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一、概述
單相接地故障是電網(wǎng)運(yùn)行中較普遍的一種故障形式，約占系統(tǒng)電氣故障的80%以上。我國(guó) 3~66kV 中壓電網(wǎng)，大多采用中性點(diǎn)非有效接地的運(yùn)行方式（又稱為小電流接地方式），這是因?yàn)橹行渣c(diǎn)不接地電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，供電電壓（線電壓）依然對(duì)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(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，中壓線路電纜化率的提高，以及城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)、企業(yè)電網(wǎng)混合的配電網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，單純的采用不接地系統(tǒng)或者消弧線圈接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式已不能滿足我國(guó)相關(guān)規(guī)程中對(duì)中壓中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相接地故障時(shí)“能夠維持運(yùn)行 2 小時(shí)”的規(guī)程要求。根據(jù)對(duì)各類型中壓配電網(wǎng)的故障調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由單相接地故障引起的跳閘事故率逐年提高，特別是企業(yè)電網(wǎng)因單相接地引起的跳閘事故占總短路故障的 80%。同時(shí)，伴隨中壓配電網(wǎng)單相接地故障產(chǎn)生的弧光接地過電壓、鐵磁諧振、小電流選線準(zhǔn)確率低等問題嚴(yán)重影響著中壓電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性，甚至由于單相接地未得到及時(shí)有效處理引起的人身傷害事故偶有發(fā)生，造成嚴(yán)重的電力安全事故。
近年來，關(guān)于中壓配電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式的討論愈來愈多：“不接地或諧振接地系統(tǒng)是否還能夠滿足新型中壓配電網(wǎng)單相接地時(shí)運(yùn)行供電”，“我國(guó)是否具備普遍推廣小電阻接地系統(tǒng)的條件”，“中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)采用主動(dòng)干預(yù)消弧能否解決供電可靠性問題”，“中性點(diǎn)諧振接地系統(tǒng)并聯(lián)中電阻選線應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)”等等，形成了“百家爭(zhēng)鳴”的局面，在推動(dòng)和促進(jìn)學(xué)術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，也給電力用戶的方案設(shè)計(jì)、設(shè)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(wǎng)的安全、高效、經(jīng)濟(jì)、智能運(yùn)行方案，為了在新的配電網(wǎng)環(huán)境下繼續(xù)發(fā)揮中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)在單相接地故障時(shí)的供電可靠性優(yōu)勢(shì)，我公司開發(fā)了 RKJDMX 型單相接地故障管理系統(tǒng)。RKJDMX 單相接地故障管理系統(tǒng)能夠適用于新型配電網(wǎng)環(huán)境（電容電流大、配網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜等），采用脈沖電流選線、主動(dòng)干預(yù)消弧、全電壓監(jiān)測(cè)錄波、過電壓抑制等多種核心技術(shù)原理實(shí)現(xiàn)快速選相、選線、熄弧準(zhǔn)確率 100%，保證系統(tǒng)的供電可靠性和安全性；對(duì)故障電壓和各回路零序電流波形的錄波，可以滿足用戶對(duì)故障數(shù)據(jù)的分析采集需要。
二、功能特點(diǎn)
RKJDMX 單相接地故障管理系統(tǒng)既保持了中壓中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的供電可靠性優(yōu)勢(shì)，又解決了新型配電網(wǎng)環(huán)境下選線準(zhǔn)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(shù)據(jù)缺失等一系列問題。
（1） 脈沖電流選線功能（RKJDMX-X 接地選線功能）
系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，脈選控制器在 20ms 內(nèi)做出響應(yīng)，單相快速真空斷路器 10ms 內(nèi)合閘，接地變投入中性點(diǎn)經(jīng)中電阻接地，向接地線路注入幅值50A~200A 的阻性電流，注入時(shí)間為工頻半個(gè)周波，使流過故障線路的零序電流為持續(xù)時(shí)間 10ms，采用信號(hào)強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，選線正確率 100%并且不影響電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)；完成工頻半個(gè)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(nèi)分閘，退出接地變及中電阻，系統(tǒng)恢復(fù)非有效接地系統(tǒng)運(yùn)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(tái)通訊報(bào)文以及遠(yuǎn)程控制接地線路跳閘等多種處理方式。
