注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

QQ414516

处世原则:不责人小过,不发人隐私,不念人旧恶。做到此三者,既可以养德,亦可以远害

 
 
 

日志

 
 
关于我

不责人小过,不发人隐私,不念人旧恶。 做到此三者,既可以养德,亦可以远害。

网易考拉推荐
 
 

计算机检测大型接地网技术  

2016-12-27 17:17:14|  分类: 电力技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

计算机检测大型接地网技术【插图略去】

 

一、国标DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》

二、计算机检测大型接地网技术优点

三、计算机监测电气化铁路综合接地系统

四、环保、防腐、可调整接地电阻的接地极,

五、国家电网公司防止接地网和过电压事故技术要求:

六、接地摇表测量大型接地网存在的技术问题

七、国内外同类接地网测量技术对比分析报告

八、大型接地网运行情况:

九、计算机检测大型接地网发现的主要问题:

十、国内外同类接地网测量技术对比分析报告 

计算机检测大型接地网技术

全国的发电厂、变电站、电气化铁路、中石油、中石化、石油、化工企业的专业技术人员,每年都严格执行中华人民共和国DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》规程,但每年都有因接地网故障,引发数十、上百起重大设备烧毁、火灾、爆炸事故发生。电气化铁路每年都发生数百起信号故障,造成列车晚点,甚至发生重大行车事故。为此,研究接地网测量技术是一项意义重大的工作

接地摇表测量隐蔽接地网的接地电阻即使显示导通,也不能证明接地网符合安全运行要求,因为接地线的有效截面积、短路容量、热稳定值,以及系统发生接地短路时接地网产生的电位梯度等这些威胁安全生产运行的关键数据都无法得到。

运用计算机替代接地摇表测量大型接地网,是一项世界性的重大技术变革。计算机可快速计算大型接地网各项关键技术参数,精确定位故障部位,计算故障点各项数据,准确分析出隐蔽的接地网故障、缺陷,预判对安全生产运行造成的影响与威胁,为所保护设备的安全运行提供可靠保障。

     

测量接地网电压、电流、信号源                      接地网数据采集装置

       

计算机制图处理接地网各种数据            打印接地网技术评估报告

检测系统由信号源、数据采集装置、计算机、打印机等四部分构成。

一、国标DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》的规定

电力、铁路、石油、化工等系统的大型接地网,是集工作接地、保护接地、防雷电接地、防静电接地、抗干扰接地等几大功能于一体的隐蔽在大地中的重要电气设备。这些企业都是严格执行规程制度的单位,每年都要根据国标DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》和国家电网公司重大反事故措施要求,对大型接地网进行测量、开挖检查、分析工作,但依然不能避免年年都有因接地网故障引发的设备烧毁,火灾、爆炸甚至人员伤亡事故的发生。

我们对上述工业系统的事故通报和新闻报导公布的重大火灾、爆炸事故的变电站接地网,用计算机替代接地摇表重新进行了测量,其中包括河北、北京、上海、陕西35kV-500kV 电力系统50多座变电站、京广、朔黄电气化铁路牵引变电站、电气化铁路信号系统、辽河油田采油井区等大型接地网,检查出很多隐蔽的、严重的甚至危急的缺陷。

我们还调查了广西气象局对大型石油储备库接地网的测量方法和技术。

实践证明,中华人民共和国DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》中应用接地摇表测量出的接地电阻值以及显示出的接地网导通,并不能证明接地网符合安全运行要求,也不能证明接地网的电气完整性

综上所述,可以得出如下结论:

1、根据对电力系统多起重大设备烧毁事故的分析,电力系统单相接地故障电流,在接地网中产生的电位梯度大于微机保护及自动控制系统设备的耐压值,是引发发电厂、变电站、电气化铁路事故的主要原因,因此,科学的测量、计算大型接地网电位平衡度是避免事故的重要技术手段。

