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一、概述
    在我國(guó)3～35KV中壓輸配電系統(tǒng)中，大部分采用中性點(diǎn)不直接接地方式，即中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地。中性點(diǎn)不直接接地方式在單相接地的狀態(tài)下，系統(tǒng)線電壓仍可保持三相對(duì)稱而不影響用電設(shè)備的正常工作。所以，采用中性點(diǎn)不直接接地方式輸配電系統(tǒng)的供電可靠性要遠(yuǎn)高于中性點(diǎn)直接接地的輸配電系統(tǒng)。這是中性點(diǎn)不直接接地方式******的優(yōu)點(diǎn)，也是我國(guó)******堅(jiān)持在中壓輸配電系統(tǒng)中使用這種接地方式的基本原因。但是，從多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和近年來(lái)中壓輸配電系統(tǒng)的發(fā)展情況看，中性點(diǎn)不直接接地方式也給中壓輸配電系統(tǒng)帶來(lái)了一些問(wèn)題：
1.中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)容易發(fā)生高壓震蕩，從而引起各種過(guò)電壓。
2.中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，通常表現(xiàn)為弧光接地的形式，此時(shí)非故障相線路對(duì)地電壓******可升至3.5倍額定相電壓。這種遍布整個(gè)系統(tǒng)的過(guò)電壓往往會(huì)在系統(tǒng)絕緣薄弱處引起對(duì)地閃絡(luò)。同時(shí)，接地電弧容易灼傷接地處的線路絕緣，特別是電纜線路，接地電弧容易燒穿電纜的相間絕緣而造成電纜相間短路，引發(fā)“電纜放炮”。另外，在弧光接地的過(guò)程中，由系統(tǒng)電磁參數(shù)的變化而引起系統(tǒng)發(fā)生激烈的電磁震蕩。在震蕩過(guò)程中，系統(tǒng)對(duì)地電容的充放電電流會(huì)在電弧熄滅和故障消除時(shí)通過(guò)系統(tǒng)中的電壓互感器的中性點(diǎn)形成回路。該直流電流往往遠(yuǎn)大于電壓互感器的額定電流，從而造成互感器的鐵心飽和，一次側(cè)電流因而急劇增大，熔斷電壓互感器保險(xiǎn)絲，甚至燒毀電壓互感器。
3.難以確定發(fā)生單相接地故障的支路。目前市場(chǎng)上基于小電流選線原理的單相接地故障選線裝置，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，采集流過(guò)各支路的零序電容電流的大小和方向并經(jīng)過(guò)不同的分析方法來(lái)確定發(fā)生單相接地故障的支路。由于系統(tǒng)零序電容電流信號(hào)小，并且會(huì)受到故障點(diǎn)的狀態(tài)、位置等等多種因素的影響，檢測(cè)的******性不高，從而給用戶的用電安全帶來(lái)隱患。而應(yīng)用于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)時(shí)，原有基于功率方向選線原理的選線裝置更是無(wú)法使用。
4.現(xiàn)有的故障電壓監(jiān)測(cè)裝置對(duì)系統(tǒng)遭受的弧光、雷電、操作等暫態(tài)過(guò)電壓不能真實(shí)的進(jìn)行記錄、分析。
為解決以上難題，我司開(kāi)發(fā)出基于同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)，在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，單相接地故障管理系統(tǒng)具備100%******率的快速選線，單相接地綜合消弧消諧處理、電網(wǎng)高速同步采集監(jiān)測(cè)及錄波功能。

二、技術(shù)特點(diǎn)及適用范圍
1.主要特點(diǎn)
同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)針對(duì)中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的，適用于電力系統(tǒng)發(fā)電廠、變電站及鋼鐵、煤炭、石油化工等大型廠礦企業(yè)。
1）較強(qiáng)的通用性和靈活性。它適用于3～35KV中壓輸配電中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中，可根據(jù)用戶的不同系統(tǒng)靈活組裝配置，滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。
2）具有實(shí)時(shí)同步高速采集系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)，對(duì)所有回路零序電流、電壓采樣速率達(dá)到12.8K以上，同步精度10us以內(nèi)。通過(guò)可控的脈沖電流注入10ms，快速******判斷系統(tǒng)接地回路。
3）主控制部件采用32位高性能DSP，全中文界面，同時(shí)通過(guò)Ⅳ級(jí)電磁抗干擾型式試驗(yàn)。
4）采用高精度硬件時(shí)鐘芯片，控制器掉電后仍可正常計(jì)時(shí)。
5）控制器具有100個(gè)事件順序記錄且掉電不丟失功能。
