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1、1ppt课件o直流系统构成直流系统构成o直流系统绝缘故障分类及常见情况直流系统绝缘故障分类及常见情况o直流接地危害直流接地危害o平衡桥概念平衡桥概念o直流系统绝缘故障分析直流系统绝缘故障分析o直流系统寄生回路（环路）特征分析直流系统寄生回路（环路）特征分析o直流交流窜电故障分析直流交流窜电故障分析o直流互窜分析直流互窜分析o各类直流故障处理方法各类直流故障处理方法o分布电容对直流绝缘故障查找的影响分布电容对直流绝缘故障查找的影响2ppt课件直流系统构成-简介 直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操
2、作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源蓄电池继续提供直流电源的重要设备。3ppt课件直流系统构成o整流模块及蓄电池系统整流模块及蓄电池系统o监控系统监控系统o绝缘监测单元绝缘监测单元o电池巡检单元电池巡检单元o开关量检测单元开关量检测单元o降压单元降压单元o配电单元配电单元4ppt课件直流系统构成-整流模块系统 电力整流模块就是把交流电整流成直流电的单机模块，通常是以通过电流大小来标称（如2A模块、5A模块、10A模块、20A模块等等），按设计理念的不同也可以分为：风冷模块、独立风道模块、自冷模块
3、、智能风冷模块和智能自冷模块。它可以多台并联使用，实现了N+1冗余。模块输出是110V、220V稳定可调的直流电压。模块自身有较为完善的各种保护功能如：输入过压保护、输出过压保护、输出限流保护和输出短路保护等。 5ppt课件直流系统构成-监控系统 监控系统是整个直流系统的控制、管理核心，其主要任务是：对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测，获取系统中的各种运行参数和状态，根据测量数据及运行状态及时进行处理，并以此为依据对系统进行控制，实现电源系统的全自动管理，保证其工作的连续性、可靠性和安全性。监控系统目前分为两种：一种是按键型还有一种是触摸屏型。：监控系统提供人机界面操作，实现系统运行参
4、数显示，系统控制操作和系统参数设置。6ppt课件直流系统构成-绝缘监测单元 直流系统绝缘监测单元是监视直流系统绝缘情况的一种装置，可实时监测线路对地漏电阻，此数值可根据具体情况设定。当线路对地绝缘降低到设定值时，就会发出告警信号。直流系统绝缘监测单元目前有母线绝缘监测、支路绝缘监测。7ppt课件直流系统构成-电池巡检单元 电池巡检单元就是对蓄电池在线电压情况巡环检测的一种设备。可以实时检测到每节蓄电池电压的多少，当哪一节蓄电池电压高过或低过设定时，就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一节蓄电池发生故障。电池巡检单元一般能检测2V-12V的蓄电池和巡环检测1-108节蓄电池。 8ppt课
5、件直流系统构成-开关量检测单元 开关量检测单元是对开关量在线检测及告警干节点输出的一种设备。比如在整套系统中哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断后开关量检测单元就会发出告警信号，并能通过监控系统显示出是哪一路断路器发生故障跳闸或者是哪路熔断器熔断。目前开关量检测单元可以采集到1-108路开关量和多路无源干节点告警输出。9ppt课件直流系统构成-降压单元 降压单元就是降压稳压设备，是合母电压输入降压单元，降压单元再输出到控母，调节控母电压在设定范围内（110V或220V）。当合母电压变化时，降压单元自动调节，保证输出电压稳定。降压单元也是以输出电流的大小来标称的。降压单元目前有两种，一种
