智能型接地保護開關及其應用

智能型接地保護開關及其應用
概述
在我國6～66 kV電力系統中普遍采用中性點不接地或經消弧線圈接地的小電流接地方式，當系統發生單相接地故障時，由于不能構成短路回路，接地故障電流往往很小，但系統線電壓的對稱性并不遭到破壞，系統還可繼續運行一段時間，規程規定一般為不超過2h。近年來隨著電力傳輸容量增大、距離延長、電纜線路的使用量逐步增加，發生單相接地故障時接地電流越來越大，造成接地電容電流在故障點形成的電弧不能自行熄滅，同時間歇電弧產生的過電壓往往又使事故擴大，逐步發展成為短路事故，顯著降低了電力系統的運行可*性。為防止系統事故擴大，在接地運行的這段時間里必須設法排除故障或者將故障隔離，這就提出了對單相接地故障進行有效的檢測和保護的課題。
然而小電流系統發生單相接地以后，由于故障信號不易檢測，使得迅速、準確地指示接地回路有一定的難度，小電流系統單相接地保護一直是繼電保護領域未徹底解決的一個難題。目前的難題主要有：①缺少準確獲取接地故障信號（Vo、Io、相位差）傳感元件（零序互感器）；②干擾信號對故障信號的影響；③科學的判定原理和可*的判斷設備（繼電保護裝置）。
目前國內對接地故障檢測技術的研究主要集中在變電站用的小電流接地選線裝置上，而對單相接地故障進行通過開關裝置進行可*的保護幾乎處在空白階段（不少廠家正在著手做這方面的工作）。這在很大程度上也制約了配網自動化技術的使用和開展。
b)零序電流信號檢出精度太低。零序電流信號檢測一般使用零序電流互感器或零序濾序器（三相電流互感器合成），目前使用的零序電流互感器或零序濾序器，帶上規定的二次負荷后，變比誤差達20％以上，當一次零序電流小于1 A時二次側基本無電流輸出，無法保證接地檢測的準確度。使得利用零序電流大小與方向、零序電流中5次諧波電流大小與方向和零序有功、無功功率原理的接地檢測裝置和微機保護無法保證接地檢測的準確度。特別是有些使用的零序濾序器的線性測量范圍超出了實際可能的接地電容電流，無法保障檢測精度，是造成現場誤判的主要原因。 3 一種接地檢測技術及其在開關上的應用
通過上面的分析我們可以看出，小電流的接地檢測和保護技術的有效實施可以采用以下兩種方式：
①從原理上著手，利用綜合判據，對接地故障時的特征信號綜合分析，達到正確判斷的目的。其優點是對檢測元件的要求不是太高；缺點是對檢測裝置的硬件、軟件要求高，成本高。
②從提高檢測元件（特別是零序電流檢測元件）的精度著手，通過準確的檢出零序電壓、零序電流信號進行判斷。其優點是成本低、且可*。但對檢測元件的精度要求高。
目前世界各國對小電流接地檢測裝置研究的出發點不盡相同，日本基本上沿著第二種方法的思路開展的，并且取得了較大的成功。
平高安川開關電器有限公司公司是河南平高電氣股份有限公司和日本株式會社安川電機共同出資成立的合資公司。鑒于目前國內對小電流接地故障檢測和保護現狀，平高安川公司引進安川相關成熟技術，開發出了智能型接地保護開關。該開關的基本原理是根據零序電流、零序電壓的大小及其相位角的關系，進行綜合判斷，實現正確、可*的對接地故障的檢測和保護。將零序電壓傳感器和零序電流傳感器等內置到開關中，有效地解決了零序電壓和零序電流檢測元件在安裝不便，壽命短、接線復雜、干擾大等缺陷。