一、概述 單相接地故障是電網運行中較普遍的一種故障形式，約占系統電氣故障的80%以上。我國 3~66kV 中壓電網，大多采用中性點非有效接地的運行方式（又稱為小電流接地方式），這是因為中性點不接地電網發生單相接地故障時，供電電壓（線電壓）依然對稱并且接地電流一般不大，不需要立即切除線路，這就大大提高了供電可靠性。 但是隨著電網規模的擴大，中壓線路電纜化率的提高，以及城網、農網、企業電網混合的配電網絡越來越復雜，單純的采用不接地系統或者消弧線圈接地系統的運行方式已不能滿足我國相關規程中對中壓中性點非有效接地系統，在發生單相接地故障時“能夠維持運行 2 小時”的規程要求。根據對各類型中壓配電網的故障調研發現，由單相接地故障引起的跳閘事故率逐年提高，特別是企業電網因單相接地引起的跳閘事故占總短路故障的 80%。同時，伴隨中壓配電網單相接地故障產生的弧光接地過電壓、鐵磁諧振、小電流選線準確率低等問題嚴重影響著中壓電網的運行可靠性，甚至由于單相接地未得到及時有效處理引起的人身傷害事故偶有發生，造成嚴重的電力安全事故。 近年來，關于中壓配電網中性點運行方式的討論愈來愈多：“不接地或諧振接地系統是否還能夠滿足新型中壓配電網單相接地時運行供電”，“我國是否具備普遍推廣小電阻接地系統的條件”，“中性點不接地系統采用主動干預消弧能否解決供電可靠性問題”，“中性點諧振接地系統并聯中電阻選線應用的優點”等等，形成了“百家爭鳴”的局面，在推動和促進學術進步的同時，也給電力用戶的方案設計、設備選型帶來了困擾，無從決策。 我公司多年來一直致力于提供電網的安全、高效、經濟、智能運行方案，為了在新的配電網環境下繼續發揮中性點不接地系統在單相接地故障時的供電可靠性優勢，我公司開發了 TQJDMX 型單相接地故障管理系統。TQJDMX 單相接地故障管理系統能夠適用于新型配電網環境（電容電流大、配網環境復雜等），采用脈沖電流選線、主動干預消弧、全電壓監測錄波、過電壓抑制等多種核心技術原理實現快速選相、選線、熄弧準確率 99%，保證系統的供電可靠性和安全性；對故障電壓和各回路零序電流波形的錄波，可以滿足用戶對故障數據的分析采集需要。 二、功能特點 TQJDMX 單相接地故障管理系統既保持了中壓中性點非有效接地系統的供電可靠性優勢，又解決了新型配電網環境下選線準確率低、接地電流大、高頻電流大、接地電弧劇烈、過電壓幅值高、諧振燒 PT、電纜放炮、智能化水平低、故障分析數據缺失等一系列問題。 （1） 脈沖電流選線功能（TQJDMX-X 接地選線功能） 系統發生單相接地故障后，脈選控制器在 20ms 內做出響應，單相快速真空斷路器 10ms 內合閘，接地變投入中性點經中電阻接地，向接地線路注入幅值50A~200A 的阻性電流，注入時間為工頻半個周波，使流過故障線路的零序電流為持續時間 10ms，采用信號強，抗力強，選線正確率 99%并且不影響電力系統的繼電保護；完成工頻半個周波的注入電流采集后，脈選控制器命令單相快速真空斷路器在 5ms 以內分閘，退出接地變及中電阻，系統恢復非有效接地系統運行。 脈沖電流選線功能在完成故障線路選線以后，裝置支持就地告警出口、后臺通訊報文以及遠程控制接地線路跳閘等多種處理方式。 （2） 主動干預消弧功能（TQJDMX –C 消弧處理功能） A. 