6、是有级降压硅链，一种是无级降压斩波。有级降压硅链有5级降压和七级降压，电压调节点都是3.5V，也就是说合母电压升高或下降3.5V时降压硅链就自动调节稳定控母电压。无级降压斩波就是一个降压模块，它比降压硅链体积小，它没有电压调节点所以输出电压也比降压硅链要稳定，还有过压、过流、和电池过放电等功能。不过目前无级降压斩波技术还不是很成熟常发生故障，所以还是降压硅链使用效广泛。10ppt课件直流系统构成-配电单元 配电单元主要是直流屏中为实现交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等功能所使用的器件如：电源线、接线端子、交流断路器、直流断路器、接触器、防雷器、分流器、熔断器、转换开关、按钮开关、指示灯以
7、及电流、电压表等等。11ppt课件12ppt课件直流系统接地概念o当直流系统的正极或负极与大地之间的绝缘水平降到某一整定值或低于某一规定值时，统称为直流系统接地；o当正极绝缘水平低于某一规定值时称为正接地；o 当负极绝缘水平低于某一规定值时称为负接地。直流接地电阻整定值直流接地电阻整定值系统电压(V)绝缘整定值(K)220251101513ppt课件直流系统接地故障分类按故障类型分为：按故障类型分为：直接接地（金属接地）直接接地（金属接地） 直接接地是指直流系统电源正极或负极对地的电阻等于或接近于零的情况。这种接地情况在直流系统中如果同时出现两点时，就很可能造成断路器误动或拒动，或熔断丝烧断等
8、现象间接接地（非金属接地）间接接地（非金属接地） 间接接地是指直流系统电源正极或负极对地绝缘电阻低至某一允许值之下。这时的接地电阻是否会对系统造成危害，就要看各个单位的具体情况，它与系统接地的位置和继电器的灵敏度有关绝缘降低绝缘降低 绝缘降低是指直流系统所采用的电缆、设备的绝缘电阻由于某种原因低于出厂数值。这些电缆，设备构成的直流系统的直流电源的正，负极对地绝缘电阻总体上低于充许值14ppt课件直流绝缘异常常见情况电缆绝缘异常电缆绝缘异常 故障主要是由于电缆绝缘层的老化或电缆加工、敷设过程中的工作不慎损伤电缆绝缘层造成。设备故障设备故障 设备在制造过程中绝缘部分受损或者绝缘材料质量低，经过一段
9、时间之后，薄弱部位就会裸露出来，如果空气潮湿就可能产生直流接地故障。其他外来物引起其他外来物引起 外来物包括外来金属碎片、设备的紧固件及小动物躯体等。15ppt课件直流接地故障的危害当直流系统正极接地时，将会有造成保护误误动动的可能；当直流系统负极接地时，将会有造成保护拒拒动动的可能。16ppt课件直流接地故障的危害分析u两点接地可能造成断路器误跳两点接地可能造成断路器误跳A、B两点，A、C两点，A、D两点，D、F两点接地都可能造成断路器误跳。u两点接地可能造成断路器拒动两点接地可能造成断路器拒动B、E两点，D、E两点或C、E两点接地都可能造成断路器拒动。u两点接地可能引起熔断器熔断两点接地可
10、能引起熔断器熔断 A、E两点接地可能引起熔断器熔断。当接地点发生在B、E和C、E两点，保护动作时，不但断路器拒动，熔断器熔断，而且还有烧坏断电器触点的可能。17ppt课件分布电容对保护误动影响分析 电力系统以往的教材及技术资料均强调，直流系统发生一点接地时，仍可继续运行，但必须及时发现和消除，以免第二点发生接地后造成继电保护的误动或拒动。但根据现场运行经验，直流系统一点接地，同样可能导致出口保护继电器的误动，从而导致变电站主变跳闸或发电厂的发电机组停运，严重影响生产。 传统观念：一点接地仍能运行18ppt课件分布电容对保护误动影响分析正极接地引起保护误动模型建立模型建立正极接地正接地后线圈两端
11、电压变化曲线19ppt课件分布电容对保护误动影响分析模型建立线圈接地中间继电器线接地引起保护误动模型建立线圈接地后线圈两端电压变化曲线20ppt课件分布电容对保护误动影响分析正极接地示意图1正极接地示意图2系统分析正极接地21ppt课件分布电容对保护误动影响分析系统分析正极接地线圈接地示意图1线圈接地示意图222ppt课件平衡桥的概念 理想情况下，直流系统中正负对地的绝缘电阻是区于无穷大的，为了便于处理直流系统接地故障，通常会在直流系统的正极对地与负极对地之间加入的两个大小相等的平衡电阻，该电阻即称为直流系统中的平衡电桥。 23ppt课件平衡桥的意义 当直流系统没有发生绝缘故障时，该平衡电桥可
