关于直流绝缘在线监测装置QDA-300 误选线分析处理

关于直流绝缘在线监测装置QDA-300 误选线分析处理

摘要：2015至2016年期间，某燃机电厂对机组所有直流绝缘在线监测装置进行

升级。针对新装QDA-300装置在调试验收过程中，装置出现不同现象的误选问题。经过查实，针对真实接地、不同电源回路环网运行、电磁干扰等不同的原因，提

出改进措施，取得了预期的效果。

关键词：直流绝缘在线监测装置；直流接地；环网运行；电磁干扰

前言

发电厂和变电站的直流电源作为主要电气设备的保安电源，以及继电保护装置、控制装置等重要负载提供工作电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。直

流系统工作状况好坏直接影响电力系统安全、可靠和高效运行。直流接地是直流

系统常见的故障,可能造成控制回路和继电保护装置的误动作,从而引发严重的事故。因此必须对直流系统绝缘状况进行长期在线监测。为了有效提高排除直流接

地故障的效率，直流在线绝缘监测装置应具备可靠的接地选线功能。

一、情况简介

某燃机电厂各直流系统原采用的直流绝缘在线监测装置（爱默生JYM-Ⅱ）并

不具备实时检测直流系统窜入交流电源的功能。通过对比，选择广州千顺电子设

备有限公司生产的QDA-300型直流在线绝缘监测装置。利用机组停运机会，分批

次对全厂各直流系统绝缘在线监测装置进行更换。

某燃机电厂1号联合循环机组，此次改造共安装了4套QDA-300系列的绝缘

监测装置。分别是2套直流110V系统、1套直流120V系统、1套直流220V系统。在调试验收过程中装置出现不同现象的误选。基本情况是:（1）、2套110V系统

绝缘装置选线功能正常，没有出现接地选线报警现象；（2）、120V系统绝缘装

置出现接地选线报警现象，基本固定在12、17、20、43、44支路，而且系统存

在78k左右的平衡接地；（3）、220V系统的绝缘装置总共12路馈线，误选支路随机出现。

二、问题原因的分析与解决过程

情况一：120V的直流系统

120V直流系统目前存在78k的平衡接地（装置测量），通过对每路CT信号

的检测发现12、17、20、43、44馈线支路信号异常而且也最易导致误选。通过

示波仪实测获知，正常支路波形平整，无毛刺；第12支路波形有连续的细小毛刺；第17、20支路波形起伏较大，但无明显的毛刺。

1、K12的接地选线报警。由于系统存在78k的平衡接地故障（绝缘装置检测），首先进行手动选线，再结合示波器以及装置的选线结果，怀疑12馈线支

路存在接地故障。通过断开K12馈线开关后，系统接地故障消失，可以认为12

馈线支路确实存在接地故障。因此装置接地选线至该支路是正确的。在后期的检

查处理中，查明接地设备，并给予消除。

2、K17、K20的接地选线报警。由于17、20馈线支路波形比较类似，而且都

是到功能相同类型的负载但属不同屏柜。因此怀疑可能存在接线错误引起的环网

运行。通过先后断开K17、K20馈线开关的方式来确认怀疑。首先断开K20馈线

开关，测得开关下级的正极端有接近+60V的直流电压，说明20支路馈线的正极

与其他馈线存在电气链接。然后合上K20馈线开关，断开K17馈线开关，测得馈

线开关下级的正极端同样也存在接近+60V的直流电压。也说明17支路馈线的正

极与其他馈线存在电气链接。最后将K17、K20馈线开关都断开，测得二开关下

级正负极对地电压都为0 V。则证明了17、20馈线支路的正极是接在一起。

图1 不平衡负载电流

具体分析：如图1所示，由于17、20支路馈线的正极链接在一起，因此I17+不等于I17-，I20+不等于I20-，导致CT17、CT20无法抵消这个流经CT的不平衡

的负载电流，所以波形图中出现干扰信号。如果将17、20支路馈线的正极链接

的线路解开，I17+等于I17-，I20+等于I20-，CT17、CT20就可以完全抵消流经CT

的负载电流。那么CT感应出来的信号波形就应与正常支路相似。这样就不会出

现误选现象。因此直流双电源环网运行，使这两路馈线的正负极负载电流不再相等，从而导致17、20支路馈线CT出线误选现象。

处理经过：接地选线报警中的K17（1号发电机保护A屏开入量直流电源）、K20（1号发电机保护B屏开入量直流电源）之间环网运行，正回路窜接在一起，通过拉K17、K20馈线开关已证实。进一步细查，确认环网点为A、B屏各开入

量17、18号端子，二屏之间通过盘间电缆给予并接。对该开入量（励磁变温度

高报警与超温跳闸）重新敷设电缆，并正确接线后；CT17、CT20的信号恢复正常，再次经过多次现场模拟接地试验，未再出现装置误选馈线支路现象。通过以上的

处理，也进一步验证，直流双电源环网运行是QDA-300A装置对K17、K20支路接地报警的真实原因。

3、K43、K44的接地选线报警。由于K43、K44开关是17、20等众多馈线上

级小母线的进线开关，因此在下级馈线有接地时，将与下级馈线一同报警。故43、44馈线上的CT出现误选应属正常现象。在12、17、20支路的接地选线报警经处理消失后，K43、K44的接地选线报警也同时消失；验证了上述的分析。

情况二：220V直流系统

首先，测得各个馈线的波形图。每个支路的波形均含有连续细小的毛刺，且

第10、11、12支路的波形起伏较大，特别是第11支路起伏最大。

从以上各路CT的信号情况来看，这些不稳定的都集中在低频范围内，周期大概是2秒左右（频率0.5Hz）。而且最容易出现误选的可能是5、9、10、11、12

馈线支路。现场的试验结果也证明了这个判断。

造成以上的原因主要有：

（1）由于双回路供电方式造成不平衡的负荷电流，或者是不稳定的负荷电流，导致电流互感器生产这些不规则的的信号。（2）互感器周围磁场的干扰。（3）

为其他装置提供电源的馈线，由于其它原因，导致该装置的测量信号或者干扰信

号耦合或者经馈线窜入直流系统。例如，UPS直流电源，容易窜入工频信号。其

它的保护装置的测量信号等。（4）所安装的电流互感器使用的材料特性与干扰

信号不匹配。

经过现场的试验和测试，发现互感器的周围存在一定的磁场干扰，而且越靠

近第11馈线支路（UPS直流电源），干扰越大。而且在第11馈线支路（UPS直

流电源）中用互感器检测发现存在50Hz的工频信号。

处理措施：由于前面已经确定了干扰信号的波形及其响应频率范围，因此，

采取了更换电流互感器的方法。该电流互感器是采用一种可以抑制低频干扰信号

的坡莫合金材料，这种互感器抗低频干扰能力比普通铁氧体材料的电流互感器更强。具体的比较如下表所述。

表1 铁氧体与坡莫合金材质的性能对比

更换为坡莫合金材料的电流互感器后，所有的馈线上的电流互感器出来的信