6）具有自檢功能，可對(duì)控制器主要部分進(jìn)行檢測(cè)分析并記錄、存儲(chǔ)，便于維護(hù)。
7）控制器為分板插件、板式結(jié)構(gòu)，封閉、加強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)4U半機(jī)箱單元，抗強(qiáng)振動(dòng)。
8）控制器具有無(wú)線通訊功能，數(shù)據(jù)上傳云端，PC及手機(jī)APP同步實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理。
2.適用范圍
1）適用于3～35KV中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)；
2）適用于電纜線路為主的電網(wǎng)、電纜與架空線的混合電網(wǎng)。
3.使用環(huán)境：
1）使用環(huán)境溫度-20℃～+40℃；
2）空氣相對(duì)濕度≤90%（+20℃）；
3）海拔不超過(guò)1000米（超過(guò)時(shí)需在訂貨時(shí)說(shuō)明）；
4）使用環(huán)境的周圍介質(zhì)無(wú)爆炸危險(xiǎn)，不應(yīng)含有腐蝕性氣體，所含導(dǎo)電塵埃的濃度不使絕緣水平降低到允許極值以下。
5）無(wú)導(dǎo)電灰塵存在；
6）無(wú)劇烈震動(dòng)的場(chǎng)所；
7）室內(nèi)安裝。

三、工作原理及主要功能
    在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)中，同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)通過(guò)接地變壓器引出一個(gè)中性點(diǎn)，該中性點(diǎn)與高壓可控硅串聯(lián)后與地相連。當(dāng)系統(tǒng)某一支路發(fā)生單相接地故障時(shí)，主控制器檢測(cè)到接地信號(hào)后迅速觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，故障支路流過(guò)一個(gè)大小可控的脈沖電流，主控制器通過(guò)同步采樣單元采集、比較所有出線回路的零序CT電流波形，判斷出故障支路、故障類型及故障時(shí)間等。根據(jù)單相接地故障的性質(zhì)，接地故障管理系統(tǒng)采用不同的工作方式，消弧線圈和真空接觸器互相配合，互相保護(hù)，提高了系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地故障管理系統(tǒng)完成選線后迅速啟動(dòng)故障相真空接觸器，真空接觸器轉(zhuǎn)移流過(guò)故障點(diǎn)的高頻接地電容電流，消除系統(tǒng)弧光過(guò)電壓，然后調(diào)諧消弧線圈，斷開(kāi)故障相的真空接觸器。在真空接觸器打開(kāi)過(guò)程中，消弧線圈補(bǔ)償系統(tǒng)接地電容電流，避免系統(tǒng)接地電容電流再次流過(guò)故障點(diǎn)，防止故障支路特別是電纜支路由單相接地故障升級(jí)為相間短路事故，同時(shí)能有效防止真空接觸器打開(kāi)時(shí)產(chǎn)生操作過(guò)電壓。如果故障點(diǎn)絕緣恢復(fù)，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，接地故障管理系統(tǒng)退出消弧線圈；如果故障點(diǎn)絕緣沒(méi)有恢復(fù)，接地故障管理系統(tǒng)再次迅速啟動(dòng)故障相真空接觸器轉(zhuǎn)移故障點(diǎn)電流，然后退出消弧線圈，保證系統(tǒng)2小時(shí)供電。同時(shí)主控制器把電力系統(tǒng)在故障狀態(tài)以及遭受雷電、操作、接地故障等沖擊時(shí)的電壓波形、所有回路的電流波形完整的進(jìn)行錄波、處理、分析，上傳到“云電微視”的后臺(tái)及用戶手機(jī)端APP。供用戶在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)查找、處理故障恢復(fù)供電，故障發(fā)生后進(jìn)一步分析電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

四、技術(shù)性能
    同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)結(jié)合了當(dāng)前中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)和中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)各自的優(yōu)點(diǎn)，既保持了傳統(tǒng)的中高壓中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，能持續(xù)運(yùn)行2小時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，又能克服該系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)選線不******的缺點(diǎn)。概括起來(lái)，該系統(tǒng)有如下技術(shù)性能：
