TE-GMJD单相接地故障综合管理系统_安徽泰隆电气有限公司

一、产品概述

在电力系统中，单相接地故障约占全部故障的85%,而且这些单相接地故障中，85%以上是瞬时的和可以恢复的。电力系统运行的安全性和供电的可靠性，在其它条件相同的情况下，取决于系统中性点的工作方式，即中性点接地方式。在有效接地系统中，单相接地故障线路会被迅速切除，防止事故扩大，这对于110kV及以上的输变电网络来说是合适的。35kV及以下中压输配电系统，由于对供电可靠性要求高，则采用了中性点非有效接地方式，或称小电流接地方式，对于发生几率较高的单相接地故障，不会产生危及人身、设备和系统安全的短路电流，并具有瞬时性单相接地故障自愈能力，系统的线电压仍然对称，可以保持对用户的连续供电。

我国6~35kV中压系统主要采用中性点不接地或经消弧线圈接地的非有效接地方式，提高了中压系统的供电可靠性。但另一方面，这种接地方式也给中压输配电系统带来了一些问题，主要是单相接地时会引起弧光过电压及谐振过电压。特别对于较高倍数的间歇性弧光接地过电压，如不能及时消除，可能造成避雷器热崩溃、电缆放炮、电压互感器故障、绝缘闪络等各类事故，引发第二点接地造成危害较大的相间事故。

这些事故表明中压系统中性点非有效接地方式会给系统电气设备的运行安全带来一些问题。这些问题如果不能有效解决，用户就会在供电可靠性和运行安全性两者间进行选择，也就是中性点接地方式的选择。多年的运行经验表明，在中压系统选择有效接地方式会显著地降低供电可靠性。因此保持中性点非有效接地方式提高供电可靠性的优点同时解决这种接地方式带来的问题是近年来中压系统的一个主要研究课题。解决这一问题的关键在于准确的故障选线和有效的后续处理。在准确确定故障支路的基础上，根据故障支路负载的重要性以及故障的性质来灵活、有效地确定故障的处理方式，形成系统解决方案。

目前市场上广泛使用的小电流选线方式往往受到接地点阻抗变化范围大、工况复杂、零序电流信号弱、电磁干扰强等各种因素的影响，难以快速、准确地选出发生单相接地故障支路，选线准确率较低。

泰隆电气在联合各界资源力量、在国内外电力行业的技术支持下诞生了一种智能化电网单相接地故障综合保护管理系统（简称接地管理系统），系统综合了直接接地、不接地、电阻接地、消弧线圈等接地方式相互配合运行，比目前电力系统采用单一的中性点不接地、消弧线圈接地、小（中）电阻接地方式具有更高的供电可靠性、选线准确率高、过电压倍数低和消谐、消弧等作用好的特点。新建电力系统可以采用手动干预法运行，也可以采用自动模式运行。

二、技术方案

在中性点非有效接地系统中，通过接地变压器引出一个中性点，该中性点与接地运行涡流磁控开关IGBT串联接入可控电阻后接地。系统正常运行时，接地运行涡流磁控开关IGBT不导通。当系统或线路发生单相接地故障时，接地变压器的中性点发生变化，装置中的主控制器检测到故障信号，并触发接地运行涡流磁控开关IBGT导通，零序回路将流过一个脉冲可控的零序大电流，该零序电流通过故障线路，故障线路测距定位信号采集单元检测到故障信号后发送给控制器，判断故障线路、故障类型及故障时间和故障波形等。然后根据单相接地故障的性质，再采用不同的工作方式，让消弧线圈和触点消弧、电阻接地及不接地互相配合，消除弧光故障，并互相保护。

对于瞬时性接地故障和弧光接地故障，通过干预技术完成故障测距定位后迅速启动脉冲式消弧线圈和触点消弧，用触点消弧来旁路暂态、高频接地电容电流和脉冲式消弧线圈暂态电感电流，当脉冲式消弧线圈稳定工作并实现补偿后，退出触点消弧，待故障消除后再退出脉冲式消弧线圈。由于有脉冲式消弧线圈以及低残压过电压吸收装置和电阻来限制触点消弧的真空接触器开断引起的操作过电压，对于瞬时性接地故障或弧光接地故障，这种组合式的工作方式克服了传统的消弧线圈或触点消弧、不接地、小电阻接地单独应用的缺陷，更加有利于故障的消除，使装置的可靠性大大提高。