2、接地网接地电阻不合格,系统发生接地故障造成接地网电位升高,抬高了避雷器的动作电压值,致使厂、站内的避雷器失去作用。系统过电压、雷电过电压都无法正常释放。造成雷电过电压、系统过电压击穿高低压设备绝缘,引发重大设备事故。

3、大型接地网局部腐蚀严重或断线,有效截面积减小,造成大型接地网局部短路容量不能满足系统异常运行方式要求。系统发生接地或厂站内发生接地故障烧断接地网,接地网转移电流干扰微机保护,接地网转移电压击穿、烧毁低压控制系统设备。

4、大型接地网中并联有大量的二次电缆屏蔽线,高压设备的接地网易被土壤中的有害物质腐蚀断裂,造成接地阻值超标,而微机保护、控制、信号、数据采集电缆的屏蔽接地线均安装在室内或机构箱内,环境优越,不易被腐蚀,因此,用接地摇表测量高低压设备混联的大型接地系统,得出的导通结果没有什么实际意义。

5、发电厂、变电站、电气化铁路牵引变电所高压设备的接地线、均压母线的有效截面积、大型接地网的短路容量,是保证系统安全运行的关键性指标。目前国内外的接地网检测技术都无法完成这些项目的测量工作。

6、对于大型接地网正常运行中的不平衡电流和系统接地故障电流,接地网产生的都是非线性的交流阻抗,接地摇表测量的接地电阻和直流导通是线性的,因此这两项数值不能用于接地网各项参数的分析与计算。

7、接地摇表的输出电流只有十几毫安,高压设备接地线腐蚀到只剩十几平方毫米时,接地摇表根本判别不出来。

8DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》要求测量大型接地网的电气完整性、威胁人员和设备安全的接触电压、场地跨步电压、接地网转移电压等,接地摇表都无法测量出来。

9、大型接地网的各项安全技术指标是动态值,是一个逐年下滑的变化曲线,每年一次例行测量的接地电阻和导通值,不能作为判断接地网在今后一年时间内是否合格的标准。

10、为此中华人民共和国DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》不适用于已完工和运行中的大型接地网的测量与计算。

二、计算机检测接地网技术的优点

1、计算机检测接地网,不需要停产、停电,不需做复杂的安全措施,无需在厂、站以外敷设数千米的测量导线,不再发生因踩踏庄稼产生青苗赔损纠纷。

2、以主变中性点或站外大地作为零电位参考点,计算机采集运行中的接地网的电位平衡度,直观显示接地网的接地阻抗是否合格,

3、计算机采集接地网电流、电位分布图,可直观显示出失地运行高压设备。显示出接地网的电气完整性和故障点的精确位置。

4、接地网的电位梯度是威胁发电厂、变电站、电气化铁路、石油、化工等工业企业安全生产、正常运行的重要因素,是考核接地网质量的重要技术指标。

5、利用信号源对大型接地网施加电信号,根据接地网电流、电位分布图,准确计算出每台高压设备的接地线、接地网之间的等效阻抗、有效截面积和热稳定容量。

6、依据相邻高压设备之间的电位梯度与距离的比值和接地故障系统电压,计算出系统发生接地短路或站内高压设备发生接地短路,产生接触电压的设备和幅值、产生跨步电压的区域和幅值、接地网转移电压以及转移电压的路径。

7、依据接地网的电流、电压分布图,计算出系统故障或站内高压设备发生接地短路故障时接地网的电位升对避雷器动作电压的影响、对高低压电气设备绝缘的影响与威胁。

8、依据接地网电位梯度,显示出接地网故障点的精确位置,无需进行挖掘检查就能准确计算出故障点的各项参数,提出接地网大修改造方案。

9、计算机检测发电厂、变电站、电气化铁路牵引变电站大型接地网,不需人工画图、书写、计算,人员素质的影响极小,可自动建立计算机管理大型接地数据库。

10、依据历年接地网数据变化制定检修计划,实现接地网按实际安全质量进行检修。不再发生因接地网故障而引发重大设备烧毁事故。可以节省70%以上的资金投入。

三、计算机检测电气化铁路综合接地系统

1、电气化铁路牵引变电站的主变压器接线与电力系统变压器接线有很大区别,大部分都是V/VV/X型接线。电气化铁路综合接地系统的电位分布图,总是随着电力机车在区间的工作电流和土壤电阻率变化。计算机在线检测、监测综合接地系统的电位梯度幅值变化,可直观显示出接地网的安全可靠程度。

