绝缘监测装置存在的问题与解决方法

10：39：41#1发电机水轮机115%转速（主配失灵时）动作
2、套直流系统并联运行
实际桥电阻： 40//40//40//40//30=7.5k 系统对地总电容： 623微法
3、结论
本站直流系统，由于2段母线并联运行，多套绝缘装置的平衡桥电阻接 入1套直流系统，导致实际的平衡桥电阻只有7.5k：对于220V直流系统 来说，明显偏小；接地故障检测灵敏度大大下降，绝缘电阻需降低到 25k/5套，约5k才能告警
4、结论
本站直流系统的电压偏移及波动的原因是由在线绝缘装置引起，有两方面原因。 一：电压偏移：是装置内故障，平衡桥故障导致。 二：电压波动：是装置设计原理缺陷导致。
5、该变电站曾发生的事故
1、2008年发生单台主变误跳事故 2、2009年发生两台主变同时误跳事 注：该站共有2台500kV主变
案例分析(三)
电力行业标准要求
电力行业标准要求
1、国家电网18条反措要求
5.1.1.18.3新建或改造变电站，直流系统绝缘监测装置应具备交流窜入直流的测记和报 警功能。原有的直流绝缘监测装置应逐步进行改造使其具备交流窜入直流的测记和报 警功能。
2、电力行业标准要求
2.1两极接地 直流系统正极、负极或正负极对地绝缘电阻小于下表规定值时，绝缘装置要求告警选线。
1、基本结果（见表1）
2、绝缘监测仪损坏，有8台
3台黑屏， 1台显示模糊， 2台无工作电源， 1台装置系统电压显示390V，正、负极对地电压显示40V， 1台装置V＋显示0V，V-显示93V，数据明显错误， 这类问题占本次调查装置的约2.6％。
3、监测仪显示绝缘电阻很低，而不发告警信号 ，有14台
乒乓桥检测原理
作用： 两组平衡桥电阻加切换开关， 能检测两极接地故障。
缺陷： 正负对地电阻差大，电压波动 大，可能导致保护误动。
平衡桥+切换桥检测原理
减少压差，电压波动小，最大 限度避免直流系统保护误动 检测两极接地和多点接地故障 较为先进的装置采用了平衡桥 与切换桥相结合的检测原理
直流系统事故案例分析
直流绝缘监测装置存在的问 题与解决方法
目 录
1. 直流绝缘监测装置原理阐述 2. 直流系统事故案例分析 3. 绝缘监测装置存在的问题与危害 4. 电力行业标准要求前国内数省正在制定的《直力 5. QDA-300在线绝缘监测装置介绍
直流绝缘监测装置原理阐述
原理阐述
目前国内运行的直流绝缘监测装置绝大部分采用平衡桥检测原理，为了更准确检测直流系 统两极接地故障，较为先进的装置采用了平衡桥与切换桥相结合的检测原理。 在绝缘正常时，正负极电压基本平衡，当直流系统的绝缘下降时（直流接地），系统正、 负极对地电压会发生偏差,装置通过检测对地电压的变化进行接地告警。 同时由于正负极对地电压压差的存在,在接地支路会产生直流漏电流（或由在系统内的绝缘 检测装置通过切变电阻产生一个交变接地检测信号），通过装置附带的互感器（CT）检测, 进行支路选线。 检测原理大致可分为：平衡桥检测、双桥检测、乒乓桥检测及平衡桥+切换桥检测
2.停掉在线运行的绝缘监察装置后
停掉一段在线运行的绝缘监察装置后，测量正极对地120V，负极对地114V， 无波动。 停掉二段在线运行的绝缘监察装置后，测量正极对地130V，负极对地-95V， 无波动。
3、外接平衡桥后电压情况
两段母线退出绝缘监察装置后同时接入正负电阻平衡桥（47 KΩ）。 测量一段母线对地电压为：正极对地124V，负极对地110V，电压稳定。 测量二段母线对地电压为：正极对地109V，负极对地110V，电压稳定无波动， 正常运行。
站内监控机显示站内此时无直流接地及其他异常信号发出。
2、事故产生原因分析
测量压板电位，造成一点接地
保护工作人员进行线路保护改定值工作，在使用万用表测试压板电位操 作过程中，万用表由于长时间开启而自动屏蔽电源，在其操作重新开机 切换档位时，万用表档位短时切过至“低电阻”档位，造成跳闸回路的 一点接地。
6、引起保护跳闸的主要因素
