当K1、K2断开时,正负母线间的等效电阻为(R+R)//(2R+3R/2)//(3R/2+2R)=14R/15。绝缘在线监测仪内部的K1、K2不会同时闭合,若Kl断开而K2闭合,则正母对地电阻为R// (3R/2) = 3R/5,负母对地电阻为R//2R=2R/3。按照电阻分压原理,正负母线在绝缘在线监测仪自身的影响下会出现9:10左右的分压关系,考虑到该变电站直流系统电压为121. 5V,则正母线对地电压为57. 6V,负母线对地电压为63. 9V。因此,绝缘在线监测仪监测到的系统电压低于57. 6V,不是绝缘在线监测仪内部电阻引起的,而是与外界的负载电阻有关。
假设正母线存在变化的电阻RX,绝缘在线监测仪中K1断开而K2闭合,系统电压为121. 5V,如图3所示。
正母线对地电压下降到40V时,应有[(3R/5)//RX]/[(3R/5)//RX+2R/3] X 121. 5V= 40V,即RX=3R/4。由此表明,当系统中变化的电阻RX在3R/4以下时,系统会出现母线电压下降至40V以下而引起故障录波器启动的情况。然而,3R/4不属于直流接地故障范围(该站直流接地告警值为R/8),因此需调整故障录波器启动电压门槛值。[(3R/5)//(R/8)〕/[(3R/5)//(R/8)+2R/3]×121. 5V=16. 2V,即调整故障录波器启动电压门槛值为20V为宜。
调整故障录波器启动电压门槛值为20V,并将直流接地监测装置的绝缘电阻门槛值重新调回25 kS2后,在阴雨天气,再未出现过故障录波器频繁启动现象。
(2) K11507、K11508支路为4R48线、4R49线测控装置。4R48.线、4R49线投运后,直流I段有任意支路接地时均会同时报K11507、K11508支路接地。
绝缘在线监测仪支路监测原理如图4所示,正负母线同时穿过支路上的小互感器,母线上的交流小信号通过负载,在正负母线上幅值相同而方向相反,在小互感器上产生的磁通量相互抵消,因此在小互感器上无感应电动势存在。
当支路发生阻性接地(如图5所示)时,交流小信号通过电阻流失,小互感器上的交流信号失去平衡,小互感器上出现感应电动势,绝缘在线监测仪通过检测该信号的大小来判断该支路绝缘电阻值,上报绝缘接地情况。
当系统存在电容干扰(如图6所示)时,电容的通交阻直特性使得交流信号消失,此交流信号超过绝缘在线监测仪允许值后,就会引起绝缘在线监测仪精度下降。
对于“直流I段有任意支路接地时,均会同时报K11507、K11508支路接地”现象,以5 kΩ接地电阻进行K11509接地试验,试验结果见表1。K10XXX为分屏总空开,分屏上的所有支路发生接地时此路均会报出。
由表1可知,K11507、K11508支路存在较大分布电容,该电容会引起绝缘在线监测仪精度下降。因线路已投运,故通过改变线路布置方式来消除分布电容的方法不可行。对于此类情况,建议采用电容补偿方式,原理如图7所示,相当于人为制造一条交流通道,使交流不经过负载,解决了负载端分布电容引起的交流小信号消失问题,而不影响纯阻性信号的检测,从而达到校正检测精度的目的。
(3)某日,监控后台报“绝缘异常或绝缘在线监测仪通信中断”,“直流屏1系统异常总告警动作”,“直流屏1系统绝缘降低总告警动作”。经查,直流I段母线接地,正对地电压为14. 3V,负对地电压为106. 3V,正对地电阻为11. 5kΩ,负对地电阻为135. 3Ω。正对地电阻有明显的下降趋势。
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