  

 

T—上行接触网;  F—下行接触网; N—接钢轨;  R—钢轨回流线;  

2、电气化铁路沿线信号楼、远程电气设备、信号机的电缆屏蔽接地线、贯通电缆综合接地系统电流、电位分布图,可直观显示出远程信号设备接地故障。

3、计算机在线监测电气化铁路综合接地系统在发现牵引变电站及远程信号接地系统异常后可及时报警,避免接地系统故障引发重大交通事故。

四、环保、防腐、可调整接地电阻的管状接地极,

常规的接地极是经过镀锌、镀铜处理的圆钢、角钢、钢管制作的,受土壤电化学侵蚀,镀锌层一般在2-3年内就会腐蚀殆尽,在沿海及土壤酸碱度高的地区腐蚀速度更快。镀锌层消失后接地极表面产生大量氧化铁,接地电阻逐年增大,导致避雷器动作电压抬高,造成避雷器不能按预定值释放系统过电压、雷电过电压,极易引发重大设备烧毁事故和人身触电事故。

1、新型环保、防腐、可调整接地电阻的管状接地极,其内、外壁喷涂了自主研发的导电、防腐材料,导电性能良好,耐腐蚀性强,在5%-20%酸碱溶液中,浸泡72小时无变化,安全使用寿命不低于地面设备的使用寿命。

2、管状接地极内填装无毒、无害、无污染的纳米降阻材料,依靠天然降水或地下水自动分解,将超导材料迅速扩散到接地极周边土壤中,降低土壤电阻率。使接地网长期保持低阻值运行。

3、在变电站主变中性点、母线避雷器接地点、接地网关键节点安装这样的接地极,可在系统发生接地短路故障时保持电位平衡。

4、新型接地极便于安装、检查和维护,数年后接地电阻回升,可人工添补超导降阻材料,使接地网长久保持低阻值运行。

5、新型接地极可广泛应用于高压输电线路杆塔、配电变压器中性点以及电气化铁路信号系统设备接地。

五、国家电网公司防止接地网和过电压事故技术要求:  

1、新建发电厂、变电站大型接地网,要按电网长远规划设计、计算接地引下线热稳定容量。

2、新建工程大型接地网除必须符合热稳定容量要求以外,还应对前期已投运的接地装置进行热稳定容量校核。
    3
、变压器中性点、重要设备及设备架构,都应有两根与主地网不同干线连接的接地引下线,每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。

4 施工单位应严格按照设计要求进行施工,预留设备的接地引下线,必须经确认合格,分别测量相邻两台高压设备的接地引下线回路电阻;测试结果是交接验收资料的必备内容。

5、 接地装置的焊接质量必须符合有关规定要求,每台高压设备的接地线与主地网的连接必须可靠,扩建地网与原地网间应进行多点可靠连接。
    6
、对于高土壤电阻率地区的接地网,在接地电阻难以满足要求时,应采用完善的均压及隔离措施后方可投入运行。对弱电设备应有完善的隔离或限压措施,防止系统发生接地故障时,地电位的升高造成设备损坏。

对接地网运行维护的有关要求:
   1、对于已投运的接地装置,应根据地区短路容量的变化,校核接地装置,包括设备接地引下线的热稳定容量,并结合变电站短路容量的变化情况和接地装置的腐蚀程度,有针对性地对接地装置进行改造。对于变电站中性点不接地、经消弧线圈接地、经低阻或高阻设备接地系统,必须按异点两相接地校核接地装置的热稳定容量。

