Page 94 - 电力与能源2022年第六期

5 5 6 陈淑萍, 等: 二次设备内部卡件与测量回路接地异常检测

电压电流很低, 对地绝缘异常引发干扰问题导致
的事故不在少数。尤其是 4~20 mV 的过程信
号, 输至可编程逻辑控制器( PLC ) 或公布式控制
系统( DCS ) 的模拟量采集板卡, 实现模拟信号的
采集。部分模拟量传感器运行中会出现偶然的电
流值抖动、 突变或瞬时失却等现象, 主要有两个原
因: 一是传感器本身老化; 二是二次回路出现了接
地不良、 多点接地等问题造成干扰 [ 8-10 ] 。
现有的 PLC 或 DCS , 一般 均有采 样 频 率 限 图 1 双频法原理示意图
多数字万用表检测不准, 也不能检测多点接地问
制, 并且会对模拟信号进行滤波平滑处理, 使得这
题, 一旦零相连线开路或多点接地, 发生事故后将
些传感器早期的异常表现很难在控制系统界面上
会直接引起继电保护误动或拒动, 后果极其严重,
被发现。另外, 有些比较大的信号异常抖动即使
然而现有手段却对此无能为力, 继电保护面板上
被采集到, 也很难找到信号不稳定的原因, 到底是
的采样也不能很准确地反映零相情况, 直到发生
传感器本身的原因, 还是板卡或电缆的干扰, 这给
事故, 才意识到这些公共端回路状态的重要性, 然
故障的排除带来很大的不便。因接地不良或屏蔽
而迄今为止, 也设有对互感器公共端回路问题( 如
不良产生干扰, 引发设备跳闸的事故也时有发生,
多点接地、 3 / 2 接线设备和电流接地点错误、 公共
可见, 对于测量回路的屏蔽、 接地与公共端回路状
端开路或局部开路等) 进行检测的仪器。
态的检测, 对于保障二次测量回路正常运行具有
通过借鉴高精度信号处理电路的研究成果,
重要意义。
挖掘开发新型抗干扰弱电测试技术, 创新研发弱
1.2 二次系统内部卡件绝缘检测方案
电交流模拟信号的稳定检测方法, 可在变电站等
二次回路的绝缘是通过摇表检测的, 二次回
电磁环境复杂的区域稳定准确地检测毫伏级的模
路的耐压极低, 使用摇表检测绝缘时容易将二次
拟信号, 从而为评判继电保护设备零相回路的特
板卡打坏。由于板卡插件的弱电信号或电源, 使
性提供有效的实现手段。本文所提出的技术通过
用摇表检测时存在较大风险, 板卡的一些外来干
弱电模拟量信号检测和有源感应式非接触环路电
扰、 高电阻接地等隐患就很难定位。经过综合考
阻检测两种方法, 来检测电压互感器( PT ) 与电流
虑选择双频注入法进行绝缘检测, 双频注入法可
在算法中抵消对地电容的影响, 精确计算出对地 互感器( CT ) 的零相异常。
2.2 CT 测量回路异常检测方法
绝缘电阻, 在对地绝缘电阻很大的时候依然可以
流变零相故障检测分为零相开路检测和零相
保持很高的精度 [ 11-12 ] 。传 统 双 频 注 入 法 在 发 生
多点接地检测。开路诊断是通过弱电流钳形互感
绝缘故障时, 通过装置向电网交替注入两个频率
器( 钳表形式) 钳夹保护侧 N 相, 有数十毫安电流
的交流信号, 经由线路对地阻抗流回信号发生装
为正常, 无电流为开路, 此表计有良好的抗干扰能
置, 形成一条闭合回路。若其他支路绝缘均良好,
力, 不会因外部干扰而拾测不准。
其绝缘电阻为无穷大, 则故障支路电阻即为系统
总绝缘电阻, 计算出绝缘故障支路和正常支路的 由于电流互感器零相回路的电流、 电压很低,
所以很多万用表并不能准确测量, 不能检测出多
绝缘电阻的并联等效值, 实现用低电压检测高电阻
点接地的问题, 当零相出现接线多点接地或开路
的能力。若想在二次系统运行时减少损坏设备的
等事故后将会导致继电保护拒动或误动, 后果极
风险, 实现弱电回路的绝缘检测, 那么充电电压应
其严重, 继电保护面板上的采样不能准确反映零
控制在10V 左右。双频注入法原理如图1所示。
相情况 [ 13 ] 。为此提出了一种具有大尺寸的漏电
2 测量回路接地异常 流钳夹功能的新型高精度零相专用检测表, 使用
时同时夹取互感器 A , B , C , N4 根回路, 就能灵敏
2.1 测量回路接地异常检测思路
地检测出入地的漏电流, 一旦多点接地, 就能有效
在电气量测量回路中, 电压或电流互感器的
发现, 同时也能灵敏地检测出零相有无开路。
公共端回路, 如零相回路正常电流、 电压很低, 很