động cho hệ thống DC 220V thường là 25 kΩ, và 15 kΩ cho hệ thống 110V. Công ty Bảo dưỡng Hubei của State Grid coi trọng các nguy cơ tiềm ẩn do đất và đã nâng cao tiêu chuẩn báo động: cảnh báo được kích hoạt khi cách điện giảm xuống 40 kΩ cho hệ thống 220V và 25 kΩ cho hệ thống 110V. Điều này cho phép loại bỏ nguy cơ trước khi suy giảm cách điện phát triển thành sự cố đất hoàn toàn.

Gần đây, do thời tiết xấu kéo dài và mùa mưa nhiều độ ẩm, sáu trạm biến áp 500 kV trong tỉnh đã trải qua mức độ giảm cách điện DC hoặc đất trực tiếp khác nhau:

• Enshi và Anfu: cách điện giảm xuống 40 kΩ

• Shuanghe: đất cực dương

• Jiangxia: đất cực dương

• Junshan: giảm cách điện tổng thể

• Xian Nv Shan: cách điện giảm, cực âm đối với đất ở 18 kΩ

• Xinglong: đất cực dương

Phân tích Trường hợp về Vấn đề Cách điện Hệ thống DC Gần đây:

(1) Trạm biến áp 500 kV Enshi & Anfu:
Thiết bị giám sát cách điện DC hiển thị cách điện giảm xuống 40 kΩ. Sau quan sát, cách điện phần nào hồi phục vào phạm vi chấp nhận được. Dựa trên kinh nghiệm trước, nguyên nhân có khả năng là do ẩm trong rơle nhiệt bên trong vỏ cơ chế công tắc cách ly ngoài trời.

(2) Trạm biến áp 500 kV Jiangxia:
Sau khi xảy ra sự cố đất DC, nhân viên bảo dưỡng cấp hai kiểm tra thiết bị giám sát cách điện và không thấy tín hiệu bất thường. Đo điện áp hiện trường cho thấy 0 V từ cực dương đến đất. Sử dụng thiết bị phát hiện đất DC, sự cố được xác định là do tiếp xúc bị ẩm trong rơle mật độ của tủ điều khiển bus liên kết số 2. Sau khi loại bỏ tiếp xúc hỏng, cách điện hệ thống DC trở lại bình thường.

Thách thức trong Xử lý Sự cố Đất DC:
Xác định và xử lý lỗi đất DC là khó khăn. Sự cố thường tái diễn theo thay đổi thời tiết, và điểm lỗi khó xác định. Có thể xảy ra đất đa điểm. Các vấn đề đất gần đây chủ yếu do giảm cách điện của tiếp xúc hoặc cáp thiết bị ngoài trời. Các yếu tố góp phần bao gồm các thành phần già cỗi với cách điện kém và mưa kéo dài gây ẩm ướt hoặc hỏng hóc thiết bị.

Nâng cao Khả năng Phản ứng với Sự cố Đất DC:
Xử lý hiệu quả đòi hỏi nỗ lực phối hợp, quy trình chuẩn hóa và tích hợp hệ thống vận hành và bảo dưỡng (O&M):

• Quy trình An toàn:
  Trước khi xử lý sự cố đất DC, cần di tản tất cả nhân viên khỏi khu vực liên quan, đặc biệt là những người làm việc trên mạch thứ cấp. Ít nhất hai nhân viên phải có mặt trong quá trình xác định và sửa chữa sự cố. Phòng ngừa ngắn mạch DC vô tình hoặc thêm sự cố đất. Thực hiện các biện pháp an toàn để tránh hoạt động sai của bảo vệ.

• Chiến lược Xác định Sự cố:
  Theo nguyên tắc: phát hiện bằng vi xử lý trước, sau đó là thủ công; bên ngoài trước, bên trong sau; thứ cấp trước, sơ cấp sau; tín hiệu trước, điều khiển sau. Đầu tiên, sử dụng thiết bị giám sát cách điện DC để xác định sự cố. Nếu dữ liệu không chính xác, tiến hành kiểm tra thủ công.

• Giao thức Phản ứng Nhanh:
  Nhân viên O&M phải ngay lập tức thu thập thông tin báo động và tín hiệu bất thường từ thiết bị giám sát cách điện. Đội thứ cấp nên tổ chức sửa chữa khẩn cấp. Nếu thiết bị giám sát xác định chính xác mạch hỏng, ngắt nguồn của mạch đó và quan sát xem cách điện có hồi phục không. Nếu không, sử dụng thiết bị phát hiện đất DC để quét tất cả mạch DC, xác định mạch nghi ngờ và thử nghiệm bằng cách ngắt nguồn.

• Cách Ly Chính Xác Sự Cố:
  Khi mạch hỏng được xác định, sử dụng sơ đồ để xác định các điểm đất tiềm năng. Thử nghiệm bằng cách ngắt các đầu nối nghi ngờ. Sau khi xác nhận, áp dụng cách ly cách điện đáng tin cậy. Phối hợp chặt chẽ với đội thiết bị sơ cấp để loại bỏ sự cố nhanh chóng.

Biện pháp Phòng ngừa để Giảm Sự cố Đất DC:

• Cải thiện môi trường hoạt động. Lắp đặt điều hòa không khí trong các khu vực có kiểm soát nhiệt độ không đủ. Chắn kín hộp đầu cuối, vỏ cơ chế công tắc, và vỏ công tắc cách ly. Đảm bảo cửa tủ chống mưa.

• Trong quá trình kiểm tra định kỳ hoặc lắp đặt biến áp, kiểm tra kỹ xem các rơle khí, rơle dòng dầu, đồng hồ mực dầu, nhiệt kế, và thiết bị giải áp có che chắn mưa đúng cách không. Kiểm tra việc lắp đặt hộp dây chắc chắn, có gioăng kín, và dây thứ cấp được đi dây và không bị hỏng.

• Sử dụng thời gian ngừng hoạt động theo lịch để thay thế các thành phần thứ cấp ngoài trời dễ bị hỏng hoặc liên tục được cấp điện.

• Loại bỏ lỗi thiết kế hoặc thi công kém. Đảm bảo mạch thứ cấp hoàn chỉnh khi đưa vào sử dụng—tránh mạch ký sinh, vòng lặp, hoặc chéo. Chú ý vệ sinh và loại bỏ bụi trong quá trình kiểm tra thiết bị bảo vệ và tự động.

• Đối với nâng cấp kỹ thuật hoặc xây dựng mới, tuân thủ nghiêm ngặt bản vẽ thiết kế. Thực hiện đánh giá kỹ lưỡng bản vẽ trước khi xây dựng. Ngăn chặn sự trộn lẫn giữa đoạn I/II DC, AC/DC, và mạch ký sinh có thể gây ra sự cố hệ thống DC.

• Tăng cường vận hành, bảo dưỡng, và kiểm tra hệ thống DC, bảng phân phối DC, và thiết bị giám sát cách điện tại tất cả các trạm biến áp. Đảm bảo thiết bị giám sát phản ánh chính xác vị trí đất, cho phép nhân viên bảo dưỡng cách ly nhanh chóng.