對分布式直流電阻測試系統(tǒng)的研究

劉明林 劉文華 張沖

（山東電力集團公司，濟南 250001）

發(fā)電廠和變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，它需要供電給動力、事故照明、控制、信號、繼電保護及自動裝置、交流不間斷電源等，對發(fā)電廠和變電站的可靠運行起著極為重要的作用。直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地如果查找不及時，就可能出現(xiàn)第二點接地。直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地故障后，便可能構(gòu)成接地短路，造成繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動，或造成直流保險熔斷，使保護及自動裝置、控制回路失去電源。直接威脅至一次設(shè)備的安全，因而電力系統(tǒng)對直流系統(tǒng)的可靠性有很高的要求。

直流系統(tǒng)是蓄電池組與浮充電裝置并聯(lián)供給直流負荷的運行系統(tǒng)。正常情況下，直流電源的正、負母線對地是絕緣的，當回路發(fā)生一點接地時，在一般情況下并不影響直流系統(tǒng)的運行。但是當回路發(fā)生兩點或多點接地時，就會造成正負極短路，開關(guān)與保護誤動或者拒動。此外，在特殊情況下，一點接地也可能造成保護誤動作。直流系統(tǒng)接地故障經(jīng)常發(fā)生，對于運行環(huán)境差，運行時間長的設(shè)備，發(fā)生故障的機會更多，而且往往會同時出現(xiàn)幾個接地點，查找起來顯得非常困難。

1 分布式直流電阻測試系統(tǒng)的主要內(nèi)容

現(xiàn)階段直流接地檢測方法大都不能100%的確保支路直流接地的定位，而且當其他支路發(fā)生直流接地時，可能會引起微機保護采用的開關(guān)量或遙信等誤動。變電站分布式直流接地系統(tǒng)，能對各供電支路進行實時檢測，任何支路出現(xiàn)接地隱患時均可實時可靠的指示出來而不影響其他的供電支路，確保了監(jiān)測的實時性可靠性以及準確性。以下就對分布式直流電阻測試系統(tǒng)的內(nèi)容進行具體分析。

1）利用不平衡電橋法設(shè)計檢測各分布供電回路的接地電阻值

該系統(tǒng)主要利用不平衡電橋法進線設(shè)計，主模塊與支路模塊可以分時工作，而且各個模塊都有相對對立的功能，彼此之間互不影響。模塊之間通過通信總線的方式進線數(shù)據(jù)傳輸，有效地克服了傳統(tǒng)平衡電橋法不能監(jiān)測直流系統(tǒng)正、負母線絕緣同時降低的情況，極大地提高了直流電阻的測量精度以及工作效率。

2）在監(jiān)測子機的基礎(chǔ)上增加可靠的隔離供電系統(tǒng)

分布式直流電阻測試系統(tǒng)可以在變電站直流供電回路的各支路中，全部或者部分的加裝隔離電源，隔離電源之后加裝直流接地檢測子機。用分布式的直流接地檢測裝置來代替或者補充集中式的直流接地檢測裝置。

3）設(shè)計可靠的指示設(shè)備和報警提示功能以及上位機顯示功能

當電網(wǎng)中有接地故障發(fā)生時，分布式直流電阻測試系統(tǒng)的檢測子機可以通過運行以及狀態(tài)指示電路指示出來，也可以通過無源接點輸出接到總設(shè)備作為遙信信號上傳，或者通過隔離RS485口上傳，并最終在監(jiān)控機的液晶屏上現(xiàn)實很粗系統(tǒng)總的絕緣電阻值以及各個支路的絕緣情況，有效地擴大了直流電阻的檢測范圍和實時操作性。

2 主要技術(shù)難點和問題

分布式直流電阻測試儀能夠更加快速、準確的檢測出供電系統(tǒng)中的直流電阻，因此應(yīng)用非常廣泛。為了能夠進一步提升儀器的測量精度和質(zhì)量，我們需要在使用過程中需要注意以下幾點：

1）復(fù)雜的使用環(huán)境對隔離供電裝置的影響

復(fù)雜的使用環(huán)境會對隔離供電裝置造成一定的影響，而且復(fù)雜的使用環(huán)境還會影響到分布式直流電阻測試系統(tǒng)可靠迅速的數(shù)據(jù)指示。此外，超長時間的連續(xù)不間斷工作也會影響分布式直流電阻儀器的在線檢測。通常需要連續(xù)不間斷的工作，因此檢測時間長、效率不高，會對分布式直流電阻測試儀的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的而影響。

2）外界風(fēng)雨蟲鳥等多變的環(huán)境對在線的準確檢測提出苛刻要求

外界風(fēng)雨蟲鳥以及多變的環(huán)境會對分布直流電阻的在線檢測造成一定的影響。例如溫度的變化會對電阻就有非常顯著的影響，因此分布式直流電阻儀在使用過程中，需要提供一個相對穩(wěn)定的環(huán)境。表1為恒定溫度下導(dǎo)體的直流電阻值。

3）直流供電系統(tǒng)的復(fù)雜環(huán)境對檢測的影響

直流供電系統(tǒng)的環(huán)境對檢測結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生一定的影響，例如電網(wǎng)會產(chǎn)生強烈的磁場，會對儀器的測量結(jié)果產(chǎn)生一定影響。此外，由于原有其他上位機軟件對本系統(tǒng)上位機顯示程序的兼容性產(chǎn)生一定的影響。

表1 恒定溫度下導(dǎo)體的直流電阻

3 分布式直流電阻測試系統(tǒng)的應(yīng)用

分布式直流電阻測試系統(tǒng)可以根據(jù)輸入的參數(shù)選擇相應(yīng)的校驗值，即在系統(tǒng)檢測菜單中設(shè)置參數(shù)，然后根據(jù)系統(tǒng)計算直流傳感器的電流值的方式來確定接地電阻值，如果小于設(shè)定的參數(shù)值時系統(tǒng)可以發(fā)出告警，并且在顯示屏上顯示出接地支路、接地電阻值和接地極性。此襪，根據(jù)分布式直流電阻測試系統(tǒng)的特點，可以再直流系統(tǒng)中的關(guān)鍵部位安裝直流檢測端子進行重點檢測。

從實際使用效果中可以看出，分布式直流電阻檢測試系統(tǒng)可以有效的對直流電阻進行檢測，運行速度高、性能穩(wěn)定，并且能夠明顯的提高工作效率，減小由于人為因素造成的檢測誤差。

4 結(jié)論

綜上所述，分布式直流電阻測試系統(tǒng)具有支路隔離檢測功能、測試范圍寬、指示準確、性能穩(wěn)定、安全方便、可靠性高、功耗低等特點。從而為下一步批量生產(chǎn)及進一步降低成本開辟了良好的前景。因此可以斷定，變電站分布式直流接地系統(tǒng)在國內(nèi)外市場有著巨大的潛力，它的推廣應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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