配電網(wǎng)單相接地故障檢測(cè)技術(shù)與運(yùn)行方式的變革

最近在全國(guó)開(kāi)展就近快速隔離小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的實(shí)踐， 探討推進(jìn)配電網(wǎng)接地故障快速隔離技術(shù)的應(yīng)用，提升配電網(wǎng)智能化管理水平。提高配電網(wǎng)接地故障處理水平，避免因電氣故障所引起的電氣火災(zāi)，減少杜絕人身傷害事故，保障供用電安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、配電網(wǎng)單相接地故障檢測(cè)技術(shù)與運(yùn)行方式變革

1、什么是小電流接地系統(tǒng)單相接地故障？

單相接地故障一般是指高壓交流電三相中的其中任意相由于絕緣層損傷方式的短路故障，主要是高壓弧光電弧放電擊穿絕緣保護(hù)層引起的故障。在三芯電纜中只是其中某一相被電弧擊穿，引起電纜弧光放電，統(tǒng)稱單相接地故障，由于放電的電流很小，沒(méi)有達(dá)到線路保護(hù)定值，繼電保護(hù)還沒(méi)有動(dòng)作。

我國(guó)配電網(wǎng)供電線路80% 是采用中性點(diǎn)不接地與消弧線圈接地（稱為小電流接地）方式。中性點(diǎn)不接地有利于瞬時(shí)性接地故障電弧自行熄滅，減少跳閘率，提高供電可靠性；

單相接地間歇性電弧放電是絕緣薄弱環(huán)節(jié)形成閃絡(luò)放電，2000度電弧溫度時(shí)間一長(zhǎng)就可以將電纜絕緣層損傷，造成相間短路或者損害電氣設(shè)備。

2、改進(jìn)小電流單相接地故障檢測(cè)技術(shù)

（1）、利用零序電流互感器

零序電流互感器用于檢測(cè)零序電流，一般將三根火線全部穿過(guò)互感器內(nèi)孔，測(cè)量的是三相電流的矢量和，也就是零序電流。當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時(shí)，回路中有漏電電流流過(guò)，這時(shí)穿過(guò)互感器的三相電流相量和不等零。

（2）、正常的三相對(duì)稱電流，由于電位角等于120°其矢量和等于零，零線上沒(méi)有電流。

當(dāng)發(fā)生單相接地，兩相接地故障時(shí)，短路相電流增加，三相電流不平衡，零線上就有了“零序電流”。

（3）、當(dāng)某一相發(fā)生接地故障時(shí)，必然產(chǎn)生一個(gè)單相接地故障電流，此時(shí)檢測(cè)到的零序電流，是三相不平衡電流與單相接地電流的矢量和。

（4）、用“對(duì)稱分量法”計(jì)算非對(duì)稱故障時(shí)，把一個(gè)不對(duì)稱分量分解成“正序”“負(fù)序”“零序”三種分量來(lái)分別計(jì)算，最后合成實(shí)際的故障電流。

由于各種短路條件的不同，零序阻抗、零序電源、相位的變化等等，短路電流在零線上反應(yīng)的大小也是不同的，單相接地短路電流在零線上可以小于兩相接地和三相接地，也可以大于兩相接地和三相接地等等，因?yàn)榱阈螂娏鞯牟淮_定性。

（5）、利用零序電壓互感器

單相接地故障，變電站10 kV母線上的零序電壓互感器在開(kāi)口三角形上產(chǎn)生零序電壓。熔斷電流為0.6～1.8A。當(dāng)發(fā)生單相不完全接地時(shí)，故障相的電壓降低，非故障相的電壓升高，電壓互感器開(kāi)口三角處的電壓達(dá)到整定值，電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出單相接地故障信號(hào)。如果發(fā)生單相完全接地，則故障相的電壓降到零，非故障相的電壓升高到線電壓。

3、利用小電流接地自動(dòng)選線裝置

變電站安裝小電流接地自動(dòng)選線裝置，可以根據(jù)故障時(shí)的電壓、電流信號(hào)對(duì)各條線路進(jìn)行甄別，選出故障線路供運(yùn)行人員參考。但在實(shí)際變電站接地選線應(yīng)用中，會(huì)出現(xiàn)少量選線不準(zhǔn)確的情況，此時(shí)我們應(yīng)該更加注重選線裝置和各個(gè)線路的零序電流互感器配合問(wèn)題。

4、利用單相接地故障指示器檢測(cè)裝置

隨著技術(shù)的進(jìn)步，為了減少接地故障的危害，在某些配電系統(tǒng)中，變電站配出線路開(kāi)始使用信號(hào)源，位置分布分別在配電線路的開(kāi)始處、中間以及末端處，指示器能夠明確地指示故障的實(shí)際發(fā)生位置，方便檢修人員更加迅速地處理故障。

