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1、1火力发电厂直流系统技改配置方案（DQ-136 型分布式直流系统接地 监测装置）焦作市丹际电气科技有限公司地址：河南省焦作市人民路丰泽园 A区#8办公室：0371-55650279 技术服务 13283919399 QQ11426860612一、概 述1.1直流系统直流系统是发电厂和变电站中控制系统、信号系统、继电保护自动装置和电气设备的操作及控制电源，如发电厂的控制直流和控制直流电源为（HM、KM)DC220V。直流系统工作的可靠性直接影响电力系统的安全。在直流系统设计中我国一般采用对地绝缘运行方式。正常情况下直流系统的正负母线对地是浮空。当直流系统发生一点接地时，并不引起任何危害，但必须及
2、时处理要求必须尽快查找出接地部位，排除故障，恢复直流系统的完好运行。另外，如果发生故障后，故障处理不及时，当直流系统再出现第二个接地点时，直流系统的正负极因此短路，极有可能造成直流系统电源开关跳闸，这种直流电源事故轻者损坏设备，重者各种保护装置没有电源不能正常工作，可以使断路器无法操作，各种显示数据无法正常显示，会引发恶性电网事故。直流系统的可靠性直接影响着整个电力系统的安全，因此必须在直流系统发生一点接地时，能够迅速排除故障。1.2目前市场上集散式直流接地选线装置的原理及缺点目前市场上常用的是集散式绝缘监测控制结构，该类型装置需要将所有直流负荷信号集中采集到一起，进行比较分析。这种结构方式具
3、有投资大，接线复杂以及易受干扰等缺点。而且目前各类绝缘监察检测装置所采用的技术原理，与现场实际情况存在一定的差距，造成了装置的功能难以完全满足现场实际需要。 1.2.1集散式绝缘监察装置技术原理存在的问题对于生产现场而言，电厂、变电站多年运行后，电缆绝缘普遍下降，各种端子箱、机构箱、刀闸辅助接点箱等生锈损坏，密封性下降，遇雨、雪、湿雾天气，易发生接地；而且，往往为非金属性接地(对地阻值高)、多点接地、正负极均有接地以及正、负极绝缘电阻之差较小，形成对称性接地故障接地性质。而且目前各种直流绝缘监察装置(含常规型、微机型)对于直流系统接地的监察报警均采用电桥平衡原理，对上述高阻对称性接地无法有效检
4、测。3因受电桥平衡原理的限制，装置只能监测非对称性直流接地故障，在正、负极绝缘电阻均等下降或其值相接近时，装置不能反应。现有各类装置的对地直流绝缘监测装置的灵敏度均在两极绝缘电阻之比为 2：1 至10：1 的范围。而且，若两极绝缘电阻相差较大，而实际上任一级的绝缘水平并未低于允许值的情况下，也可能报警，使检测人员误认为绝缘水平下降。 支路检测原理存在的问题随着微机保护大量抗干扰电容的安装使用，直流系统开环辐射供电运行方式的采用使直流系统的对地电容电流增大。现国内广泛使用向系统注入信号方式的微机型绝缘支路选线装置，实际上已无法实现对接地支路的有效查找。当电容电流大于检测装置对绝缘电阻泄漏电流的整
5、定值时，将造成误发信号，影响装置的正确判断。我公司对各类变电站和发电厂的直流系统收集了大量数据，得出如下结论：(1)某支路电阻性接地 20k 时，支路查找判断准确性相差较大；电阻性接地30k 时，接地支路判断均不正确。(2)某二支路分别电阻性接地 10k 时，支路查找误报、漏报。(3)加入 40F 电容后支路检测失效。运行实践也证明：安装集散式直流绝缘接地选线装置，在石家庄某 500KV变电站，当 380V控制电源直流接地时，报出 220kV、500kV 回路直流接地，对运行、检修人员查找接地造成了极大的干扰，危及电网安全运行。 接地支路的分支接地支路的查找，无有效手段目前，随着继电保护反事故