12、以维持直流系统正负对地电压接近或相等；当直流系统发生绝缘故障时，该平衡电桥做为直流系统中的正负对地电压与对地绝缘电阻之间的桥梁，使它们之间建立起对应关系，方便故障的排查与处理。24ppt课件系统平衡桥的推导 对于一个绝缘正常的系统，往直流屏厂家并没给出确定的平衡桥电阻大小，因此我们并不知道其平衡桥电阻是否处于一个合理范围之内，通常我们可以用如下方法来对平衡电桥进行计算： 1. 测量该系统电压为：在该系统正极接入2电阻，测量其正极对地电压为在该系统负极接入2电阻，测量其负极对地电压为则该系统正极对地绝缘阻值与负极对地绝缘阻值分别为： 如果该系统没有绝缘异常或接地故障，那么：即为该系统的平衡桥电阻
13、25ppt课件直流系统绝缘故障分析直流系统绝缘故障分析 当直流系统发生接地故障后，直流系统对地电压会发生偏差，正极绝缘故障则正极对地电压偏低，负极对地绝缘故障则负极对地电压偏低。 在一个存在平衡桥的系统里面，绝缘故障越严重，则对地电压偏差越严重。26ppt课件接地阻值与系统电压偏差关系分析 R正与R负为系统平衡桥,系统正常时，R正=R负，V+=V-，当系统正级或负级发生接地或绝缘异常时，其正对地与负对地电压即会发生变化。如果正极接地电阻为RX，得：27ppt课件接地阻值与系统电压偏差关系分析 分别以R正=R负=1M，以及R正=R负=50K时正接地电阻为50K时考察电压的变化情况。 平衡电阻为1
14、M 时，V+=10.5V,V-=209.5V 平衡电阻为50K 时，V+=73V, V-=147V则：28ppt课件接地阻值与系统电压偏差关系分析 由此可见系统正负极电压偏差程度与接地程度的直接联系是建立在平衡桥处于正常范围之内. 当我们分析不同的系统时，不能简单的以电压偏差程度来判断绝缘异常严重程度，在没有确定平衡电阻大小时，它们之间无法一一对应 但对于同一系统，由于其平衡电阻大小是固定的，我们可以定性得出，电压偏差越大，绝缘相对会差29ppt课件直流系统对地绝缘阻抗推导直流系统对地绝缘阻抗推导 当直流系统发生绝缘故障后，如下图所示，设直流系统平衡桥阻值为 ，正极对地绝缘故障电阻为 ，正负对
15、地电压为 ，正对地电压为 。 由： 可得： 由上式可知，如果在一个直流系统平衡电桥已知的情况下，其接地阻值与对地电压之间有明确的一一对应关系，通过这一关系可以很方便的计算出系统的接地阻值，判断系统的健康状态。30ppt课件直流系统对地绝缘阻抗推导直流系统对地绝缘阻抗推导o乒乓原理 通过乒乓原理推导出的直流系统的正负对地绝缘阻值，在系统发生两极平衡绝缘故障后亦可以通过该公式计算出绝缘阻值。o等效阻值 直接通过电压推导出的直流系统的对地绝缘阻值为等效阻值。 通过上述两种方式的配合使用可以实现绝缘故障的全面检测31ppt课件 根据乒乓原理计算系统正负对地绝缘电阻，已知直流母线正负电压为220V，正极
16、投入200K电阻后正对地电压为60V,负极投入200K电阻后负对地电压为130V,试计算平衡桥为100K时系统正负对地阻值分别是多少？平衡桥为200K时系统正负对地阻值分别是多少？32ppt课件馈线绝缘故障漏电流分析 直流系统中的绝缘故障往往是由直流系统中的某一条或几条馈线绝缘故障引起，通过对正常回路与接地回路的漏电流进行分析，可以找出故障回路特征电流，如下示意图所示：33ppt课件馈线绝缘故障漏电流分析-单极接地 图中馈线1为正常馈线，馈线n为存在负对地绝缘故障的馈线，为绝缘故障阻值，R为系统平衡电桥。设负荷电流大小为 ，系统正对地电压为Vcc，负对地电压为Vss，则馈线1中， = = ，A处所测电流大小为 - =0；馈线n中， = = = , ，B处所测电流大小为 ，C处所测电流大小为 - =0； 根据A、B、C处中所测电流差异可以实现直流接地故障定位。34ppt课件馈线绝缘故障漏电流分析-两极接地 如图所示，馈线n出现了正负对地同阻值的绝缘故障，即图中 = ，系统对地电压 则 B，C处所测的电流值均为0。因此馈线中同支路出现在正负对地同时绝缘下降的情况下，纯漏电流检测模式无法准确