2、接地引下线的导通检测工作应13年进行一次,并根据历次测量结果进行分析比较,以决定是否需要进行开挖检查。

3、开挖检查发现接地网腐蚀严重的,应及时处理。

4、认真执行DL/T596-2005《电力设备预防性试验规程》、DL/T 475-2006《接地装置特性参数测量导则》有关接地装置的试验要求,同时应测试各设备与接地网的连接情况,严禁设备失地运行。

5、仅使用接地摇表无法完成上述规程和国家电网公司对防止接地网和过电压事故的技术要求

六、接地摇表测量大型接地网存在的技术问题

1、 发电厂、变电站、电气化铁路牵引变电站的接地网中,并联敷设有大量二次电缆的屏蔽接地线,高压设备的接地网极易被土壤中的有害物质腐蚀而造成断线或阻抗值超标,微机保护、控制、信号、数据采集电缆的屏蔽接地线安装在室内或机构箱内,环境优越,不易被腐蚀断线。仅用接地摇表测量高低压设备混联的大型接地网显示导通,不能证明大型接地网的完整性。

2 测量位于农村的发电厂、变电站的接地网,需要向厂、站外敷设数千米的测量导线,有时需要穿越农田、水渠或各种道路,除需派人看守外,与农民交涉青苗赔损问题很难;南方地区一年四季都有农作物,测量接地网成本更高。

3、 测量位于市区变电站接地网则需跨越街道,受车辆、行人干扰,测试导线必须全程派人守护;市区内各种管网错综复杂,很难测量出接地网的真实接地阻抗。

4、大型接地网运行中产生的都是非线性交流阻抗值,随着接地网通过的电流值的大小而改变。而接地摇表测量大型接地网任意两点之间的是线性的直流电阻值。因此接地摇表测量出的直流电阻值不能用于大型接地网的分析与计算。

5、 接地摇表测量不出每台高压设备接地线的等效阻抗,无法计算大型接地网的有效截面积,无法对大型接地网和高压设备引下线进行热稳定校核。

6、发电厂、变电站、电气化铁路、石油、化工厂内部,都有数百台各种高低压电气设备或生产设备,接地摇表只能测量两台设备之间的导通,依靠人工对数百组测量数据进行拓扑分析,很难发现接地网隐蔽存在的危急严重缺陷,判断结果因人而异,对安全运行影响很大。

7、大型接地网局部腐蚀严重或断线,仅靠接地摇表输出的十几毫安电流判别不出腐蚀程度,无法定位接地网的故障位置,计算不出大型接地网的各项技术参数,无法对大型接地网进行正确的安全评估。

8、《测量导则》要求测量高压设备的接触电压、场区地表电位差、场地跨步电压、设备接触电压、接地网转移电压、以及转移路径等重要数据,发供电单位仅靠接地摇表根本无法完成这些数据的测量工作。

7、 系统发生接地短路故障时接地网产生电位升,其对避雷器动作电压的影响,对低压设备绝缘的威胁,对微机保护自动装置的干扰,无法对接地网故障点精确定位,无法得到用于参数计算关键数据。

8、大型接地网的接地阻抗、电位平衡度、设备接触电压、场地跨步电压、接地网转移电压、转移路径、每台设备接地线的有效截面积、热稳定值以及导通系统接地短路电流的能力、接地网的短路容量;电力系统发生接地短路时接地网暂态电位梯度等关键的技术参数,接地摇表都无法测量。

9、利用接地摇表测量接地网,须根据变电站接地网对角线的长度,向变电站外敷设4-5倍的两条测试导线,一般的变电站都要向站外敷设2000米以上的测量导线,测量工作十分繁重。目前长江以南地区由于青苗赔损问题,已经无法再进行接地网测量工作。

