火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)絕緣異常原因分析及處理策略

楊明洋

摘 要：文章研究火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)在運行中發(fā)生絕緣異常的原因及處理策略，并根據(jù)不同狀況來分析直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣異常的可能原因，以及不同工況下絕緣異常的處理方法和注意事項，以供同行參考。

關鍵詞：直流系統(tǒng)；絕緣異常；原因；處理策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.181

1 引言

火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)分為通訊直流系統(tǒng)、控制直流系統(tǒng)和動力直流系統(tǒng)，三者相互獨立都是絕緣系統(tǒng)。一般直流系統(tǒng)都是由蓄電池組、高頻電源充電機、分電屏、絕緣監(jiān)測裝置或監(jiān)控器、饋線屏或分電屏組成。它們?yōu)檎麄€火力發(fā)電廠的通訊、控制、測量、保護、監(jiān)控、事故照明、保安等設備持續(xù)不斷地提供電能，所以發(fā)電廠直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，對整個機組和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定都至關重要。

2 直流系統(tǒng)絕緣異常情況分析

直流系統(tǒng)的正、負母線和各分支回路對地都是絕緣的，所在的母線或各分支回路發(fā)生單極絕緣異常時，絕緣異常所對應的正極或負極的電壓都會明顯偏低，另一極電壓幅值升高，系統(tǒng)對地絕緣電阻值也會有明顯的下降或異常。除去對地分布電容的影響，在一般情況下單極絕緣異常是不影響直流系統(tǒng)運行的，但是必須及時查找和處理。否則當回路發(fā)展為正負兩極都接地時，極有可能造成正負極之間接地短路，開關與自動化保護設備誤動、拒動等情況的出現(xiàn)，引起機組跳?；蚬收蠒r保護越級，致使電網(wǎng)波動。

根據(jù)火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)的分布范圍和使用特點，引起直流系統(tǒng)絕緣異常情況的原因可以分為以下幾種：

一是設備運行工況惡劣引起的。首先，在潮濕的環(huán)境中，很容易產(chǎn)生凝露，尤其是在雨天，空氣濕度較大。一些在室外的電纜溝、控制箱、接線盒等，由于設計不合理、密封不嚴、未采取防水措施等，一旦進入雨水或產(chǎn)生凝露，就會短接一些接線端子、接線柱、破損或絕緣不好的電纜等，進而造成直流接地、絕緣降低等異常情況發(fā)生；其次，當直流二次線與一些尖銳、轉動的部件在一起時，由于受到拉力、扭力等作用，這些二次線的絕緣層很容易受到損壞，從而引起絕緣異常；第三，由于部分設備長期工作在震動較大的環(huán)境中，致使接線松動脫落滑出，搭接在固定的金屬物件上，通過設備外殼而引起直流接地。

二是設備損壞引起的。其一，部分集成自動裝置的電源板卡和其他插件內(nèi)的元件損壞都會引起直流接地。比如在插件電路設計中，為了減小諧波干擾，通常在正負極和地之間，都會并聯(lián)抗干擾電容，假如該電容被擊穿，就會引起直流接地絕緣異常。其二，一些控制柜內(nèi)的電源模塊長期運行，隨著時間的推移，設備老化發(fā)熱、部件損壞、絕緣層燒穿的時候也會造成直流系統(tǒng)絕緣異常。其三，當控制箱、保護柜、接線盒等二次設備密封不嚴的時候，一些小動物可能就會鉆入設備內(nèi)，咬傷電纜、筑巢、排泄糞便等，從而引起絕緣降低或接地。

三是人為因素引起的。其一，在現(xiàn)場工作過程中，部分人員不夠嚴謹細致，拆除接線時，不做任何防誤碰的措施，不進行任何絕緣隔離，一旦觸碰金屬物件，就會造成直流接地。其二，在工作結束恢復安全措施時或者安裝接線時，誤將直流二次線接入交流二次線的端子上，從而引起直流系統(tǒng)絕緣異常。其三，在檢修工作結束后，由于檢修不到位，對于部分端子螺絲未進行緊固，直流二次線因長時間受到重力、扭力、震動等影響，造成松動脫落而引起接地。

