MXJD单相接地故障管理系统

艾建红 洪新春 余银钢

（安徽一天电气技术有限公司，合肥 230031）

我国6～35kV中压电网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，最主要表现为随着电网的迅速扩容和电力电缆的大量使用，系统电容电流增大，发生单相接地故障时消弧困难，间歇性弧光接地过电压和高频电流电弧对系统和设备绝缘构成威胁。加上非有效接地系统长期未解决的故障选线问题，一旦发生单相接地故障而不能迅速、有效地处理时，往往会引发其它事故并发展为相间短路。

非有效接地系统单相接地故障处理的核心技术难题则主要集中在两点：快速、准确的单相接地故障定位（故障选线）；快速、有效的消弧处理。

MXJD单相接地故障管理系统是一个系统解决方案。基于可控脉冲电流选线的故障选线方法完全不同于小电流选线原理，有着极高的选线准确性，可以从根本上解决中性点非有效接地系统的故障选线问题。对消弧线圈和触点消弧技术的整合，达成了优势互补，提供了更具普遍适应性的消弧手段。暂态电压监测和记录系统则对单相接地故障及各种暂态电压出现的时间、幅值和波形进行真实、完整的记录，在发生绝缘故障时提供有效的事件记录，利于分析故障原因、故障责任，并指导故障的防范。

1 系统组成及功能

图1为MXJD单相接地故障管理系统应用原理图。

图1 MXJD单相接地故障管理系统应用原理图

MXJD单相接地故障管理系统由三个基本功能组成，即接地故障选线（X）、接地故障处理（C）、故障记录和后台显示（J）。

在中性点非有效接地系统中，通过接地变压器引出中性点，该中性点与高压可控硅串联后接地。系统正常运行中，接地变压器的中性点电压为零或有很小的偏移电压，可控硅不导通。当系统某一支路发生单相接地故障时，主控制器在≤20mS内检测到接地信号，判断接地相，并触发可控硅导通，故障线路流过一个可控的强脉冲零序电流信号，并由一个脉冲式零序电流互感器采集，选线信号采集单元把采集到的模拟信号转换成数字信号后再传输到主控制器，主控制器判断故障线路、故障类型及故障时间等。

选相和选线完成并判断为弧光接地后，系统启动综合消弧进行消弧处理。

根据接地故障的性质，对可恢复的瞬时性故障进行消弧处理后系统恢复正常运行。

对不可恢复的永久性故障，重要负荷使用触点消弧消弧稳压，可带单相接地故障运行两小时以上；非重要负荷则可直接设定跳闸。

全部过程中的电压变化由暂态电压监测系统完整监测和记录。

MXJD单相接地故障管理系统在保持非有效接地系统高供电可靠性的前提下，解决了间歇性弧光接地过电压对系统运行安全的威胁。概括起来有如下功能特点。

1）快速准确的选线

2）有效的故障处理

3）全过程的电压监测

2 关键设备描述

可控脉冲电流选线装置在20ms内完成故障选相，30ms内完成故障选线；

收到消弧指令后触点消弧装置在10ms内闭合触点完成消弧，消弧线圈在100ms内完成调谐补偿，快速、有效地消除接地弧光；

0～100MHz的宽频传感器，20M速率的高速采样卡保证暂态电压监测和记录系统完整、真实地监测、采集和记录各类电压异常。

3 通信架构及采用的通信协议（见图2）

4 适用范围

MXJD单相接地故障管理系统适用于6~35kV中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统。

图2

本系统可取代传统的小电流选线装置进行故障选线。取代消弧线圈（含接地变）及消弧柜进行综合消弧处理。

暂态电压监测和记录系统更可广泛应用于110kV及以上的超高压、特高压领域。

5 实际应用情况

MXJD单相接地故障管理系统已实际投入运行2年多，在石化、煤碳、钢铁、化工及电力系统均有示范应用，其中EPO暂态电压监测装置已纳入国家电网“电力系统暂态过电压在线测量及记录系统”。实际运行结果验证了MXJD单相接地故障管理系统的先进性和有效性，目前已进入规模化推广应用阶段。