時間:2019年5月9日-10日

城市:廈門 會議

主題:2019年全國配電網接地故障快速處置技術論壇


這次主要是作為聽眾去充電,沒想到主辦方瞭解到GFN技術也來了會場,在第二天分論壇結束前提供了寶貴的十五分鐘,,讓參會者有機會瞭解到有這樣一個技術可以解決:

  • 電纜弧光故障快速滅弧,弧光不重燃,接地點安全;
  • 源於選線原理的創新,徹底解決選線率不高的問題;
  • 將高阻故障的檢測和選線水平從2千歐提升到25千歐;

會議主辦方是中國電機工程協會的下屬單位,屬於嚴格意義上的技術交流論壇,曾幾何時,聽說在技術問題爭論激烈時,專家之間也面紅耳赤脖子粗,大家都極其認真對待,從演講者的選題和內容也看得出,是精心調研和準備的結果,每一頁ppt都是顯得十分寶貴。

筆者有幸參會,聽講過程中幾度沒時間去趟衛生間,生怕錯過精彩部分,限於不能分身,第二天的分論壇都是兩邊跑著聽,只能各聽一部分。總的來說,會議整體勾畫出了配電網接地故障處理的發展方向。筆者盡全力將聽後體會羅列如下,供大家參考:


「兩網」總需求:

提升供電可靠性,降低人身安全和設備安全問題,同時兼顧經濟性。

尤其南方電網電力調度控制中心繼電保護處丁曉兵處長著重對於人身觸電安全提出了要求,並希望技術和設備廠家共同致力於解決供電安全問題。

我國配網接地方式主要有:

  • 不接地
  • 諧振接地
  • 小電阻接地

其中較大比例是不接地系統,其次是消弧線圈接地,然後小電阻接地。在此基礎上另外結合選線裝置來實現故障線路的識別。

由於計算方法不同,選線準確率大概在30-90%區間。

筆者本人更傾向於其中一種計算方式:即某時間段內,正確選線次數除以接地故障告警次數,這樣計算的結果接近30%。

如果以正確選線次數除以選線裝置告警次數,計算結果70%左右;如果是電纜系統,接地故障基本上是低阻故障,暫態法用的好,選線準確率可以達到80%以上;同樣是電纜系統,目前有的地方通過消弧線圈並聯中電阻的方式,通過延遲投入中電阻增加接地點電流的方式,實現90%以上的選線準確率,但是這種方式在架空線路和架混線路存在侷限性,很難達到這個準確率。

配網接地現狀簡述:

  1. 電纜弧光故障,導致鄰相絕緣受損,發生短路停電的問題;
  2. 架空和架混線路,故障指示器選線準確率較低,可信度下降;傳統柱上開關和智能緊湊型開關選段定位研判功能需要完善;
  3. 高阻故障檢測水平在兩千歐左右。而小電阻接地方式下,可識別過渡電阻能力約在150歐左右;
  4. 不接地變電站佔大多數,多數電容電流大於10安,按照規約應安裝消弧線圈;
  5. 站內故障選線裝置準確率在30-90%,提升空間大;
  6. 保護設備整定值依賴於出廠設置,未能依據現場情況調整;
  7. 電纜屏蔽線接線不規範,零序電流值錯誤,最終影響選線結果;

接地故障處理傾向原則:

儘可能自動隔離故障。

儘可能減少影響範圍快速切除故障是今後的指導方向和原則。

接地保護和選線方案:

  • 小電阻接地
  • 消弧線圈並聯中電阻
  • 故障相接地
  • GFN綜合保護和選線系統接地

客觀上,1、2、3方案在啟動判據和選線原理還是延續了傳統的方式,比如以零序電壓越門檻值作為設備啟動的依據。選線裝置實際上是單獨的設備且一般並非由接地設備廠家製造,這裡存在一個兼容性問題。在這次會議上,南網一位代表提了一個問題,為什麼接地保護設備和選線裝置不是一套融合的設備?提的非常好的問題,關於接地設備和保護設備應該融合在一起,之前筆者還寫過一篇東西,有興趣的可以點擊這裡

Wayne:配網接地保護和選線定位也面臨著融合問題?

zhuanlan.zhihu.com圖標


配網相比主網要模糊和複雜得多,限於系統內外人才梯隊暫時還沒跟上來,所以實際上配網自動化目標實現過程比預期的效率低不少,甚至於有的設備安裝很多了才發現根本不咋管用,這時候返工的成本要遠大於新建,而且也一定程度延誤了新一代技術的應用窗口,所以這樣的教訓或許讓我們在思考和規劃下一步時要更加審慎。

筆者利益相關,不能過多言及當前在國網正在推廣的故障相接地方式,不過值得思考的是,故障相接地發源地一說是義大利,一說是美國,無論哪裡,目前義大利從90年代已經改為諧振接地,美國主要是直接接地,縱觀歐美髮達市場,極少數地區應用故障相接地方案,相比來說,一直是非諧振接地的義大利和法國也最終引進消弧線圈接地方式並應用至今。

再說小電阻接地,筆者還是重複之前的結論,這絕不是對接地方式的優化改造,實際上是為追求簡單易用而忽略了其帶來的問題,比如整體改造投入昂貴,影響供電可靠性,對於高電阻故障靈敏度極差等。

消弧線圈並聯中電阻,應該是最大化的將消弧線圈並電阻和故障指示器(柱上開關)組合的功能發揮了出來,如果沒有更好的辦法前,筆者認為這應該是當前最好的接地方案選擇。

即便如此,這種組合方案還有幾個問題依然存在:

  • 對高阻故障無效,其檢測靈敏度大概2千歐左右,遠不夠解決10千歐以上普通的斷線落地高阻故障;
  • 並聯中電阻是為提高選線準確率,也就是通過增大接地點阻性電流讓選線裝置容易捕捉,這樣做的壞處是破壞了消弧線圈的「保護」,比如原來補償保護後電流只有5安,那麼並聯中電阻後可能十幾安,那麼接地點將更加不安全,間歇性弧光有可能很快導致鄰相擊穿,導致短路而發生停電事故。

對於GFN帶來的革命性保護理念和創新選線原理,想必不用筆者再重複,之前的文章都有談到,有興趣的可以自行取閱。

實際上,目前配網存在的待解決的接地問題,完全可以把GFN技術作為「底層基礎保護」,再利用GFN獨有的「中性點偏移」反向注入小電流的方式,通過指令和召喚線路感測器設備(故障指示器和開關)的採集數據,利用GFN獨特的精確演算法來確認故障區段,準確度極高,由此來真正實現自動區段定位和區段隔離。


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