（2） 主動(dòng)干預(yù)消弧功能（RKJDMX –C 消弧處理功能）
A. 不接地系統(tǒng)，接地電容電流 Ijd≤63A 時(shí)，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(diǎn)消弧組合方式，將故障相接觸器合閘，主動(dòng)干預(yù)轉(zhuǎn)移接地電容電流，使接地故障點(diǎn)的殘留為零，快速熄弧并維持線路運(yùn)行；同時(shí)能夠保證高壓限流熔斷器的選型安全，在發(fā)生異相接地短路故障時(shí)能夠安全開斷；
B. 諧振接地系統(tǒng)，補(bǔ)償后剩余高頻電容電流 Ich≤63A 時(shí)，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(diǎn)消弧組合方式，將故障相接觸器合閘，主動(dòng)干預(yù)轉(zhuǎn)移消弧線圈補(bǔ)償后剩余的高頻電容電流，使可靠熄弧并維持線路運(yùn)行，同時(shí)能夠保證高壓限流熔斷器運(yùn)行在安全區(qū)間；
C. 不接地系統(tǒng)，接地電容電流 63A＜Ijd≤1250A 時(shí)，處理功能采用快速分相真空斷路器的開關(guān)消弧方式，將故障相快速真空斷路器合閘，主動(dòng)干預(yù)轉(zhuǎn)移接地電容電流，使接地故障點(diǎn)的殘留為零，快速熄弧并維持線路運(yùn)行；在發(fā)生異相接地短路故障時(shí)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(duì)于電網(wǎng)的瞬時(shí)性故障和****性故障具有自適應(yīng)功能，瞬時(shí)性故障免維護(hù)恢復(fù)運(yùn)行，****性故障干預(yù)接地后使電壓穩(wěn)定并維持運(yùn)行 2 小時(shí)；
（3） 電壓監(jiān)測(cè)及錄波功能（RKQJDMX –J 監(jiān)測(cè)錄波功能）
具備對(duì)母線電壓的監(jiān)測(cè)功能，通過計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)等電壓量至電壓小母線；
具備對(duì)電壓越限、斷線、接地、諧振、諧波、電壓暫降等故障的報(bào)警功能；
具備過電壓抑制及一、二次消諧功能；
具備對(duì)每一次故障的事件記錄、電壓波形錄波功能；
具備對(duì)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(gòu)成原理
1、裝置的構(gòu)成
接地選線功能的結(jié)構(gòu)形式為一套選線柜成套，主要構(gòu)成有：隔離開關(guān)、高壓限流熔斷器、接地變壓器、單相快速真空斷路器、中性點(diǎn)電阻、零序電流互感器、組合式過電壓保護(hù)器、高壓帶電傳感器等；

RKMX單相接地故障管理系統(tǒng)一次原理圖

消弧處理功能與電壓監(jiān)測(cè)及錄波功能的結(jié)構(gòu)形式為一套處理監(jiān)測(cè)柜成套，主要構(gòu)成有隔離開關(guān)、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(hù)器、高壓帶電傳感器等。
2、裝置工作原理
在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，通過接地變壓器引出一個(gè)中性點(diǎn)，該中性點(diǎn)與單相快速真空斷路器、中性點(diǎn)中值電阻串聯(lián)后接地。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，單相快速開關(guān)為分閘狀態(tài)，中性點(diǎn)回路不導(dǎo)通，電壓互感器監(jiān)測(cè)母線電壓；
當(dāng)某一線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，裝置監(jiān)測(cè)到 PT 電壓信號(hào)突變滿足接地故障判據(jù)，立即觸發(fā)單相快速真空斷路器在 10ms 內(nèi)合閘投入接地變和中性點(diǎn)中值電阻，接地線路的零序回路流過由裝置中性點(diǎn)回路注入的半波 50A~200A 阻性電流，脈選控制器對(duì)各回路零序電流信號(hào)進(jìn)行采集并數(shù)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(duì)工頻半個(gè)周波的注入電流采集后，立即觸發(fā)快速真空斷路器再 5ms 內(nèi)分閘，退出接地變回路和注入的電流，不會(huì)對(duì)原系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。
裝置控制器在發(fā)出單相快速真空斷路器分閘指令的同時(shí)，發(fā)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(dòng)干預(yù)消弧處理功能。
單相接地管理管理系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要設(shè)定瞬時(shí)性接地故障自愈功能：對(duì)于純架空線路的電網(wǎng)瞬時(shí)性絕緣故障具備免維護(hù)自恢復(fù)運(yùn)行功能；對(duì)于混合電網(wǎng)如果是****性接地故障，則系統(tǒng)完成一次自復(fù)位后控制單元檢測(cè)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(guān)）故障相合閘干預(yù)消弧；對(duì)于純電纜線路的電網(wǎng)，不配置接地故障自愈功能。