不接地系統，接地電容電流 Ijd≤63A 時，處理功能采用高壓限流熔斷器與快速分相真空接觸器的觸點消弧組合方式，將故障相接觸器合閘，主動干預轉移接地電容電流，使接地故障點的殘留為零，快速熄弧并維持線路運行；同時能夠保證高壓限流熔斷器的選型安全，在發生異相接地短路故障時能夠安全開斷； B. 諧振接地系統，補償后剩余高頻電容電流 Ich≤63A 時，處理功能采用高壓限流熔斷器與快速分相真空接觸器的觸點消弧組合方式，將故障相接觸器合閘，主動干預轉移消弧線圈補償后剩余的高頻電容電流，使可靠熄弧并維持線路運行，同時能夠保證高壓限流熔斷器運行在安全區間； C. 不接地系統，接地電容電流 63A＜Ijd≤1250A 時，處理功能采用快速分相真空斷路器的開關消弧方式，將故障相快速真空斷路器合閘，主動干預轉移接地電容電流，使接地故障點的殘留為零，快速熄弧并維持線路運行；在發生異相接地短路故障時通過快速真空斷路器能夠快速可靠開斷短路電流，開斷電流≤31.5kA。 對于電網的瞬時性故障和****性故障具有自適應功能，瞬時性故障免維護恢復運行，****性故障干預接地后使電壓穩定并維持運行 2 小時； （3） 電壓監測及錄波功能（TQJDMX –J 監測錄波功能） 具備對母線電壓的監測功能，通過計量、測量、保護等電壓量至電壓小母線； 具備對電壓越限、斷線、接地、諧振、諧波、電壓暫降等故障的報警功能； 具備過電壓抑制及一、二次消諧功能； 具備對每一次故障的事件記錄、電壓波形錄波功能； 具備對每一次接地故障的事件記錄、各回路零序電流波形錄波功能。 三、構成原理 1、裝置的構成 接地選線功能的結構形式為一套選線柜成套，主要構成有：隔離開關、高壓限流熔斷器、接地變壓器、單相快速真空斷路器、中性點電阻、零序電流互感器、組合式過電壓保護器、高壓帶電傳感器等； 
消弧處理功能與電壓監測及錄波功能的結構形式為一套處理監測柜成套，主要構成有隔離開關、高壓限流熔斷器、分相真空接觸器（或分相快速真空斷路器）、零序電流互感器、電壓互感器、組合式過電壓保護器、高壓帶電傳感器等。 2、裝置工作原理 在中性點非有效接地系統中，通過接地變壓器引出一個中性點，該中性點與單相快速真空斷路器、中性點中值電阻串聯后接地。系統正常運行時，單相快速開關為分閘狀態，中性點回路不導通，電壓互感器監測母線電壓； 當某一線路發生單相接地故障時，裝置監測到 PT 電壓信號突變滿足接地故障判據，立即觸發單相快速真空斷路器在 10ms 內合閘投入接地變和中性點中值電阻，接地線路的零序回路流過由裝置中性點回路注入的半波 50A~200A 阻性電流，脈選控制器對各回路零序電流信號進行采集并數字濾波后，通過幅值法、增量法、相位法等專用算法，判斷出故障類型、故障線路并記錄故障波形。脈選控制器完成對工頻半個周波的注入電流采集后，立即觸發快速真空斷路器再 5ms 內分閘，退出接地變回路和注入的電流，不會對原系統的運行產生影響。 裝置控制器在發出單相快速真空斷路器分閘指令的同時，發出接地相真空接觸器（或相控消弧快速真空斷路器）的合閘指令，完成主動干預消弧處理功能。 單相接地管理管理系統可根據用戶需要設定瞬時性接地故障自愈功能：對于純架空線路的電網瞬時性絕緣故障具備免維護自恢復運行功能；對于混合電網如果是****性接地故障，則系統完成一次自復位后控制單元檢測故障依然存在，重新控制分相控制的真空接觸器（或消弧開關）故障相合閘干預消弧；對于純電纜線路的電網，不配置接地故障自愈功能。 