火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略

　　摘 要：文章研究火力发电厂直流系统在运行中发生绝缘异常的原因及处理策略，并根据不同状况来分析直流系统发生绝缘异常的可能原因，以及不同工况下绝缘异常的处理方法和注意事项，以供同行参考。

　　关键词：直流系统;绝缘异常;原因;处理策略

　　1 引言

　　火力发电厂直流系统分为通讯直流系统、控制直流系统和动力直流系统，三者相互独立都是绝缘系统。一般直流系统都是由蓄电池组、高频电源充电机、分电屏、绝缘监测装置或监控器、馈线屏或分电屏组成。它们为整个火力发电厂的通讯、控制、测量、保护、监控、事故照明、保安等设备持续不断地提供电能，所以发电厂直流系统的稳定运行，对整个机组和电网的安全稳定都至关重要。

　　2 直流系统绝缘异常情况分析

　　直流系统的正、负母线和各分支回路对地都是绝缘的，所在的母线或各分支回路发生单极绝缘异常时，绝缘异常所对应的正极或负极的电压都会明显偏低，另一极电压幅值升高，系统对地绝缘电阻值也会有明显的下降或异常。除去对地分布电容的影响，在一般情况下单极绝缘异常是不影响直流系统运行的，但是必须及时查找和处理。否则当回路发展为正负两极都接地时，极有可能造成正负极之间接地短路，开关与自动化保护设备误动、拒动等情况的出现，引起机组跳停或故障时保护越级，致使电网波动。

　　根据火力发电厂直流系统的分布范围和使用特点，引起直流系统绝缘异常情况的原因可以分为以下几种：

　　一是设备运行工况恶劣引起的。首先，在潮湿的环境中，很容易产生凝露，尤其是在雨天，空气湿度较大。一些在室外的电缆沟、控制箱、接线盒等，由于设计不合理、密封不严、未采取防水措施等，一旦进入雨水或产生凝露，就会短接一些接线端子、接线柱、破损或绝缘不好的电缆等，进而造成直流接地、绝缘降低等异常情况发生;其次，当直流二次线与一些尖锐、转动的部件在一起时，由于受到拉力、扭力等作用，这些二次线的绝缘层很容易受到损坏，从而引起绝缘异常;第三，由于部分设备长期工作在震动较大的环境中，致使接线松动脱落滑出，搭接在固定的金属物件上，通过设备外壳而引起直流接地。

　　二是设备损坏引起的。其一，部分集成自动装置的电源板卡和其他插件内的元件损坏都会引起直流接地。比如在插件电路设计中，为了减小谐波干扰，通常在正负极和地之间，都会并联抗干扰电容，假如该电容被击穿，就会引起直流接地绝缘异常。其二，一些控制柜内的电源模块长期运行，随着时间的推移，設备老化发热、部件损坏、绝缘层烧穿的时候也会造成直流系统绝缘异常。其三，当控制箱、保护柜、接线盒等二次设备密封不严的时候，一些小动物可能就会钻入设备内，咬伤电缆、筑巢、排泄粪便等，从而引起绝缘降低或接地。

　　三是人为因素引起的。其一，在现场工作过程中，部分人员不够严谨细致，拆除接线时，不做任何防误碰的措施，不进行任何绝缘隔离，一旦触碰金属物件，就会造成直流接地。其二，在工作结束恢复安全措施时或者安装接线时，误将直流二次线接入交流二次线的端子上，从而引起直流系统绝缘异常。其三，在检修工作结束后，由于检修不到位，对于部分端子螺丝未进行紧固，直流二次线因长时间受到重力、扭力、震动等影响，造成松动脱落而引起接地。

　　3 直流系统绝缘异常处理策略

　　火力发电厂的直流系统一般都配置有微机直流绝缘监测装置。在发生直流系统绝缘故障时，可通过查询监测装置内的报警信息，以确定其具体的故障原因，并对故障的范围有一个大致的判断。在做出初步地判断后，检查人员可以按照以下几步进行查找处理：首先，借助相关仪器仪表测量直流系统对地电压、对地绝缘等具体情况，判别接地极性及绝缘异常情况。并依据微机直流绝缘监测装置报出的具体范围进行排查。其次，了解并询问相关时间段，是否有人在二次直流回路上进行检修工作或启停相关设备的操作。如果存在上述情况，应及时告知相关工作人员停止工作或操作，并对相应设备进行重点排查。第三，根据现场设备运行工况、近期天气情况、设备缺陷、设备检修台账等，着重排查室外、工况恶劣、有问题、有缺陷和隐患的设备。第四，在保证重要设备安全运行的前提下，根据设备运行工况，遵循先室外后室内，先信号后操作，先动力后控制，依据设备的重要性由小至大的原则，可以采用拉路寻找、分段处理的方法进行排查。要想尽快找到接地点的确切位置和确切原因，就必须对火力发电厂直流系统的结构、各分支开关的作用和现场具体位置十分熟悉，所以在进行拉路前，必需熟悉现场直流系统图纸和接线，务必保证人员和设备的安全可控、在控。第五，在经过上述排查之后，仍未查明原因，可根据相关直流系统的运行方式，使直流母线并列运行，分步退出蓄电池组，或者有序停运高频电源整流器(蓄电池充电机)，逐一排查，直至查明原因。

　　4 直流系统绝缘异常情况处理时相关注意事项

　　在发生直流系统绝缘异常时，工作人员在排查过程中，一定要注意以下几点，否则极有可能造成故障范围扩大、设备误动、机组跳停、人身伤害等状况发生。一是在发生直流系统绝缘异常后，应立即停止在直流二次回路上的所有检修工作;二是在使用仪器仪表或其他设备进行检查时，一定要做好监护工作和绝缘隔离措施，严禁直流正负极之间短路或另一极性接地的情况出现;三是拉路前，一定要和相关厂家、技术人员、设备管理人员确认设备的性能、运行工况等，并采取相应的防范措施，严防因直流失电而引起保护及自动装置的误动或重要设备跳停;四是处理人员一定要熟悉现场设备和图纸，严禁误拉、误碰、误操作等。

　　5 结语

　　对于火力发电厂来说，直流系统二次回路复杂、运行工况较差、施工工艺不可靠，出现多点接地或绝缘破损的情况较多。所以直流系统绝缘异常在火力发电厂是一种较为常见的故障。当直流系统发生绝缘异常时一定要及时处理，防止故障进一步扩大，在排查的过程中一定要安全有序逐步的进行。同时工作人员也要不断提升个人专业知识和技能水平，完善检修规程及相关的工作制度及标准，维护好直流设备，这样才能保证火力发电厂直流系统安全可靠稳定地运行。

　　参考文献：

　　[1]巩宇.火力发电机组直流系统接地故障分析[J].科技创新与应用，2016(09)：145.

　　[2]电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程 DL/T 724-2000[S].

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