龙钢变10KV系统单相接地故障处理的改造

龙钢变10KV系统单相接地故障处理的改造

李海莉

（陕西龙门钢铁有限责任公司715405）

摘要：本文针对龙钢变10KV供电系统单相接地故障处理存在的问题，介绍了MXJD-J/C单相接地故障管理系统的功能及工作原理，通过改造使用，很好的解决了故障选线的准确率问题，并提供快速、有效的故障处理手段。

关键词：单相接地故障管理；消弧线圈；触点消弧；中性点不接地系统；单相接地；改造

1前言

龙钢公司10KV供电系统属于中性点不接地系统，这种系统的供电可靠性高。但另一方面，也存在一些问题，主要表现为随着用电负荷的快速增长及电力电缆在配电网中的大量使用，系统电容电流大幅度增大。当发生单相接地故障时由于电容电流较大，弧光不能自熄，对系统和设备绝缘造成威胁。加上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，造成跳闸事故率上升，严重威胁供电系统安全运行。

2存在问题

龙钢变于2009年7月投运，共有3台主变，编号为#4、#5、#6，为110KV/35KV/10KV三圈变，10KV系统为单母线分段，并列运行方式，共54回出线，全部为电缆出线，10KV母线编号分别为4M、5M、6M，每段母线上配有一组带触点消弧功能的PT柜。

2.1弧光难以消除

10KV系统虽然配置消弧装置，但由于这套装置设备技术落后，当10KV系统发生弧光接地时，5M母线上的消弧装置只能发出告警信号，经常不会动作。4M、6M母线上消弧装置在处理弧光接地故障时必须要人为手动复归信号，才能判断故障是否消除，在消弧断开的瞬间，会造成弧光接地再次发生，故障点继续重燃，电缆接地放炮，PT保险熔断，故障线路跳闸停电等事故的发生。

2.2查找故障困难

由于我公司10KV未安装小电流选线装置，自2009年变电站投运以来，10KV系统多次发生单相接地故障，运行人员不能及时发现哪一条回路出现故障，更无法进一步将故障切除，给操作人员带来一定的盲目性。在处理单相接地故障时，运行人员只能用传统的分割电网法缩小范围，以判断接地故障在哪一段，再用瞬时推拉法依次从次要负荷到重要的顺序排查，观察接地现象是否消失，以判断隔离故障点。由于龙钢变10kV电网系统庞大、复杂，出线回路多，在发生单相接地故障时，运行人员为停运接地母线上的设备，需倒换备用设备，倒闸操作量大，有可能造成误操作；另外，处理故障时间长，可能引起非故障相绝缘薄弱的地方损坏造成相间短路，引起事故扩大，因此必须迅速查出故障线路并加以排除。

为解决以上问题，我们考察多家公司技术产品，通过对比，最终选用安徽一天电气技术有限公司生产的MXJD-J/C单相接地故障管理系统。

3MXJD-X/C系统的应用

3.1主要功能

MXJD-X/C单相接地故障管理系统整合了故障选线和故障处理现有的成熟技术，达成优势互补。由二个功能组成，即接地故障选线功能（X）、接地故障处理功能（C）。

①快速准确的选线：装置通过中性点发出可控脉冲电流，瞬时放在故障点接地电流信号达到200A以上，信号强，选线准确率高；

②有效的故障处理；根据单相接地故障处理的性质及负荷的重要程度，再采用不同的工作方式，让消弧线圈和触点消弧互相配合，互相保护有效地消除弧光过电压。

3.2工作原理

该装置通过接地变压器引出一个中性点，该中性点与高压可控硅串联后接地。系统正常运行时，接地变的中性点电压为0或很小的偏移电压，可控硅不导通。当某一支路发生单相接地故障时，接地变压器的中性点电压升高，装置中的主控制器20MS内检测到接地信号，并触发可控硅导通，通过快速控制高压可控硅的导通和关断，形成一个脉冲可控的零序电流信号，零序回路将流过一个脉冲可控的零序电流，故障支路的专用脉冲式零序CT检测到模拟信号后，通过采集单元把模拟信号转换成数字信号，再传输给主控制器，主控器通过快速判断处理、分析、判断故障支路、故障类型及故障时间，并输出报警信号。

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互相结合，消除弧光故障，并互相保护，使供电系统安全可靠性大大提高。

如果是金属性接地故障，发出告警信号；如是弧光接地故障，系统会迅速启动故障相真空接触器，真空接触器动作，转移流过故障点的高频接地电容电流，消除弧光过电压，然后调谐消弧线圈，当脉冲式消弧线圈稳定工作并实现补偿后，打开故障真空接触器，在真空接触器打开的过程中，消弧线圈补偿系统接地电容电流，避免系统接地电容电流再次流过故障点，防止故障支路特别是电缆支路由单相接地故障发展为相间短路事故，同时能有效在防止真空接触器打开时产生操作过电压现象。如果是瞬时接地故障，故障点绝缘恢复，系统恢复正常运行，接地故障管理系统退出消弧线圈；如是永久性故障，故障点没有恢复，接地故障管理系统再次启动触点消弧，然后退出消弧线圈，将弧光接地转换成金属性接地，并将电弧电流减小为0，从而使弧光熄灭，系统过电压被限制在相电压的√3倍以内，保证系统2小时供电。

4改造方案

由于龙钢变10KV供电系统并列运行，故只在10KV5M上装设一套MXJD-X/C系统即可满足要求，这套系统包含故障选线功能（脉冲电流选线法）和故障处理功能（消弧线圈和触点消弧功能）。考虑到生产任务紧，10KV母线停电的机会几乎是零，所以用5M母线上备用出线开关（146#）将这套系统和10KV母线接通，具体采用3*70三芯电缆从146#备用开关柜下侧接引MXJD-X/C系统开关柜的母线上。MXJD-X/C系统组屏二面，两面屏体安装于10KV开关室预留位置（如图1），改造后的一次系统接线示意图（如图2）

图1

首先完成在10KV三段母线各出线回路开关柜加装脉冲零序CT，双回路出线切换电源停电进行安装，暂时不能停电的单回路出线，利用生产系统检修机会择机进行。待MXJD-X/C系统柜体安装及接线结束后，在各支路零序CT二次加入零序电流和电压进行逐一调试，检验MXJD-X/C单相接地故障管理系统各功能动作的准确性。

5结束语

MXJD-X/C单相接地故障管理系统由于其准确的选线率及有效地故障处理功能，为运行人员处理单相接地故障提供了更安全、更快捷的方法；同时可以有效防止系统出现间歇性，持续弧光过电压，在保证供电可靠性的前提下，解决我公司龙钢变10KV供电系统目前存在的问题，不仅减少非正常停电的次数，还保证电气设备的安全运行，减少因停电带来的经济损失。

图2

参考文献：

[1]MXJD单相接地故障管理系统技术说明书