浅谈站用400V交流系统绝缘故障查找方法

　　站用400V交流电源体系是变电站的主要电源体系，笼罩规模辽阔，斟酌用电装备和职员平安，站用400V交流电源体系设计为接地体系；发电机、变压器的中性线均要靠得住接地。站用变负荷有三相均衡负荷、三相不屈衡负荷和单相负荷三种，负荷回路走线有三相五线制、三相四线制、三相三线制、单相三相制和单相双线制。站用交流体系负荷分为三相均衡负荷、三相不屈衡负荷和三相负荷三种类型。三相均衡负荷电源接三相前线La、Lb和Lc，外壳接地线，负荷事情时前线有电流，地线无电流；三相不屈衡负荷电源接三相前线La、Lb、Lc和零线，外壳接地线，负荷事情时前线和零线有电流，地线无电流；单相负荷电源接前线(La或Lb或Lc)和零线，外壳接地线，负荷事情时前线和零线有电流。

　　1 交流体系绝缘故障及其伤害

　　站用交流体系是保证变电站平安靠得住地运送电能的一个必弗成少的环节，站用电主要为变电站内的一、二次装备提供电源，其作用有：年夜型变压器的逼迫油轮回冷却体系电源，交流操作电源，直流体系用交流电源，装备用加热、驱潮、照明等交流电源，为UPS、SF6气体监测装配提供交流电源，正常及事故用排电扇电源，照明等生涯电源。其负荷较紧张，但均没设计泄电掩护，导致站用交流体系产生接地故障不克不及实时发现。站用交流体系产生接地，稍微故障可能造成电能损耗，严重故障可能会导致站用交流体系失电，事故严重会产生掩护误动影响及其恶劣[1]。

　　案例1：2018年6月，220kV某变电站产生1号站用变380V侧811开关、380V分段810开关故障跳闸，全站交流体系失电。导致1号主变(强油轮回)冷却器全停故障跳闸跳开011、111、211开关，10kVⅠ段母线失压。事故阐发缘故原由是：10kV配电室检修箱C相经绝缘支柱对地放电造成380V交流体系呈现故障；案例2：2005年3月6日，220kV象山站生涯负荷产生接地故障，交流馈线开关、交流进线开关未跳闸，站变零序过流掩护越级动作跳闸#1站变，380V备自投动作切换，由于故障仍旧存在，以是造成#2站变零序过流掩护越级动作跳闸。全站交流失电后影响了主变风冷电机，主变被迫停运，造成年夜面积停电。

　　2 交流绝缘故障查找办法研讨

　　2.1 交流体系绝缘故障及其特性

　　交流体系绝缘故障：站用变一次侧为三角形接线，二次侧为星形接线，输出有Ua、Ub、Uc和N线，N线接地。站用400V交流体系绝缘故障从体系线路可分为：相-相绝缘故障。前线与前线之间呈现绝缘故障，绝缘故障电阻与负荷属于并联关系，冲破原负荷的均衡度，导致的成果是前线电流增长、零线电流增长或减小；相-N绝缘故障。前线与零线之间呈现绝缘故障，相称于增长一个单相负载，绝缘相线与零线呈现电流增长；相-地绝缘故障。前线与地线间呈现绝缘故障，因为站用变中性线靠得住接地，也相称于增长一个单相负载，绝缘相线与地线呈现电流增长；N-地绝缘故障。N线是站用变中性线引出，同时在变压器端靠得住接地，N线绝缘故障点与靠得住接所在属于并联关系，属于多点接地。站用交流体系属电源体系，不消作为掩护计量，容许多点接地。以是N线绝缘故障无伤害，可以不作重点存眷。

　　交流体系绝缘故障特性：交流体系设计为接地体系，接位置置为站用变压器N线接地，变电站地网均是由网站铜排构成，导电才能极强。如图1所示，交流体系产生绝缘故障时相称于在交流体系增长负荷，增长线路负荷电流；相-相绝缘故障产生时，绝缘故障导致故障相线电流增长，即Ia和Ib或Ia和Ic或Ib和Ic更或Ia、Ib和Ic电流增长；相-N绝缘故障产生时，绝缘故障导致故障相线和N线电流增长，即Ia和N或Ib和N或Ic和N电流增长；相-地绝缘故障产生时，绝缘故障导致故障相线有电流流向年夜地，故障相线电流增长，即Ia或Ib或Ic电流增长。

　　2.2 交流体系绝缘故障查找办法

　　交流体系绝缘故障特性表象为线路电流增长，高阻绝缘故障增长的电流极小，加之交流体系电压颠簸、负荷电流也是颠簸，简单根据电流增长断定绝缘故障对高阻接地故障无效[2]。相间与相对N高阻绝缘故障所增长的负荷电流对体系无影响，无需深刻查找；相对地绝缘故障可能导致故障装备外壳带电，可能造成人身平安事故；以是相间与相对N高阻绝缘故障因查找难度年夜可先不处置，需对相对地所有绝缘故障和相间与相对N低阻绝缘故障进行查找，排查故障；监测相线电流，对电流剧增的回路进行跟踪查找，直到馈线直流电流减小地位，反省绝缘故障状况、处置绝缘故障，可办理低阻抗所有绝缘故障；检测馈线支路残剩电流，呈现残剩电流即为电流往地网回到站用变压器，检测残剩电流可避开颠簸的负荷电流，可检测到微小电流，用这种办法可检测各类对地绝缘故障。

　　图1 交流体系负荷电流图示

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　　3 交流体系绝缘故障查找仪设计

　　设计交流体系绝缘故障查找仪，查找交流体系绝缘故障；绝缘故障查找仪的设计目的为便携、小巧，便于操作。如图2所示，交流接地故障查找仪设计为便携仪表，仪表配备四把钳形互感器，4把钳形互感器可测分歧线路电流，对线路电流进行合成；可一把钳子零丁测试；满意现场交流体系电流各类环境散布进行测试。装备设计电源电路、电流采样电路、主控CPU电路、USB接口电路、显示电路和存储电路构成。

　　图2 交流体系绝缘故障查找仪装备布局

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　　图3 电源电路设计

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　　电源电路设计。电源电路采纳3节5号干电池组成，设计5V转3.3V电路。如图3所示，采纳电源芯片ASM1117设计降压稳压芯片，电源周边设计电容、二极管和电阻，完成电源设计；电流采样电路设计。线路电流经由过程钳形互感器感应后，经如图4所示放年夜电路，进行二级放年夜落后行CPU进行AD转换换算，设计4路电流采集电流。

　　图4 电流采集电路

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　　主控CPU电路设计。主控CPU选用STM32F 103ZET6。该芯片是ARM32位的Cortex™--M3CPU，具有运行速率快、存储量年夜、功耗低和各类功效接口数目浩繁的特色。该CPU最快72MHz事情频率，12通道的12位AD通道，多达112个快速双向I/O口，多达13个通讯接口，此中有USB2.0全速接口和SDIO接口。

　　USB接口电路设计。仪器设计一个USB接供词丈量数据导出。接口电路采纳芯片设计，芯片外围设计电阻、电容等完成外围电路设计；显示电路设计。仪器使用4.3寸显示屏，采纳芯片设计显示屏接口电路，完成仪器显示部门设计；存储电路设计。应用存储芯片设计8G存储芯电路，供装备采集数据存储。