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TE-GMJD單相接地故障綜合管理系統

發(fā)布時(shí)間:2020-07-30瀏覽次數:6535

一、產(chǎn)品概述

在電力系統中,單相接地故障約占全部故障的85%,而且這些單相接地故障中,85%以上是瞬時(shí)的和可以恢復的。電力系統運行的安全性和供電的可靠性,在其它條件相同的情況下,取決于系統中性點(diǎn)的工作方式,即中性點(diǎn)接地方式。在有效接地系統中,單相接地故障線(xiàn)路會(huì )被迅速切除,防止事故擴大,這對于110kV及以上的輸變電網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)是合適的。35kV及以下中壓輸配電系統,由于對供電可靠性要求高,則采用了中性點(diǎn)非有效接地方式,或稱(chēng)小電流接地方式,對于發(fā)生幾率較高的單相接地故障,不會(huì )產(chǎn)生危及人身、設備和系統安全的短路電流,并具有瞬時(shí)性單相接地故障自愈能力,系統的線(xiàn)電壓仍然對稱(chēng),可以保持對用戶(hù)的連續供電。

我國6~35kV中壓系統主要采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)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(lái)了一些問(wèn)題,主要是單相接地時(shí)會(huì )引起弧光過(guò)電壓及諧振過(guò)電壓。特別對于較高倍數的間歇性弧光接地過(guò)電壓,如不能及時(shí)消除,可能造成避雷器熱崩潰、電纜放炮、電壓互感器故障、絕緣閃絡(luò )等各類(lèi)事故,引發(fā)第二點(diǎn)接地造成危害較大的相間事故。

這些事故表明中壓系統中性點(diǎn)非有效接地方式會(huì )給系統電氣設備的運行安全帶來(lái)一些問(wèn)題。這些問(wèn)題如果不能有效解決,用戶(hù)就會(huì )在供電可靠性和運行安全性?xún)烧唛g進(jìn)行選擇,也就是中性點(diǎn)接地方式的選擇。多年的運行經(jīng)驗表明,在中壓系統選擇有效接地方式會(huì )顯著(zhù)地降低供電可靠性。因此保持中性點(diǎn)非有效接地方式提高供電可靠性的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)解決這種接地方式帶來(lái)的問(wèn)題是近年來(lái)中壓系統的一個(gè)主要研究課題。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于準確的故障選線(xiàn)和有效的后續處理。在準確確定故障支路的基礎上,根據故障支路負載的重要性以及故障的性質(zhì)來(lái)靈活、有效地確定故障的處理方式,形成系統解決方案。

目前市場(chǎng)上廣泛使用的小電流選線(xiàn)方式往往受到接地點(diǎn)阻抗變化范圍大、工況復雜、零序電流信號弱、電磁干擾強等各種因素的影響,難以快速、準確地選出發(fā)生單相接地故障支路,選線(xiàn)準確率較低。

泰隆電氣在聯(lián)合各界資源力量、在國內外電力行業(yè)的技術(shù)支持下誕生了一種智能化電網(wǎng)單相接地故障綜合保護管理系統(簡(jiǎn)稱(chēng)接地管理系統),系統綜合了直接接地、不接地、電阻接地、消弧線(xiàn)圈等接地方式相互配合運行,比目前電力系統采用單一的中性點(diǎn)不接地、消弧線(xiàn)圈接地、?。ㄖ校╇娮杞拥胤绞骄哂懈叩墓╇娍煽啃?、選線(xiàn)準確率高、過(guò)電壓倍數低和消諧、消弧等作用好的特點(diǎn)。新建電力系統可以采用手動(dòng)干預法運行,也可以采用自動(dòng)模式運行。

二、技術(shù)方案

在中性點(diǎn)非有效接地系統中,通過(guò)接地變壓器引出一個(gè)中性點(diǎn),該中性點(diǎn)與接地運行渦流磁控開(kāi)關(guān)IGBT串聯(lián)接入可控電阻后接地。系統正常運行時(shí),接地運行渦流磁控開(kāi)關(guān)IGBT不導通。當系統或線(xiàn)路發(fā)生單相接地故障時(shí),接地變壓器的中性點(diǎn)發(fā)生變化,裝置中的主控制器檢測到故障信號,并觸發(fā)接地運行渦流磁控開(kāi)關(guān)IBGT導通,零序回路將流過(guò)一個(gè)脈沖可控的零序大電流,該零序電流通過(guò)故障線(xiàn)路,故障線(xiàn)路測距定位信號采集單元檢測到故障信號后發(fā)送給控制器,判斷故障線(xiàn)路、故障類(lèi)型及故障時(shí)間和故障波形等。然后根據單相接地故障的性質(zhì),再采用不同的工作方式,讓消弧線(xiàn)圈和觸點(diǎn)消弧、電阻接地及不接地互相配合,消除弧光故障,并互相保護。