测量压板电位，短时间造成一点接地。 “绝缘监测装置”在测量直流系统绝缘时， 正负极对地电压波动太大。 直流系统中，存在对地电容。
案例分析(二) 、某500KV变电站电压波动及偏移情况
1、外接表计测量母线对地电压
对一段母线正负对地电压进行测量，正极对地156V-130V波动，负极对地103V-76V 波动。同时测量无交流分量。 对二段母线正负对地电压进行测量，正极对地141V-114V波动，负极对地105V-75V 波动。同时测量无交流分量。
3套绝缘装置内都有约200微法对地电容，导致直流系统对地总电容高达 600多微法。
上述2个因素都可在一点接地的情况下，引起保护误动
案例分析(五) 、现行微机绝缘装置校验结果分析（湖北省为例）
2008年9月，由湖北省电科院组织对下属各地市局及超高压公司所辖 110KV以上变电站311套绝缘监测仪的使用现状进行了一次初步的调查，调查 是由省电科院设计调查表格测试方法，由各地市局按要求独立完成的。到08 年10月10日止除超高压公司没有上缴调查报表外下辖的12个地市局已全部上 报调查报告
图表1：过程描述
图表2：开关误动情况
Ａ相
Ｂ相
Ｃ相
3310
3311 3330 3332
正确动作 正确动作 正确动作 正确动作
3、在本次事故中绝缘装置暴露出来的问题
不能识别是否由交流串入直流引起的接地：对事故分析和预防措
施造成困难。 交流串入直流引起的接地，一般接地极为０Ｖ，但该事故中正极 接地电压为２５Ｖ。 下雨、潮湿引起的接地故障，绝缘电阻一般是逐步下降，在绝缘 下降过程中，正负极压差大于４０Ｖ时，没有告警 在福建等省也曾发生交流窜入导致多次误动事故案例发生。
系统电压（V） 220 110 两极电压绝对值差整定值(V) 40 20
2.5电压偏差 对地电压波动≦5%×直流系统标称电压（南网≦10%），每天只能波动一次， 时间少于5分钟。 2.6接地Baidu Nhomakorabea障定位 接地故障定位准确率为100%。
QDA-300在线绝缘监测装置介绍
QDA-300在线绝缘监测装置介绍
1、组成
QDA-300 在线绝缘装置由主 机、选线模块及互感器（互 感器分 开口和闭环两种，适应不同用户 的需要）等。
2、工作原理
主机检测母线电压、正负极绝缘电阻等并进行异常告警，通过 RS485与选线模块及上位机通讯。选线模块在接收到主机选线信号 后，开始选线，并将选线结果告知主机 。
3、主要功能
选线采用的技术原理主要分为：检测直流漏电流和检测一个低频微功率的交变信号
平衡桥检测原理
作用： 将直流系统正负极对地电压钳 位在50%的母线电压； 检测直流系统单极接地。
缺陷: 无法判断两极接地或多点 接地。
双桥检测原理
作用： 两组平衡桥电阻加切换开关， 能检测两极接地故障。
缺陷： 正负对地电阻差大，电压波 动大，可能导致保护误动。
5、对地电压波动大
从调查数据分析，很多站电压因为装置的影响，产生了较大的电压波动 最严重的恩施鱼泉站电压波动在0－220V之间波动
陈家湾有近100V 鄂州的旭光、吴都等有近60V的电压波动
目前系统继电器的动作电压整定值在50－70％之间，当系统发生一点接地 时，极易引起保护的误动、拒动
6、绝缘监测仪装置显示值不规范
4、对地电压偏差大，有40台
下面列取部分数据，是我们这次上报数据中正负极压差大于和接近30V的部分数据 石山变的压差最大，有近90V； 超过40V压差的变电站有7个； 30V-40V之间的变电站有33个； 武汉局有26个站电压压差为30V,占本次统计变电站总数的32.5％，虽然没有达到接地 处理标准，应该引起运行维护人员的重点关注；
直流系统标称电压（V） 绝缘电阻（千欧）
220 25
110 15
2.2交流窜入 直流系统母线对地交流电压≧10V，绝缘装置要求告警选线。 2.3直流窜入 两套直流系统母线绝缘电阻≦10KΩ ，绝缘装置要求告警选线。
2.4电压偏差 直流系统两极对地电压绝对值差大于下表整定值时，绝缘装置要求告警选线。 。
案例分析(四) 、广西某水电厂直流系统问题导致机组跳闸分析