3 直流系統(tǒng)絕緣異常處理策略

火力發(fā)電廠的直流系統(tǒng)一般都配置有微機直流絕緣監(jiān)測裝置。在發(fā)生直流系統(tǒng)絕緣故障時，可通過查詢監(jiān)測裝置內(nèi)的報警信息，以確定其具體的故障原因，并對故障的范圍有一個大致的判斷。在做出初步地判斷后，檢查人員可以按照以下幾步進行查找處理：首先，借助相關儀器儀表測量直流系統(tǒng)對地電壓、對地絕緣等具體情況，判別接地極性及絕緣異常情況。并依據(jù)微機直流絕緣監(jiān)測裝置報出的具體范圍進行排查。其次，了解并詢問相關時間段，是否有人在二次直流回路上進行檢修工作或啟停相關設備的操作。如果存在上述情況，應及時告知相關工作人員停止工作或操作，并對相應設備進行重點排查。第三，根據(jù)現(xiàn)場設備運行工況、近期天氣情況、設備缺陷、設備檢修臺賬等，著重排查室外、工況惡劣、有問題、有缺陷和隱患的設備。第四，在保證重要設備安全運行的前提下，根據(jù)設備運行工況，遵循先室外后室內(nèi)，先信號后操作，先動力后控制，依據(jù)設備的重要性由小至大的原則，可以采用拉路尋找、分段處理的方法進行排查。要想盡快找到接地點的確切位置和確切原因，就必須對火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)的結構、各分支開關的作用和現(xiàn)場具體位置十分熟悉，所以在進行拉路前，必需熟悉現(xiàn)場直流系統(tǒng)圖紙和接線，務必保證人員和設備的安全可控、在控。第五，在經(jīng)過上述排查之后，仍未查明原因，可根據(jù)相關直流系統(tǒng)的運行方式，使直流母線并列運行，分步退出蓄電池組，或者有序停運高頻電源整流器（蓄電池充電機），逐一排查，直至查明原因。

4 直流系統(tǒng)絕緣異常情況處理時相關注意事項

在發(fā)生直流系統(tǒng)絕緣異常時，工作人員在排查過程中，一定要注意以下幾點，否則極有可能造成故障范圍擴大、設備誤動、機組跳停、人身傷害等狀況發(fā)生。一是在發(fā)生直流系統(tǒng)絕緣異常后，應立即停止在直流二次回路上的所有檢修工作；二是在使用儀器儀表或其他設備進行檢查時，一定要做好監(jiān)護工作和絕緣隔離措施，嚴禁直流正負極之間短路或另一極性接地的情況出現(xiàn)；三是拉路前，一定要和相關廠家、技術人員、設備管理人員確認設備的性能、運行工況等，并采取相應的防范措施，嚴防因直流失電而引起保護及自動裝置的誤動或重要設備跳停；四是處理人員一定要熟悉現(xiàn)場設備和圖紙，嚴禁誤拉、誤碰、誤操作等。

5 結語

對于火力發(fā)電廠來說，直流系統(tǒng)二次回路復雜、運行工況較差、施工工藝不可靠，出現(xiàn)多點接地或絕緣破損的情況較多。所以直流系統(tǒng)絕緣異常在火力發(fā)電廠是一種較為常見的故障。當直流系統(tǒng)發(fā)生絕緣異常時一定要及時處理，防止故障進一步擴大，在排查的過程中一定要安全有序逐步的進行。同時工作人員也要不斷提升個人專業(yè)知識和技能水平，完善檢修規(guī)程及相關的工作制度及標準，維護好直流設備，這樣才能保證火力發(fā)電廠直流系統(tǒng)安全可靠穩(wěn)定地運行。

參考文獻：

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