當(dāng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，與一次消諧器并聯(lián)的 PTK 裝置斷開，在電壓互感器的一次中性點(diǎn)與地之間串聯(lián)非線性電阻，隔斷諧振回路消除諧振；正常運(yùn)行狀態(tài)下， PTK 裝置并聯(lián)旁路一次消諧器，保證了電壓互感器一次中性點(diǎn)接地的運(yùn)行方式， 避免中性點(diǎn)電壓升高引起的系統(tǒng)不可靠運(yùn)行。
四、裝置選型

注 1：RKJDMX-X/C/J 單相接地故障管理系統(tǒng)的基本功能單元為 RKJDMX-X脈沖電流選線功能；RKJDMX-C/J 消弧處理功能和電壓監(jiān)測(cè)錄波功能為選配功能；三個(gè)功能構(gòu)成一套完整的單相接地管理系統(tǒng)；
注 2：基本柜型為 2 面 KYN28 柜結(jié)構(gòu)，RKDMX-X 脈沖電流選線功能為單獨(dú) 1 面成套柜，RKJDMX-C/J 消弧處理功能和電壓監(jiān)測(cè)錄波功能為選配功能為 1 面成套柜，也可以根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)條件選配全部或部分功能，柜型設(shè)計(jì)靈活多變以用戶現(xiàn)場(chǎng)拼柜配合為準(zhǔn)。
五、適用場(chǎng)所
本產(chǎn)品適用于 3-35kV 中壓中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)。
本產(chǎn)品可用作快速控制單相接地故障的發(fā)展，并可快速準(zhǔn)確地給出故障線號(hào)，為在不間斷供電的情況下進(jìn)行單相接地故障的處理創(chuàng)造充分條件。同時(shí)通過對(duì)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(shù)據(jù)記錄。
六：環(huán)境條件
環(huán)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(huán)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(duì)于高海拔地區(qū)、戶外場(chǎng)所、腐蝕性場(chǎng)所等運(yùn)行環(huán)境惡劣的條件，訂貨時(shí)須明確提出，我方可根據(jù)裝置的特殊運(yùn)行環(huán)境，設(shè)計(jì)制造滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件的產(chǎn)品。
七：訂貨要求
用戶須提供本裝置安裝地點(diǎn)的一次主接線圖，所在母線并列運(yùn)行時(shí)****可能的系統(tǒng)對(duì)地電容電流。
我公司專業(yè)工程師將根據(jù)用戶提供的系統(tǒng)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)， 待用戶簽字確認(rèn)后實(shí)施。
用戶應(yīng)明確裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝空間、并柜方式、進(jìn)出線方式。
環(huán)境溫度、海拔高度或使用環(huán)境超出本裝置的允許范圍時(shí)，請(qǐng)?jiān)谟嗀浖夹g(shù)條件中詳細(xì)注明，以便我公司為用戶特殊設(shè)計(jì)、特殊供貨。
八：出廠檢驗(yàn)
每臺(tái)產(chǎn)品均須經(jīng) 115%額定電壓下的沖擊合閘試驗(yàn)、1:1 試驗(yàn)臺(tái)上金屬接地、弧光接地、斷線故障等工況下的動(dòng)作和選線試驗(yàn)以及工業(yè)四級(jí)電磁干擾試驗(yàn)考驗(yàn)合格后，方可出廠。
九、安裝調(diào)試
如用戶需要，本公司可負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安裝指導(dǎo)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試服務(wù)，用戶提供必要的配合與協(xié)助，用戶還應(yīng)負(fù)責(zé)并現(xiàn)場(chǎng)安全措施的落實(shí)并負(fù)責(zé)安全監(jiān)護(hù)。
用戶在遵守保管及使用規(guī)則的情況下，質(zhì)保期內(nèi)產(chǎn)品由于質(zhì)量原因而發(fā)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(duì)產(chǎn)品終身維修并以優(yōu)惠的價(jià)格提供備品配件。
用戶對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生疑問，本公司在 2 小時(shí)內(nèi)給與答復(fù)，若有重大技術(shù)問題，本公司將派技術(shù)人員 48 小時(shí)內(nèi)（交通工具允許的情況下）趕到現(xiàn)場(chǎng)解決問題。
十、包裝儲(chǔ)運(yùn)
本裝置一般采用木箱包裝，柜體底座應(yīng)固定在包裝箱底板上。
本裝置不宜在三級(jí)以下公路上長(zhǎng)距離運(yùn)輸，必要時(shí)可拆散包裝，重要部件盡量不采用公路運(yùn)輸。
長(zhǎng)期不用時(shí)，應(yīng)儲(chǔ)存在干燥通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，不宜長(zhǎng)期在戶外儲(chǔ)存。