1、事故发生的状况
2009年03月26日上午10时39分，#1机组出口开关QF711突然跳闸， 监控系统有如下信号： 10：39：37 #1机故障录波器触发动作
10：39：38开关站溯河II、I线线路断路器保护启动失灵动作
10：38：38：539 #1发电机断路器QF711分闸
准确监测直流系统各种接地故障（单极、两极、多点、蓄电池组接地、
压差）并进行支路选线 准确监测交流窜入直流系统故障并进行支路选线 准确监测各种直流窜电故障（同极、异极、两极）并进行支路选线 故障支路选线准确率100%
可对装置自身的各种故障进行自检并进行故障告警
能对蓄电池组的绝缘状况进行监测并进行接地定位 开口互感器,可实现不停电改造
案例分析(一)、
因绝缘装置电压波动问题导致一点接地后保护误动(石家庄）
1、事故现场基本情况
某220V变电站进行线路RCS-931BM、PSL-603GC型保护分 别停运改定值工作。
工作成员进行RCS-931BM型保护改定值工作，在进行保护改 定值后定值打印及压板电位测试工作时，开关发生A相跳闸。
、陕西某330KV变电站误动事故分析
1、事故后果及演变过程 2011年8月19日， 某330KV变电站两台主变高压侧断路器相继跳， 110KV母线失压，导致其馈供15座110KV变电站失压，其中包括2座 110KV铁路牵引站。
下雨
误跳闸
接地
2、事故简述及实验分析
直流接地情况 跳闸前I段母线正极接地，跳闸后，经检查，接地点在110KV家子I断路器 操作机构内的温湿度控制器，有渗水。 实验分析 模拟交流串入直流的实验中，非电量中间跳闸继电器ZJ在受到交流干扰 而产生出口跳闸。 交流电源串入直流系统的原因 温湿度控制器控制电源为220V交流，信号源为220V直流，渗水后交直 流短路，直流系统I段接地，并串入220V交流电。 参考分析图表
一点接地引起保护误动 对变电站线路PSL-603GC、RCS-931BM型保护重合闸正确动作，重合 成功；现场检查一次设备未见异常；对侧线路保护未动作，设备正常。
3、VTBJ=V-(0)-{V-(0)-V-(∞)}e-t/T
4、事故发生时用录波器检测的系统正负极对地电压波形
5、继电器动作区域示意图
4、技术参数
母线电压测量范围：50%--120%Un, ≤±0.2％ 母线对地电压测量范围：0--120%Un, ≤±0.5％ 母线对地交流电压测量：0－250V, ≤±5％ 母线对地绝缘电阻测量范围：0-999.9kΩ ，≤±10% 支路对地绝缘电阻测量范围：0-999.9kΩ ，≤±15% 蓄电池组接地定位精度：±1节 直流互窜预警灵敏度：两段直流系统之间电气连接≤50K 巡检回路数：标配128回路（用户若有特殊要求，可增加）
有很多站的V+、V-、R+、R-显示 “正常” “OK” “――K”
绝缘监测装置存在的问题与危害
存在的问题与危害
1、两极接地不能正确告警选线 危害：可能造成直流系统短路；不能及时发现蓄电池漏液引起的接地故障， 可能使蓄电池容量失效。 2、交流窜入不能正确告警选线 危害：引起大面积停电事故。 3、电压偏移不能正确告警选线 危害：一点接地可能引起保护误动。 4、直流窜入不能正确告警选线 危害：引起保护误动、降低蓄电池寿命、引起火灾等。 5、产生电压波动 危害：一点接地可能引起保护误动。 6、接地故障定位正确率小于30% 危害：使接地故障排查困难；直流系统接地故障运行时间延长，增加两点接地 故障引起保护误动机会。
5.成功案例
河北邢台供电公司QDA-300直流在线 绝缘监测装置安装项目正在执行，项 目总40个站，目前已全部完成。
我司QDA-300江西省装置在萍乡供 电局五陂下220kV变电站正常运行
6、仟顺公司的技术服务特色
服务及时：以最快时间赶到客户现场。 有效性：能够发现目前直流系统所有的绝缘故障。 研发能力强：与多家研究院和省电力开展项目开发合作。 技术能力强：自带性能优良的设备，能够及时解决现场故障。 改造经验丰富：参与上百家电网改造项目，绝缘装置被广泛使用。