10、变电站的高压设备室、主变中性点、主变外壳、避雷器装有控制、信号电缆的高压开关、电压互感器、电流互感器、接有电压转换装置的母线侧刀闸,都接有低压控制、信号电缆。这些设备接地线的有效截面积、热稳定值必须满足接地短路容量要求,但《导则》规定的测量方法是无法计算出这些重要的技术参数的。

11、大型接地网的接地电阻是接地网的一项重要的技术指标,但接地电阻合格不能证明大型接地网符合系统安全运行要求的。

12、大型接地网在各种故障或异常运行方式下,其电位平衡度与电位升是衡量接地网安全水平的最重要的技术指标。尤其是35kV10kV不接地系统,发生接地短路故障持续时间很长,接地网缺陷极易引发大型接地网局部电位升高,抬高避雷器动作电压,造成系统过电压不能正常释放,引发设备对地放电,击穿烧毁微机保护自动控制系统的绝缘。引发重大设备烧毁事故。

1310kV不接地系统发生异相接地短路时短路电流极大,对站内10kV系统接地网与主接地网之间的短路容量、热稳定值要求最高,在这个部位引发的重大设备烧毁事故最多,最严重。

七、目前大型接地网运行情况:

由于用接地摇表测量大型接地网存在上述技术问题,国家电网公司下发特急文件,要求各单位挖掘检查接地网缺陷。但是,按照《测量导则》规定,测量大型接地网接地电阻困难很多,例如:

需在厂区外敷设数千米的测量导线,青苗赔损谈判困难很大。

有时设计图纸与实际安装位置相差很大,地面以上的高低压电气设备及架构林立,各种通道、管路、厂房建筑众多,挖开检查势必造成厂区内沟壑密布,严重影响正常运转;

地面以下各种管道沟槽、高低压电缆敷设错综复杂,挖掘检查隐蔽的大型接地网难度极大,除造成大量人力物力的浪费,且极易引发人为的设备事故。

每年全国各发供电单位都要花费巨额资金,动用人力、物力对大型接地网进行测量。按固定周期计划进行接地网大修改造更是浪费严重。现在用计算机检测大型接地网,实现了按需大修,可以节省70%左右的大修资金。

此前已利用本技术检测了北京、上海、保定、石家庄、沧州、渭南等地区的50余座35kV-500kV大型枢纽变电站接地网,接地网的合格率不足60%

八、计算机检测大型接地网发现的主要问题:

1随着电力系统的飞速发展,发电厂、变电站出现了单相接地电流远大于三相短路电流的情况,接地短路电流大都已达到了数十千安,尤其是经过多期扩建的大型枢纽变电站,接地网并没有随着系统扩容进行相应的技术改造。接地网常年受腐蚀性土壤电化学侵蚀,导通故障电流能力大幅减小,热稳定容量加速下降。隐藏的接地网缺陷,严重威胁着电网安全稳定运行。

2、电力系统为防止高压输电线路发生污闪、雾闪,对高压线路都进行了绝缘调爬,更换合成绝缘子, 增强了线路抗过电压的能力;而厂、站内的高压设备却没有提高抗过电压的能力和方法,致使厂、站内的高压设备成为释放系统过电压最薄弱点,这就要求接地网质量必须满足厂站短路容量的要求。

3、发电厂、变电站大都经过多期增容、扩建、改造,各期工程接地网连接部位、材料规格都很难查到详实的技术资料,隐蔽的接地网工程质量是否存在严重缺陷,现有的接地网测量验收技术无法正确判断,安全运行受到严重威胁。

4、环境污染、地下水位下降,使厂、站、线路杆塔所在地区的土壤电阻率普遍增大,如果接地网局部存在严重缺陷,系统发生接地故障时,接地网转移电压将大幅升高,接地网局部电位梯度差会增大数百倍甚至数万倍,严重威胁自动控制系统设备的绝缘,干扰微机保护的正确动作,