對于瞬時(shí)性接地故障和弧光接地故障,通過(guò)干預技術(shù)完成故障測距定位后迅速啟動(dòng)脈沖式消弧線(xiàn)圈和觸點(diǎn)消弧,用觸點(diǎn)消弧來(lái)旁路暫態(tài)、高頻接地電容電流和脈沖式消弧線(xiàn)圈暫態(tài)電感電流,當脈沖式消弧線(xiàn)圈穩定工作并實(shí)現補償后,退出觸點(diǎn)消弧,待故障消除后再退出脈沖式消弧線(xiàn)圈。由于有脈沖式消弧線(xiàn)圈以及低殘壓過(guò)電壓吸收裝置和電阻來(lái)限制觸點(diǎn)消弧的真空接觸器開(kāi)斷引起的操作過(guò)電壓,對于瞬時(shí)性接地故障或弧光接地故障,這種組合式的工作方式克服了傳統的消弧線(xiàn)圈或觸點(diǎn)消弧、不接地、小電阻接地單獨應用的缺陷,更加有利于故障的消除,使裝置的可靠性大大提高。

對于永久性的單相接地故障,完成故障測距定位后迅速啟動(dòng)遠跳或啟用觸點(diǎn)消弧工作和小電流系統相互配合,觸點(diǎn)消弧直接旁路接地電容電流,小電流系統通過(guò)有效接地裝置抑制故障電流,從而很好地保護故障支路特別是電纜支路的安全,保證系統的安全運行。全電壓監測裝置監測并記錄整個(gè)選線(xiàn)、消弧過(guò)程,并在系統正常運行及發(fā)生故障時(shí),對系統三相電壓及其諧波、電壓閃變、弧光過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等穩態(tài)、暫態(tài)沖擊進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、定時(shí)記錄和報警供用戶(hù)進(jìn)一步分析系統的工作狀態(tài)。 

TE-GMJD單相接地故障綜合管理系統簡(jiǎn)稱(chēng)(接地管理系統),是由泰隆電氣聯(lián)合電科院、華電大學(xué)科研人員,擁有多項專(zhuān)利技術(shù)以及特有的技術(shù)工藝,構成性能優(yōu)良的新型智能電網(wǎng)單相接地故障綜合技術(shù)保護管理的智能化系統。

TE-GMJD單相接地故障綜合管理系統由終端設備接地變、磁控消弧線(xiàn)圈、合金接地阻尼、智能傳感器、渦流磁控IGBT、互鎖高速開(kāi)關(guān)、寬頻TV、低殘壓自愈雙安過(guò)電壓保護裝置、實(shí)時(shí)通訊技術(shù)、廣域測量系統、互聯(lián)集控管理分析決策系統構成的系統化、智能化的管理體系。

 

三、創(chuàng )新點(diǎn)

本產(chǎn)品具有特有技術(shù)創(chuàng )新:

1、特有設計高性能熱穩定(專(zhuān)利保護)

2、以特有的工藝設計滿(mǎn)足污穢等級IV特重地區應用(專(zhuān)利保護)

3、智能量測傳感器技術(shù)(專(zhuān)利保護)

4、并聯(lián)非線(xiàn)性電阻的先進(jìn)性技術(shù)(專(zhuān)利保護)

5、硬件設計采用FPGA+DSP+ARM9三CPU結構技術(shù)設計

6、互聯(lián)集控分析決策應用軟件及管理文件存儲

7、一種消弧線(xiàn)圈無(wú)損技術(shù)(專(zhuān)利保護)

8、一種智能快速開(kāi)關(guān)(專(zhuān)利保護)

9、一種自適應響應電阻(專(zhuān)利保護)。

四、產(chǎn)品功能

TE-GMJD單相接地故障綜合管理系統整合了中性點(diǎn)非有效接地系統和中性點(diǎn)有效接地系統各自的優(yōu)點(diǎn),既保持了6~35kV中性點(diǎn)非有效接地系統的供電可靠性,又解決了間歇性弧光過(guò)電壓給系統絕緣帶來(lái)的安全隱患。概括起來(lái),該裝置有如下技術(shù)特點(diǎn):

  1. 快速準確的故障測距定位

    主控制器采用工業(yè)計算機嵌入DSP技術(shù)、交流模擬信號數字傳輸技術(shù),當系統發(fā)生單相接地故障時(shí),主控制器能在20ms時(shí)間內作出響應,觸發(fā)智能開(kāi)關(guān)導通。通過(guò)中性點(diǎn)發(fā)出可控脈沖電流,瞬時(shí)放大故障點(diǎn)接地電流信號,該接地電流可控,信號強,故障測距定位終端采集器,采用高精度傳感器為進(jìn)一步提高故障定位準確率,且智能開(kāi)關(guān)導通時(shí)間為工頻首半波,采用了相位原理,對原系統無(wú)影響。