1）同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)控制器設(shè)置RS485通訊接口，配有標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通訊規(guī)約，與用戶微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳送。
2）該管理系統(tǒng)的主控制器應(yīng)具有12.8k速率同步高速采集24個(gè)通道電流、電壓的功能；
3）系統(tǒng)發(fā)生間隙性弧光后，裝置應(yīng)在兩個(gè)周波內(nèi)把弧光接地轉(zhuǎn)換成金屬性接地，并將電弧電流降低為零，從而使弧光熄滅，系統(tǒng)過(guò)電壓被限制在相電壓值的√3倍以內(nèi)，******可能地防止間隙性弧光接地故障的發(fā)展；
4）由于系統(tǒng)中有重要的負(fù)載存在，裝置在動(dòng)作后，自身應(yīng)能連續(xù)工作2小時(shí)以上，以保證不能停電的重要負(fù)載繼續(xù)運(yùn)行；
5）不論是間隙性弧光接地、金屬性接地、PT斷線，還是系統(tǒng)過(guò)電壓、低電壓，測(cè)控裝置顯示屏上可顯示出事故屬性和相別、各相電壓值，并******記錄各種異常狀態(tài)下的技術(shù)數(shù)據(jù)，便于事故分析，同時(shí)具備4G通訊上傳云平臺(tái)功能；
6）當(dāng)發(fā)生金屬或弧光接地故障時(shí)，測(cè)控裝置顯示屏顯示弧光接地故障、三相電壓值、開(kāi)口電壓值、系統(tǒng)接地電容電流值，測(cè)控裝置輸出動(dòng)作信號(hào)使故障相接觸器必須快速動(dòng)作，同時(shí)提供接地報(bào)警輸出；
7）當(dāng)發(fā)生PT單相斷線時(shí)，測(cè)控裝置顯示屏顯示PT斷線故障、三相電壓值、開(kāi)口電壓值，同時(shí)提供報(bào)警信號(hào)；
8）當(dāng)系統(tǒng)電壓高于控制器整定的過(guò)電壓值時(shí)，測(cè)控裝置面板顯示過(guò)電壓故障、三相電壓值、并提供報(bào)警信號(hào)；
9）當(dāng)系統(tǒng)電壓低于測(cè)控裝置整定的低電壓值時(shí)，測(cè)控裝置顯示屏顯示低電壓故障、三相電壓值、并提供報(bào)警信號(hào)；
10）該管理系統(tǒng)能存儲(chǔ)不少于100次的事故記錄；
11）該管理系統(tǒng)中脈沖式消弧線圈在發(fā)生單相接地故障時(shí)具有補(bǔ)償系統(tǒng)接地電容電流，在真空接觸器開(kāi)斷時(shí)具有抑制系統(tǒng)過(guò)電壓的功能；
12）該管理系統(tǒng)具有接地脈沖選線功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，裝置選線過(guò)程應(yīng)不大于20ms，同時(shí)有告警信號(hào)輸出；
13）該管理系統(tǒng)可對(duì)三相電壓諧波、電壓閃變、雷擊過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定時(shí)記錄。
14）該管理系統(tǒng)滿足無(wú)人值班變電所要求。

五、主要元件技術(shù)參數(shù)
1）SW-DJZX同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)控制器
工作電源:85V-265V  DC/AC
SW-DJZX 同步暫態(tài)錄波型單相接地故障管理系統(tǒng)控制器采用32位高性能雙CPU，7英寸寬屏工業(yè)彩色液晶觸摸顯示屏，全中文界面，同時(shí)通過(guò)Ⅳ級(jí)電磁抗干擾型式試驗(yàn)；控制器具有視窗化全電壓故障錄波分析系統(tǒng)。
2）接地變壓器
10KV產(chǎn)品型號(hào)：DKSC-180/10Zn接法；35KV產(chǎn)品型號(hào)：DKSC-315/35Zn接法
為中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)提供一個(gè)中性點(diǎn)，發(fā)生單相接地時(shí)提供一個(gè)零序電流通道。
3）脈沖式消弧線圈
10KV產(chǎn)品型號(hào)：XDC-50/10  ******補(bǔ)償電感電流50A；35KV產(chǎn)品型號(hào)：XDC-35/30******補(bǔ)償電感電流30A。
4）高壓限流熔斷器
10KV產(chǎn)品型號(hào)：XRNT-12，額定電壓：12 KV，額定電流：31.5 A；35KV產(chǎn)品型號(hào)：XRNT-40.5，額定電壓：40.5KV，額定電流：16 A。
5）高壓可控硅觸發(fā)模組
型號(hào)：ERIC-iSCR-400A/10(35)KV
6）高壓隔離開(kāi)關(guān)
10KV產(chǎn)品型號(hào): GN19-12C/630；35KV產(chǎn)品型號(hào):GN27-40.5/630A
7）真空接觸器
10KV產(chǎn)品型號(hào)：JCZT-12/630；35KV產(chǎn)品型號(hào):JCZT3-40.5/630
8）脈沖式零序電流互感器
 型號(hào)：LXK-120； 變比：200/1；保護(hù)等級(jí)：10P10
9）管理系統(tǒng)后臺(tái)
主控制器把系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)娇蛻簟霸齐娢⒁暋焙笈_(tái)或管理系統(tǒng)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程測(cè)量、遠(yuǎn)程監(jiān)控、手機(jī)端APP。