當發生鐵磁諧振時，與一次消諧器并聯的 PTK 裝置斷開，在電壓互感器的一次中性點與地之間串聯非線性電阻，隔斷諧振回路消除諧振；正常運行狀態下， PTK 裝置并聯旁路一次消諧器，保證了電壓互感器一次中性點接地的運行方式， 避免中性點電壓升高引起的系統不可靠運行。 四、裝置選型 注 1：TQJDMX-X/C/J 單相接地故障管理系統的基本功能單元為 TQJDMX-X脈沖電流選線功能；TQJDMX-C/J 消弧處理功能和電壓監測錄波功能為選配功能；三個功能構成一套完整的單相接地管理系統； 注 2：基本柜型為 2 面 KYN28 柜結構，TQJDMX-X 脈沖電流選線功能為單獨 1 面成套柜，TQJDMX-C/J 消弧處理功能和電壓監測錄波功能為選配功能為 1 面成套柜，也可以根據用戶現場條件選配全部或部分功能，柜型設計靈活多變以用戶現場拼柜配合為準。 五、適用場所 本產品適用于 3-35kV 中壓中性點不接地系統、中性點經消弧線圈接地的電力系統。 本產品可用作快速控制單相接地故障的發展，并可快速準確地給出故障線號，為在不間斷供電的情況下進行單相接地故障的處理創造充分條件。同時通過對故障電壓、零序電流的波形記錄，為事后分析故障成因與降低故障率提供了可靠的數據記錄。 六：環境條件 環境溫度：－25～＋50℃。海拔高度：≤2000m。 空氣濕度：日平均濕度≤96%、月平均濕度≤90%。 地震烈度：8 度（水平加速度 0.25g、垂直加速度 0.105g）。 周圍環境：不得有粉塵、煤氣、煙氣等具有爆炸性、腐蝕性和易燃性的混合物。 對于高海拔地區、戶外場所、腐蝕性場所等運行環境惡劣的條件，訂貨時須明確提出，我方可根據裝置的特殊運行環境，設計制造滿足現場運行條件的產品。 七：訂貨要求 用戶須提供本裝置安裝地點的一次主接線圖，所在母線并列運行時****可能的系統對地電容電流。 我公司專業工程師將根據用戶提供的系統參數和現場條件進行個性化設計， 待用戶簽字確認后實施。 用戶應明確裝置現場安裝空間、并柜方式、進出線方式。 環境溫度、海拔高度或使用環境超出本裝置的允許范圍時，請在訂貨技術條件中詳細注明，以便我公司為用戶特殊設計、特殊供貨。 八：出廠檢驗 每臺產品均須經 115%額定電壓下的沖擊合閘試驗、1:1 試驗臺上金屬接地、弧光接地、斷線故障等工況下的動作和選線試驗以及工業四級電磁干擾試驗考驗合格后，方可出廠。 九、安裝調試 如用戶需要，本公司可負責現場安裝指導及現場調試服務，用戶提供必要的配合與協助，用戶還應負責并現場安全措施的落實并負責安全監護。 用戶在遵守保管及使用規則的情況下，質保期內產品由于質量原因而發生損壞或不能正常工作，本公司無償為用戶更換或維修。 本公司對產品終身維修并以優惠的價格提供備品配件。 用戶對產品產生疑問，本公司在 2 小時內給與答復，若有重大技術問題，本公司將派技術人員 48 小時內（交通工具允許的情況下）趕到現場解決問題。 十、包裝儲運 本裝置一般采用木箱包裝，柜體底座應固定在包裝箱底板上。 本裝置不宜在三級以下公路上長距離運輸，必要時可拆散包裝，重要部件盡量不采用公路運輸。 長期不用時，應儲存在干燥通風的倉庫內，不宜長期在戶外儲存。 
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