    故障測距定位裝置實(shí)時(shí)采集系統故障信號,應用多種故障定位(根據用電實(shí)際情況)方法進(jìn)行綜合故障定位,具體包括:殘流增量法及有功功率數字傳輸法、信號注入。裝置通過(guò)粗糙集理論確定各種故障定位方法的有效域,根據故障信號特征自動(dòng)對每一種故障定位方法得出的故障定位結果進(jìn)行可信度量化評估,應用證據理論將多種故障定位方法融合到一起,最大限度地保證各種故障定位方法之間實(shí)現優(yōu)勢互補。為了避免故障信號受到干擾而導致誤判,裝置采用了連續故障定位方法,每隔一定時(shí)間(1秒)重新采集數據進(jìn)行分析,只要故障沒(méi)有消失,裝置的故障定位計算就不停止。

    裝置具有故障錄波功能,可以提供故障前后的波形,包括故障發(fā)生前的一個(gè)周期和故障發(fā)生后五個(gè)周期的波形??杀4娆F場(chǎng)故障錄波數據和選線(xiàn)結果20000次。

    裝置具備跳閘功能,大容量觸點(diǎn)可以直接接入跳閘回路,實(shí)現故障定位后的故障切除。也可與自動(dòng)重合閘結合,實(shí)現故障定位后的自動(dòng)弧光處理和進(jìn)一步確認。具體根據用電企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行方案設計。


  2. 有效的故障處理

    根據單相接地故障的性質(zhì)及負載的重要程度,再采用不同的工作方式,讓消弧線(xiàn)圈和觸點(diǎn)消弧、電阻接地、不接地互相配合,互相保護,有效消除弧光過(guò)電壓,解決單相接地故障。具體根據用電企業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行方案設計。

  3. 全電壓監測控制
    在系統正常運行及發(fā)生故障時(shí),可對系統的過(guò)電壓、低電壓、PT斷線(xiàn)、諧振、單相接地電壓及其諧波、電壓閃變、弧光過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等穩態(tài)、暫態(tài)沖擊進(jìn)行實(shí)時(shí)監測、定時(shí)記錄、報警,供用戶(hù)分析系統的工作狀態(tài)及判斷故障原因。

五、產(chǎn)品型號

六、接地管理柜常規標準一次系統圖

七、接地管理柜常規標準尺寸

6kV柜體參考尺寸:800mmx1500mmx2300(寬x深x高)800寬中置手車(chē)柜(3面柜)

10kV柜體參考尺寸:800mmx1500mmx2300(寬x深x高)800寬中置手車(chē)柜(3面柜)

20kV柜體參考尺寸:1200mmx1800mmx2300(寬x深x高)1200寬中置手車(chē)柜(3面柜)

35kV柜體參考尺寸:1400mmx2800mmx3000(寬x深x高)1400寬中置手車(chē)柜(3面柜)


1、接地管理柜常規標準尺寸正視圖


2、接地管理柜常規標準尺寸后視圖

3、接地管理柜常規標準尺寸1#柜側視圖

4、接地管理柜常規標準尺寸2#柜側視圖


5、接地管理柜常規標準尺寸3#柜側視圖


八、產(chǎn)品使用環(huán)境

1、環(huán)境溫度:-30℃~+65℃;

2、大氣壓力:80~120kPa;

3、空氣相對濕度:90%(25℃),50%(40℃);

4、海拔:<2000M;

5、安裝地點(diǎn)具有防風(fēng)、防雨、防沙、防塵設施。

6、使用環(huán)境中不得有爆炸危險、腐蝕性、破壞絕緣的介質(zhì)或氣體。

九、產(chǎn)品調試、運行

產(chǎn)品出廠(chǎng)前將依據企業(yè)標準進(jìn)行出廠(chǎng)試驗并調試,符合標準,準予出場(chǎng)?,F場(chǎng)安裝后免調試可以直接投運。

十、設計須知

1、依據行業(yè)特點(diǎn),設計供配電方案; 

2、依據供配電設計容量;

3、依據電力系統規劃設計方案;

4、依據電壓等級的絕緣配合。

十一、訂貨須知

1、用戶(hù)訂貨時(shí)需提供一次系統圖;

2、用戶(hù)訂貨時(shí)需提供技術(shù)規范書(shū);

3、用戶(hù)訂貨時(shí)需提供系統電容電流;

4、用戶(hù)訂貨時(shí)需提供系統五年增容計劃;

5、用戶(hù)訂貨時(shí)需提供系統接地電阻值;

6、有特殊要求在訂貨前提出;

7、特殊產(chǎn)品需要提前做技術(shù)對接。

十二、產(chǎn)品應用系統圖


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