发电厂直流系统绝缘监测技术应用探讨

发电厂直流系统绝缘监测技术应用探讨

王天纬

江苏国信溧阳抽水蓄能发电有限公司江苏省常州市213334

摘要：直流系统在发电厂运行中占据重要位置，继电保护以及自动装置动作准确程度和直流系统运行状况紧密相连，甚至关系到整个电网运行是否安全、可靠。因此，本文从不同角度入手客观剖析了发电厂直流系统绝缘监测技术应用，在全方位动态监测过程中高效防控各类故障问题，确保直流系统各方面效能最大化发挥，在高质量发电过程中实现发电厂经济效益目标。

关键词：发电厂直流系统绝缘监测技术应用探讨

在经济高速发展过程中，不同行业领域以及人们日常生产生活对电能的需求量以及质量要求明显提高，对运行中的发电厂提出了更高层次的要求。正常发电以及保证发电质量都离不开高效运转的系统设备，一旦直流系统故障问题发现、处理等不及时，极有可能会导致事故停电范围持续扩大，损坏电力设备的同时电网运行稳定性也会遭到破坏，出现大面积停电情况，造成严重的经济损失。发电厂在运行过程中必须高度重视直流系统故障问题，要多层次高效应用绝缘监测技术，实时监测直流系统运行全过程，强化管理的同时最大化降低故障发生系数，同步提高直流系统运行效益以及发电质量。

一、发电厂直流系统

直流系统是当下发电厂电力系统必不可少的关键性组成要素，主要是为保护、控制等类型的设备提供所需的工作电源，充电设备、空气开关、蓄电池、导线等都包括其中，在平衡电桥电阻接地基础上让直流正母线、负母线二者对地电压都为母线电压的一半。同时，直流系统由多个部分组成，比如，馈线屏、监测系统、蓄电池组，充电单元是直流系统的“心脏”，主要通过对应的充电模块，将交流电转化成直流电，为运行中的直流母线、蓄电池供电，不同的组成部分发挥着不同的功能作用，是直流系统高效运转的必要基础。在此过程中，继电保护以及相关自动装置动作是否准确，电网运行安全性、可靠性等都和发电厂的直流系统深度联系，这就需要做好直流系统的监测、维修、养护等工作，防止运行中故障问题频繁出现或者处理不到位，促使直流系统运行更加实效。相应地，下面便是发电厂的直流系统结构示意图。

二、发电厂直流系统绝缘监测技术应用

1、平衡桥法

就平衡桥法来说，在实际应用过程中，发电厂需要根据直流系统各方面情况，将平衡电桥电阻正确接入到直流母线的正极、负极二者间，动态测试流经平衡电桥的电流。如果直流系统的绝缘电阻没有出现异常情况，平衡电桥会处于一种对称的状态，即正母线、负母线二者的电压对称，继电器运行中的电流得以保护，绝缘监测装置处于稳定运行中。在应用平衡桥法过程中，如果直流系统的正极、负极的绝缘不断降低，平衡电桥很难处于平衡状态，流过继电器的电流无法得到保护，对应的绝缘监测装置发出警报，维修人员可以根据警报提示，及时准确定位直流系统运行中故障发生的具体位置，动态评估、剖析的同时对其进行针对性处理，防止引发大面积停电。在此过程中，平衡侨法应用中存在一些缺陷问题，比如，直流系统正极以及负极同一时间出现接地故障问题，对地绝缘电阻数值又相同，绝缘监测装置所监测的正负极母线电压一致，直流系统出现故障隐患，绝缘监测装置将不会第一时间发出警报；直流系统正负极母线的接地电阻数值以及对地绝缘都比较大，影响绝缘监测装置警报发生准确率。针对这种情况，在直流系统绝缘监测过程中，发电厂必须全面、深入把握供电可靠性方面的具体要求，优化利用平衡桥法，便于从根本上防控故障问题。

2、信号注入法

简单来说，信号注入法就是将适宜的交变信号源装设在直流系统、大地二者间，且将交变信号源产生的一系列交变信号注入其中，实时动态采集、分析交变信号注入回路以后的相角、幅值，准确计算发电厂直流系统运行过程中的绝缘电阻数值。在此过程中，通常情况下，信号注入法可以分为两大类，即单频注入法、双频注入法，需要根据直流系统绝缘监测以及故障问题发生情况，灵活应用信号注入法。在实际应用中，信号注入法也具有一定缺陷，无法分别计算出直流系统正负极对地的电阻数值，只能计算出对地绝缘电阻的并联数值，在分析交变信号相位的动态变化基础上明确直流系统的对地电容。

3、直流绝缘监测技术

绝缘监测是发电厂直流系统运行中的关键点，要在分析传统绝缘监测方法手段缺陷问题基础上优化利用现代化绝缘监测技术以及装置，在高效绝缘监测过程中客观折射发电厂的直流系统运行状态，及时发现、分析、解决故障问题的同时做好防控工作。

直流绝缘监测技术主要是利用平衡桥、不平衡桥二者有机结合的原理，绝缘监测发电厂运行中的直流系统。在实际应用过程中，平衡电桥技术、不平衡电桥技术、母线压差补偿技术等都被应用其中，在协同作用过程中直流系统的母线压差补偿明显增加，蓄电池接地功能得以发挥，直流系统的环路互窜得以实现等，加上电流传感器等应用其中，绝缘监测装置的接地选线功能顺利发挥的同时绝缘监测的精准度、稳定性等明显提高，能够随时全面、客观折射发电过程中直流系统运行情况，也可以有效弥补平衡桥法、信号注入法应用中存在的缺陷。在此基础上，直流绝缘监测技术应用中大都只有平衡桥动态运行，监测直流系统平衡接地的时候才用不平衡桥，启动时所引起的母线对地电压的波动率不超过±5%,可以将直流霍尔传感器应用到直流系统的支路绝缘监测过程中，动态采集馈线支路的漏电流形式，绝缘监测装置会在直流绝缘监测技术作用下自动化选线、监测，持续向运行中的直流系统注入不同形式的交流信号。同时，根据绝缘电阻数值，明确直流系统运行中绝缘性能不断降低的极性，准确判断对应母线等绝缘状况，明确故障隐患的同时高效处理，保证直流系统稳定运行。

三、结语

总而言之，在环境、人为等因素作用下，发电厂直流系统运行中极易出现各类故障问题，传统绝缘监测方法手段弊端不断显现，要在联系实际过程中加以优化完善，高效应用现代化绝缘监测技术，发挥多方面优势作用的同时提升对直流系统绝缘监测的精准度，随时了解其运行状态，加大对薄弱环节的管控力度，在源头上将各类故障发生率最小化，促使直流系统运行有着较高的安全性、可靠性、经济性，保证发电质量的同时满足地区经济建设发展中对电能的客观需求，持续提高综合运营效益。

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