超快速主动干预型消弧技术研究-武汉大学

2025年配电故障处理和供电安全技术研讨会武汉大学艾绍贵2025年7月2随着供电容量及电缆化率的提高，系统单相接地电流越来越大，原来广泛应用的消弧线圈，因不能补偿接地电容电流的阻性分量和高频分量、不适应电缆线路(消不了弧)等问题。系统被迫采用：1、中性点直接接地，2、主动干预型转移接地，3、接地电容电流动态补偿。特点保护动作迅速，限制非故障接地故障期间局限性线路跳闸率高，供电可靠性低；高阻接地应用4接地故障解决方案接地故障解决方案接地电容电流动态补偿应用柔性接地消弧结构简图主动干预型转移接地主动干预型转移接地特点将线路上弧光接地故障转移到电站母线上的金属性接地。结构简单，不受系统电容电流的限制，应用批量应用。系主动干预型转移接地技术原理技快速分相合闸开关技术术快速选线及快速故障定位技术系统母线关键指标关键指标武馍大学二、超快速主动干预型消弧关键技术BBU:BCB否是判断为大电阻单相接地故障，电压最大相发出母线故障相快速开关合闸信号单相接地故障电压相量关系故障选相流程②②装置关键技术双稳弹簧一缓冲器·装置关键技术装置关键技术基于零序电流翻相特征的故障选线技术根据采集的故障与非故障馈线支路零序电流差异选出故障线路。针对主动干预式消弧技术的特点，利用快速开关动作前后的翻相过程可以提高判别准确率。→序电流流向翻相过程可以提高选线准确率定位精度定位精度。故障点上下游非故障区段两侧的暂态零序电流初始极性相同，波形相似。线路线母向流路线由流电模零态暂游上点障故故障点下游暂态零模电流由母线流向线路故障点两侧的暂态零序电流初始极性相反，波形有着明显的差异。人员触电后快速将电压限制在安全电压以内，大大降低人体触电死亡风险；高压开关柜内相间距离短，单相弧光接地易发为相间短路，可避免故障扩大引发相间短路；若选相错误，装置可在20ms内分闸重新选相，避免故障线路供电中断，减少晃电时间；避免草原上发生弧光接地导致森林草原起火。委托中国电力科学研究院有限公司电力工业电气设备质量检验测试中心对装置进行单相接地故障真型试验。检测条件：网架结构：单辐射，4回10kV馈线；系统电容电流：68A;样品安装位置：主变10kV侧K1开闭所母线；接地电阻：<0.5Ω中性点不接地系统单相接地故障真型试验接线图检测类别：性能试验(多项)C相电压接地电流5:Id[T1=0.1、提出综合最大增量法、特征信号法、有功功率法等多算法融合的配电网单相接地超快速选相选线方法，选相2、提出基于广域同步采样技术的配电网单相接地故障点精准定位方法，零序电流最小辩识值小于0.5Arms,测量精度0.5%,同步时间≤6us,可将接地故障点精准定3、提出适用于配电网单相接地故障超快速转移的主动干预式消弧消谐方法，研制出额定电压12kV的主动干预式1.“故障相接地”是当前最合适的配电网接地消弧技术。2.“故障相接地”技术中，超快速“故障相接地”技术指标最高。曾在爱尔兰国家电网工作的HughBorland作的“世界中性点处理和接地故障检测”报告中：“动态剩余电流补偿和故障相接地在降低故障电流和提高安全性方面表现出色。动态剩余电流补偿技术虽然在防止山火等应用中发挥了重要作用，但其高昂的投入费用也限制了其广泛应用。相对而言，故障相接地技术能在较低的成本下实现类似的效果，3.评价各种接地装置性能，必须以实测为准：因此具有更广泛的应用前景。HughBorland从不同中性点处理的性能角度进行了比较，结果显示谐振接地+动态