单相接地故障管理系统

一、产品应用背景

　　单相接地故障是电网运行中最普遍的一种故障形式，约占系统电气故障的80%以上。我国3~66kV中压电网，大多采用中性点非有效接地的运行方式（又称为小电流接地方式），这是因为中性点不接地电网发生单相接地故障时，供电电压（线电压）依然对称并且接地电流一般不大，不需要立即切除线路，这就大大提高了供电可靠性。

　　但是随着电网规模的扩大，中压线路电缆化率的提高，以及城网、农网、企业电网混合的配电网络越来越复杂，单纯的采用不接地系统或者消弧线圈接地系统的运行方式已不能满足我国相关规程中对中压中性点非有效接地系统，在发生单相接地故障时“能够维持运行2小时”的规程要求。根据对各类型中压配电网的故障调研发现，由单相接地故障引起的跳闸事故率逐年提高，特别是企业电网因单相接地引起的跳闸事故占总短路故障的80%。同时，伴随中压配电网单相接地故障产生的弧光接地过电压、铁磁谐振、小电流选线准确率低等问题严重影响着中压电网的运行可靠性，甚至由于单相接地未得到及时有效处理引起的人身伤害事故偶有发生，造成严重的电力安全事故。

　　近年来，关于中压配电网中性点运行方式的讨论愈来愈多：“不接地或谐振接地系统是否还能够满足新型中压配电网单相接地时运行供电”，“我国是否具备普遍推广小电阻接地系统的条件”，“中性点不接地系统采用主动干预消弧能否解决供电可靠性问题”，“中性点谐振接地系统并联中电阻选线应用的优点”等等，形成了“百家争鸣”的局面，在推动和促进学术进步的同时，也给电力用户的方案设计、设备选型带来了困扰，无从决策。

　　我公司多年来一直致力于提供电网的安全、高效、经济、智能运行方案，为了在新的配电网环境下继续发挥中性点不接地系统在单相接地故障时的供电可靠性优势，我公司开发了主动干预型消弧及单相接地故障管理系统。主动干预型消弧及单相接地故障管理系统能够适用于新型配电网环境（电容电流大、配网环境复杂等），采用脉冲电流选线、主动干预消弧、全电压监测录波、过电压抑制等多种核心技术原理实现快速选相、选线、熄弧准确率100%，保证系统的供电可靠性和安全性；对故障电压和各回路零序电流波形的录波，可以满足用户对故障数据的分析采集需要。

二、主动干预型消弧装置&单相接地故障管理系统

　　主动干预型消弧装置&单相接地故障管理系统既保持了中压中性点非有效接地系统的供电可靠性优势，又解决了新型配电网环境下选线准确率低、接地电流大、高频电流大、接地电弧剧烈、过电压幅值高、谐振烧PT、电缆放炮、智能化水平低、故障分析数据缺失等一系列问题。

（1）脉冲电流选线功能（接地选线功能）

　　系统发生单相接地故障后，脉选控制器在20ms内做出响应，单相快速真空断路器10ms内合闸，接地变投入中性点经中电阻接地，向接地线路注入幅值50A~200A的阻性电流，注入时间为工频半个周波，使流过故障线路的零序电流为持续时间10ms，采用信号强，抗干扰能力强，选线正确率100%并且不影响电力系统的继电保护；完成工频半个周波的注入电流采集后，脉选控制器命令单相快速真空断路器在5ms以内分闸，退出接地变及中电阻，系统恢复非有效接地系统运行。

（2）主动干预消弧功能（接地消弧处理功能）

　　A．不接地系统，接地电容电流Ijd≤63A时，处理功能采用高压限流熔断器与快速分相真空接触器的触点消弧组合方式，将故障相接触器合闸，主动干预转移接地电容电流，使接地故障点的残留为零，快速熄弧并维持线路运行；同时能够保证高压限流熔断器的选型安全，在发生异相接地短路故障时能够安全开断；

　　B．谐振接地系统，补偿后剩余高频电容电流Ich≤63A时，处理功能采用高压限流熔断器与快速分相真空接触器的触点消弧组合方式，将故障相接触器合闸，主动干预转移消弧线圈补偿后剩余的高频电容电流，使可靠熄弧并维持线路运行，同时能够保证高压限流熔断器运行在安全区间；

　　C．不接地系统，接地电容电流63A＜Ijd≤1250A时，处理功能采用快速分相真空断路器的开关消弧方式，将故障相快速真空断路器合闸，主动干预转移接地电容电流，使接地故障点的残留为零，快速熄弧并维持线路运行；在发生异相接地短路故障时通过快速真空断路器能够快速可靠开断短路电流，开断电流≤31.5kA。

对于电网的瞬时性故障和永久性故障具有自适应功能，瞬时性故障免维护恢复运行，永久性故障干预接地后使电压稳定并维持运行2小时。

（3）电压监测及录波功能（电压监测录波功能）

　　具备对母线电压的监测功能，通过计量、测量、保护等电压量至电压小母线；

　　具备过电压抑制及一、二次消谐功能；

　　具备对每一次故障的事件记录、电压波形录波功能；

　　具备对每一次接地故障的事件记录、各回路零序电流波形录波功能。

　　具备对电压越限、断线、接地、谐振、谐波、电压暂降等故障的报警功能；

2.1 适用场所

　　本产品适用于3-35kV中压中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统。

　　本产品可用作快速控制单相接地故障的发展，并可快速准确地给出故障线号，为在不间断供电的情况下进行单相接地故障的处理创造充分条件。同时通过对故障电压、零序电流的波形记录，为事后分析故障成因与降低故障率提供了可靠的数据记录。

2.2 环境条件

环境温度：－25～＋50℃。

海拔高度：≤2000m。

空气湿度：日平均湿度≤96%、月平均湿度≤90%。

地震烈度：8度（水平加速度0.25g、垂直加速度0.105g）。

周围环境：不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性、腐蚀性和易燃性的混合物。

　　对于高海拔地区、户外场所、腐蚀性场所等运行环境恶劣的条件，订货时须明确提出，我方可根据装置的特殊运行环境，设计制造满足现场运行条件的产品。