6、措施的落实，直流系统中保护、控制熔断器越分越细，数量越来越多，造成直流屏馈出支路下的分支支路数量越来越多。现有的微机支路检测装置采用的加装检测互感器的方法从技术上、成本上已难以满足要求。有的厂家推出了便携式定点查点设备，原理仍为注入信号式，其缺点前面已述。特别需要指出的是，此型装置的电流传感器必须为卡钳式，有气隙检测分散性大。 现有的各类集散绝缘监察装置不能自动满足直流系统运行方式变化的要求4按照国网公司新下发的反事故技术措施“防止电力生产重大事故的 25项重点要求” ，枢纽变电站直流系统广泛采用双组蓄电池、单母线分段接线方式。两段直流母线在并列运行方式下(如单组蓄电池容量试验时)，要求及时停
7、运某一段母线的直流绝缘监察装置，以保证直流系统对地绝缘电阻不降低，否则可能造成直流一点接地时继电器误动；在两段直流母线分列运行方式下，要求及时投运两段母线的绝缘监察装置，否则会造成一段直流母线失去绝缘监视。以常规直流绝缘监察装置为例：两段直流母线分列运行时，是两个独立的直流系统，每段母线均投运一套监察装置。为了测量对地电位，每个绝缘监察装置设有一个人为的接地点。为防止在直流网络中其它任何地方再发生一点接地时而引起继电器误动，要求绝缘监察继电器的线圈具有足够大的电阻值。(对 220V直流系统该线圈的电阻值为 30k，其起动电流为 1.4mA。系统中其它继电器的起动电流都应选择大于 1.4mA)。
8、在并列运行时，相当于一条直流母线一个直流系统，必须在并列前停运一段母线的绝缘监察装置，否则会造成两个30k 电阻并列，对地绝缘电阻变为 15k，造成一点接地(220kV 直流系统对地绝缘报警值为 20k)。此时如再有另一点接地，其接地电流足以造成某些继电器误动。(几年前石家庄市内某电厂就因为绝缘监察装置对地电阻偏小，再有一点接地就造成保护误动事故)。同理，在两段母线由并列运行转分列运行后，应及时将已停运的一段母线绝缘监察装置投入，否则会造成该段母线及其系统失去对地绝缘监察。现有的各类直流绝缘装置均不能自动适应两段直流母线的分、并列运行方式，一般采用在二次接线上利用手动开关或母线联络开关辅助接点
9、切换停运一套装置的接地方式。有的厂家产品甚至不设手动开关，通过断开一套装置的接于直流母线的熔断器而停运装置。二、我公司最新推出分布式直流系统接地检测装置针对各类集散绝缘监察装置的缺点，我们公司进过大量理论研究，推出新一代直流绝缘监测装置-分布式布置直流系统接地检测装置，可方便实现直流接地故障的定位功能，从而实现故障的快速查找和避免停电排查，大大降低了排除直流故障的时间，减轻了值班人员的劳动强度，对于提高电网智能化水平具有重要意义。该装置具有如下优点： 有选择性，不受相邻装置干扰。5可以有选择的实现该报警器下方的直流回路绝缘监测，相邻回路发生接地有相邻回路的报警器报警，本报警器不报警。 实时监测
10、该负载回路直流绝缘情况的实时在线监测，如果发生接地或某极绝缘电阻低于 30K,500ms 即输出报警。 接线简单不要要集中采集直流信号，单个安装在二次回路负载的直流电源进线端，如直流分屏、开关柜继电器室内、各使用直流电源的保护屏内。各个直流系统接地检测装置相互独立，可以根据系统的不同要求以及直流系统负载的增减灵活配置。 硬件结构先进通过内置的 ARM芯片实现阈值的设定和多种逻辑方法，来判断故障与否。 报警方式多样灯光报警、屏幕报警、声音报警、通讯报警。 外形体积小巧、结构简单、卡槽式安装，快速方便。 装置电源该装置串接在直流主回路内，并联主回路直流电源，不需要专用的干电池等电源 采用 RS48