5、在同一座发电厂、变电站,后期扩建、改建工程的接地网,没有与前期工程的接地网进行可靠连接,形成通过新装设备的二次电缆屏蔽接地线连成的多个高压设备接地网。现场测量发现发电厂、变电站存在的这种致命严重缺陷已经普遍存在。接地摇表的输出只有十几毫安电流,由于电缆屏蔽线接地与高压主设备接地网并联敷设,所以利用接地摇表测量根本测量不出高压设备大型接地网的电气完整性。

6、系统接地短路电流作用在变电站内高低压设备接地线上产生的电位梯度,造成对远动通讯系统、直流系统绝缘的威胁;接地网电位升对避雷器动作电压的影响;在二次电缆屏蔽线中产生的分流对微机保护造成的干扰;上述影响造成危害的程度都不能预测出来,从而无法制定切实可行的反事故措施。

7、 部分接地网施工人员对电力系统接地技术、工艺要求不清,在施工中产生很多漏接、漏焊、假焊等人为的严重缺陷,造成接地网故障电流导通能力严重不足,接地网局部热稳定值大幅减小,破坏了系统故障时接地网电位平衡分布。

8、 接地网大修改造时会把高压设备的接地线焊接在临近电缆沟的均压母线上,一旦高压设备发生接地短路,接地短路电流会通过二次电缆沟内均压母线严重干扰微机保护的正确动作。

9、 主控室、保护室、高压开关室的接地网,与室外主接地网没有在土建施工中同时一次完成,而是在房屋建筑完工后为了施工方便,通过电缆沟、电缆孔洞接入截面很小的导通材料,造成室内高压设备接地网与室外主接地网间的热容量远达不到运行要求。由此引发的重大设备烧毁事故已屡见不鲜。

10、尤其是35kV10kV不接地系统线路故障率高,故障性质演变十分复杂,且故障持续时间很长,在不同线路发生异相接地短路时,通过接地网的电流极大。接地网故障引发接地网电位升高,抬高避雷器动作电压,击穿、烧毁厂站直流系统和继电保护装置的绝缘,造成高压开关误动、拒动,引发重大设备烧毁事故,造成大面积停电。

      九、国内外接地网测量技术对比分析

1、石油、化工企业以及易燃易爆物品的生产厂、储备库,近年来发生了近百起重大火灾爆炸事故,其中65%以上是因接地故障引发静电聚集,产生静电火花引燃泄漏的可燃物或周边可燃气体引发的。本技术能对静电能量超标立即报警,且能自动释放静电电压,同时提示消除接地隐患,保证大型接地网无故障运行,不再因产生静电引发火灾爆炸事故。

2、计算机监测的电气化铁路牵引变电所、信号楼以及车站综合接地网电位分布图,直观显示出铁路沿线安装的信号设备电气接地缺陷。据铁道部运输局统计,在20052007三年内,仅因铁路接地系统缺陷造成的信号故障,引发信号楼设备、列车晚点、交通中断等重大交通事故1722起。

3、电力、铁路、化工、石油等系统都是有严格规程、制度的单位。由于《导则》规定的接地网检测技术不完备,无法测量威胁安全生产的关键技术。无法对接地网做出可靠的安全质量评估。发电厂、变电站数十千安单相接地短路电流在通过大型接地网时,严重干扰微机保护正常动作。电气化铁路机车的工作电流,在区间突变产生的电磁场,严重干扰铁路沿线指挥信号机的正常动作。

4、石油、化工生产设备因接地故障,局部产生的静电电压高达数万伏。大型接地网隐蔽存在的危急严重缺陷不能及时被发现,系统故障产生的接地网电位差,严重威胁厂站自动控制系统低压设备绝缘,造成自动控制系统拒动、误动,引发重大设备烧毁事故。

5、国外现行的接地网检测技术与我国DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》原理完全相同,只是由手动摇表改为电动摇表或采用异频电源测量接地网,减小现场工频干扰,但也只是测量接地网的接地电阻和接地网是否导通,而这两项技术指标都不能证明接地网符合系统安全运行条件。

 

  评论这张
 
阅读(8)| 评论(1)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017