5、提高檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量

單項(xiàng)接地故障都為弧光接地和間歇性接地。故障電流表現(xiàn)出零序電流值小、信號(hào)不穩(wěn)定，故障點(diǎn)難以維持穩(wěn)定的故障零序電流故障信號(hào)難以監(jiān)測(cè)和捕捉。消弧線圈的作用破壞了接地故障特征，消弧線圈補(bǔ)償作用下產(chǎn)生感性電流進(jìn)入接地發(fā)生線路。

變電站母線通往故障點(diǎn)，路徑上故障零序電流的特征會(huì)被破壞?；诠β史较蚣半妷弘娏飨辔徊畹呐袚?jù)， 基于三相不平衡對(duì)負(fù)序電流的影響判據(jù)改進(jìn)零序電流檢測(cè)方法，提高單相接地檢測(cè)靈敏度。

二、研發(fā)可靠性高的單相接地故障檢測(cè)技術(shù)

開(kāi)發(fā)配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)在變電站配出線路上安裝帶精準(zhǔn)故障檢測(cè)的DTU 信號(hào)源設(shè)備，分布在整條配電線路的開(kāi)始處、中間以及末端處。有現(xiàn)場(chǎng)DTU設(shè)備的成套裝置，直接完成單相接地故障的上報(bào)和隔離。

1、單相接地故障檢測(cè)設(shè)備向成套設(shè)備技術(shù)發(fā)展

10KV成套開(kāi)關(guān)柜設(shè)備實(shí)現(xiàn)小電流接地故障檢測(cè)隔離，當(dāng)設(shè)備檢測(cè)到小電流接地故障后，在沒(méi)有形成更加嚴(yán)重的事故沒(méi)有必要跳閘，這樣不至于馬上中斷電網(wǎng)供電，提高了供電可靠性。在準(zhǔn)確選擇出接地故障線路的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)故障線路自動(dòng)定位故障信息立即報(bào)警，最大程度保留供電區(qū)域。配網(wǎng)自動(dòng)化成套裝置成功上線應(yīng)用，標(biāo)志著小電流接地監(jiān)測(cè)產(chǎn)品的新突破。它的推廣應(yīng)用對(duì)于提高供電可靠性以及小電流接地保護(hù)技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。

2、10kV SF6全絕緣斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備

采用真空滅弧、SF6氣體絕緣，自動(dòng)化成套設(shè)備一二次融合的集成一體化設(shè)備，成套設(shè)備功能自動(dòng)化設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)柜體結(jié)構(gòu)、安全操作性能、現(xiàn)場(chǎng)施工安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求。

全絕緣斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備必須有高安全性和高穩(wěn)定性。成套設(shè)備是所需各種配件通過(guò)一定的技術(shù)規(guī)范（圖紙、技術(shù)要求、工藝要求）組合在一起，用線束把一二次設(shè)備形成一個(gè)有機(jī)的整體。10kV SF6全絕緣斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備智能化、小型化、高安全性和可靠性能集成一體，也就是最終研發(fā)出新一代一二設(shè)備相融合的電網(wǎng)智能裝備。

一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備。它包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、刀閘開(kāi)關(guān)、電纜母線、輸電線路、電力電纜等。由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成配電設(shè)備開(kāi)關(guān)或進(jìn)行其分合閘操作過(guò)程的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備。也稱為無(wú)源組件。

二次設(shè)備是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。也稱為有源組件。

3、先進(jìn)的成套設(shè)備

自動(dòng)化成套設(shè)備裝配就是安裝，組裝，調(diào)試的生產(chǎn)過(guò)程。裝配線上各崗位工人完成設(shè)備在技術(shù)上、工藝上或裝配上達(dá)到指標(biāo)或裝配要求，讓自動(dòng)化成套設(shè)備順利試運(yùn)行或在試運(yùn)行中修正數(shù)據(jù)，讓設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)。

先進(jìn)的自動(dòng)化成套設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)，全絕緣斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備裝置具有質(zhì)量高、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)多次的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用互聯(lián)網(wǎng)新型信息技術(shù)，設(shè)備的一二次系統(tǒng)軟硬件連接新技術(shù)。全絕緣斷路器柜自動(dòng)化成套設(shè)備能夠提供電網(wǎng)自動(dòng)化解決方案，核心專業(yè)技術(shù)支持，具有后備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和支持系統(tǒng)，自動(dòng)化成套設(shè)備對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全和供電的穩(wěn)定性有可靠的保證。

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