11、5接法，并联通讯，末端短接。 故障后查找时间。集散式时间不缺定，分布式在 10分钟之内。三、直流系统接地检测装置的机电参数3.1主要技术参数 工作温度：-10-65 。 储存温度：-40-85 。 相对湿度：95%(402)。 监测电流类型：直流、交流。 监测灵敏度：接地电阻 50 K。 报警阈值范围：3mA 9mA。 功耗：0.1W。63.2适用电压等级范围 适用于 220V直流电源供电系统。 适用于 110V直流电源供电系统。 对于 36V和 48V等其他直流供电系统，需订货时说明。3.3安装地点 安装在的集控室控制屏保护屏内。 安装在高压配电装置继电器室内。 安装在直流分屏内。 这些负载
12、可以是开关柜、保护屏以及其他控制和通讯系统的任意直流用电设备。3.4适用场所适用于如下场所： 发电厂直流系统。 电网公司各类变电站直流系统。 电力冶金煤炭化工水泥等各行业直流控制系统。3.5报警方式 正常时，绿灯闪光，红灯不亮，蜂鸣器静默。 负极接地时，屏幕显出红色报警框，文字显示负极接地，蜂鸣器长响。 正极接地时，屏幕显出红色报警框，文字显示正极接地，蜂鸣器长响。3.6 MODBUS规约 波特率 9600 被动发送3.6.1 上位机请求信息7帧结构B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8B1：选线装置地址； B2：功能码（定义为0x03）；B3-B4：地址偏移（共2组，默认为0x00）
13、；B5-B6：读取数据长度（共3组，默认为0x03）；B7-B8：校验码（共两组）3.6.2 装置回应信息帧结构B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B1：装置地址； B2：功能码（定义为0x03）；B3：信息数据长度（默认为0x06）；B4: F0 B5：门槛电流B6: F1 B7: 当前电流B8: F2B9：00或01B10-B11：CRC16校验码（共两组）对应点表举例如下：例如上位机发送： 01 03 00 00 00 03 C4 0B接收到： 01 03 04 F0 09 F1 05 F2 00 8C A3 装置地址1 门槛电流9 当前电流5 无报警8四、接线示意图 系统接
14、线示意图 3 直流系统接地检测装置接线接线端子最大可接入 6mm2多股铜导线，最大可稳定通过 16A直流电流。如直流负荷电流超过 16A，可选配额定电流 25A、50A 的直流系统接地检测装置。 直流系统接地检测装置安装尺寸外形尺寸:长 108mm宽 59mm高 95mm采用 35mm卡槽(内外卡均可)固定方式五、新建电厂直流系统比较（安装集散式和分布式直流绝缘监测装置比较）4如上图：新建电厂的直流系统配置图如上图所示直流负荷为：主控室 14+高压配电室 36+输煤 20+化水 26+电除尘 23+污水 25+循环水 14共计 158个负荷 装置投资A 集散式(绝缘监测装置都安装在主控区域直流
15、屏)3个集散式绝缘监测装置 18 万元B 分布式（装在负荷处）158*3200元/个 约 50万元 电缆投资A 集散式(从直流盘到各负荷)直流电缆 2*4约需要 158*300=47400m47400*20/m元 94.8 万元 B 分布式B1 由直流盘到每个车间敷设直流电缆 2*35，平均每个车间需要 300m,共 7个车间 共需要 2100m2100m*40/m元 8.4 万元B2 每个车间设直流分屏，从直流分屏到各直流负荷，2*4 电缆每根需30m直流电缆 2*35约需要 158*30=3160m3160m*20/m元 6.3 万元 运行装置损坏A 集散式损坏（一般在三年后，已经过质保期）影响所监控回路约 30-60回必须修复或更换 1台 6 万元不能保证和其他装置匹配工作B 分布式损坏影响本回，不影响其他可以稍缓修复或更换 1台 3200 元 合计集散式 112.8 万元分布式 65.02 万元5六、电厂直流系统技改（安装集散式和分布式直流绝缘监测装置比较） 装置投资A 集散式(集散式寿命在 3-5年)更换一台
