MXJD單相接地故障管理系統

艾建紅 洪新春 余銀鋼

（安徽一天電氣技術有限公司，合肥 230031）

我國6～35kV中壓電網主要采用中性點不接地或經消弧線圈接地的非有效接地方式，提高了中壓系統的供電可靠性。但另一方面，這種接地方式也給中壓輸配電系統帶來了一些問題，最主要表現為隨著電網的迅速擴容和電力電纜的大量使用，系統電容電流增大，發生單相接地故障時消弧困難，間歇性弧光接地過電壓和高頻電流電弧對系統和設備絕緣構成威脅。加上非有效接地系統長期未解決的故障選線問題，一旦發生單相接地故障而不能迅速、有效地處理時，往往會引發其它事故并發展為相間短路。

非有效接地系統單相接地故障處理的核心技術難題則主要集中在兩點：快速、準確的單相接地故障定位（故障選線）；快速、有效的消弧處理。

MXJD單相接地故障管理系統是一個系統解決方案。基于可控脈沖電流選線的故障選線方法完全不同于小電流選線原理，有著極高的選線準確性，可以從根本上解決中性點非有效接地系統的故障選線問題。對消弧線圈和觸點消弧技術的整合，達成了優勢互補，提供了更具普遍適應性的消弧手段。暫態電壓監測和記錄系統則對單相接地故障及各種暫態電壓出現的時間、幅值和波形進行真實、完整的記錄，在發生絕緣故障時提供有效的事件記錄，利于分析故障原因、故障責任，并指導故障的防范。

1 系統組成及功能

圖1為MXJD單相接地故障管理系統應用原理圖。

圖1 MXJD單相接地故障管理系統應用原理圖

MXJD單相接地故障管理系統由三個基本功能組成，即接地故障選線（X）、接地故障處理（C）、故障記錄和后臺顯示（J）。

在中性點非有效接地系統中，通過接地變壓器引出中性點，該中性點與高壓可控硅串聯后接地。系統正常運行中，接地變壓器的中性點電壓為零或有很小的偏移電壓，可控硅不導通。當系統某一支路發生單相接地故障時，主控制器在≤20mS內檢測到接地信號，判斷接地相，并觸發可控硅導通，故障線路流過一個可控的強脈沖零序電流信號，并由一個脈沖式零序電流互感器采集，選線信號采集單元把采集到的模擬信號轉換成數字信號后再傳輸到主控制器，主控制器判斷故障線路、故障類型及故障時間等。

選相和選線完成并判斷為弧光接地后，系統啟動綜合消弧進行消弧處理。

根據接地故障的性質，對可恢復的瞬時性故障進行消弧處理后系統恢復正常運行。

對不可恢復的永久性故障，重要負荷使用觸點消弧消弧穩壓，可帶單相接地故障運行兩小時以上；非重要負荷則可直接設定跳閘。

全部過程中的電壓變化由暫態電壓監測系統完整監測和記錄。

MXJD單相接地故障管理系統在保持非有效接地系統高供電可靠性的前提下，解決了間歇性弧光接地過電壓對系統運行安全的威脅。概括起來有如下功能特點。

1）快速準確的選線

2）有效的故障處理

3）全過程的電壓監測

2 關鍵設備描述

可控脈沖電流選線裝置在20ms內完成故障選相，30ms內完成故障選線；

收到消弧指令后觸點消弧裝置在10ms內閉合觸點完成消弧，消弧線圈在100ms內完成調諧補償，快速、有效地消除接地弧光；

0～100MHz的寬頻傳感器，20M速率的高速采樣卡保證暫態電壓監測和記錄系統完整、真實地監測、采集和記錄各類電壓異常。

3 通信架構及采用的通信協議（見圖2）

4 適用范圍

MXJD單相接地故障管理系統適用于6~35kV中性點不接地系統、中性點經消弧線圈接地的電力系統。

圖2

本系統可取代傳統的小電流選線裝置進行故障選線。取代消弧線圈（含接地變）及消弧柜進行綜合消弧處理。

暫態電壓監測和記錄系統更可廣泛應用于110kV及以上的超高壓、特高壓領域。

5 實際應用情況

MXJD單相接地故障管理系統已實際投入運行2年多，在石化、煤碳、鋼鐵、化工及電力系統均有示范應用，其中EPO暫態電壓監測裝置已納入國家電網“電力系統暫態過電壓在線測量及記錄系統”。實際運行結果驗證了MXJD單相接地故障管理系統的先進性和有效性，目前已進入規模化推廣應用階段。