对于永久性的单相接地故障，完成故障测距定位后迅速启动远跳或启用触点消弧工作和小电流系统相互配合，触点消弧直接旁路接地电容电流，小电流系统通过有效接地装置抑制故障电流，从而很好地保护故障支路特别是电缆支路的安全，保证系统的安全运行。全电压监测装置监测并记录整个选线、消弧过程，并在系统正常运行及发生故障时，对系统三相电压及其谐波、电压闪变、弧光过电压、雷击过电压、操作过电压等稳态、暂态冲击进行实时监测、定时记录和报警供用户进一步分析系统的工作状态。

TE-GMJD单相接地故障综合管理系统简称（接地管理系统）,是由泰隆电气联合电科院、华电大学科研人员，拥有多项专利技术以及特有的技术工艺，构成性能优良的新型智能电网单相接地故障综合技术保护管理的智能化系统。

TE-GMJD单相接地故障综合管理系统由终端设备接地变、磁控消弧线圈、合金接地阻尼、智能传感器、涡流磁控IGBT、互锁高速开关、宽频TV、低残压自愈双安过电压保护装置、实时通讯技术、广域测量系统、互联集控管理分析决策系统构成的系统化、智能化的管理体系。

三、创新点

本产品具有特有技术创新：

1、特有设计高性能热稳定（专利保护）

2、以特有的工艺设计满足污秽等级IV特重地区应用（专利保护）

3、智能量测传感器技术（专利保护）

4、并联非线性电阻的先进性技术（专利保护）

5、硬件设计采用FPGA+DSP+ARM9三CPU结构技术设计

6、互联集控分析决策应用软件及管理文件存储

7、一种消弧线圈无损技术（专利保护）

8、一种智能快速开关（专利保护）

9、一种自适应响应电阻（专利保护）。

四、产品功能

TE-GMJD单相接地故障综合管理系统整合了中性点非有效接地系统和中性点有效接地系统各自的优点，既保持了6~35kV中性点非有效接地系统的供电可靠性，又解决了间歇性弧光过电压给系统绝缘带来的安全隐患。概括起来，该装置有如下技术特点：

快速准确的故障测距定位

主控制器采用工业计算机嵌入DSP技术、交流模拟信号数字传输技术，当系统发生单相接地故障时，主控制器能在20ms时间内作出响应，触发智能开关导通。通过中性点发出可控脉冲电流，瞬时放大故障点接地电流信号，该接地电流可控，信号强，故障测距定位终端采集器，采用高精度传感器为进一步提高故障定位准确率,且智能开关导通时间为工频首半波，采用了相位原理，对原系统无影响。

故障测距定位装置实时采集系统故障信号，应用多种故障定位（根据用电实际情况）方法进行综合故障定位，具体包括：残流增量法及有功功率数字传输法、信号注入。装置通过粗糙集理论确定各种故障定位方法的有效域，根据故障信号特征自动对每一种故障定位方法得出的故障定位结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种故障定位方法融合到一起，最大限度地保证各种故障定位方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误判，装置采用了连续故障定位方法，每隔一定时间(1秒)重新采集数据进行分析，只要故障没有消失，装置的故障定位计算就不停止。

装置具有故障录波功能，可以提供故障前后的波形，包括故障发生前的一个周期和故障发生后五个周期的波形。可保存现场故障录波数据和选线结果20000次。

装置具备跳闸功能，大容量触点可以直接接入跳闸回路，实现故障定位后的故障切除。也可与自动重合闸结合，实现故障定位后的自动弧光处理和进一步确认。具体根据用电企业的实际情况进行方案设计。
有效的故障处理

根据单相接地故障的性质及负载的重要程度，再采用不同的工作方式，让消弧线圈和触点消弧、电阻接地、不接地互相配合，互相保护，有效消除弧光过电压，解决单相接地故障。具体根据用电企业的实际情况进行方案设计。
全电压监测控制
在系统正常运行及发生故障时，可对系统的过电压、低电压、PT断线、谐振、单相接地电压及其谐波、电压闪变、弧光过电压、雷击过电压、操作过电压等稳态、暂态冲击进行实时监测、定时记录、报警，供用户分析系统的工作状态及判断故障原因。