徹底解決配網接地故障的「良方」終於露面

02-12

眼看著，配網接地會議討論的終點走向了小電流接地更換為小電阻接地，尤其在城市核心區，心中不禁冷顫，逆潮流而動真實的要上演了？到底遇到什麼，把大炮又換回鳥槍使了？

兩種接地方式方式的優劣，稍後再論，先講個故事：

有這麼一對夫妻，兩人組成一個幸福的家庭，互相關愛有加，恩愛甜蜜。隨著時間的推移，家庭需要面對的問題也越來越多，如房子，孩子上學，工作等，夫妻都面臨著較大的壓力，老婆時常發個脾氣，來舒泄下心裡長久積累的壓力。剛開始，老公覺得正常也就沒有搭理，越往後，發覺老婆一碰就著，脾氣越來越大，火是越燒越旺。
老公大部分時間用在工作上，認為事業有成更重要，家庭問題小，以後解決。通過努力事業越做越有起色，生意網路覆蓋全國，渠道資源豐富有序。在外，老公覺得倍兒有面子，人人誇讚。
沒有事業，家庭生活受影響，光有事業，不顧家庭也枉然。
老婆覺得老公不關心她，雖說物質生活好了，精神方面反倒空虛不少。於是，老婆似乎比以前更念叨，要麼含沙射影，要麼指桑罵槐，對老公不關心，不花時間陪她，心中憤憤不平，時間一久，小宇宙積聚著洪荒的力量，尋覓著一瞬間的機會，徹底爆發。

老公心想，這娘們好吃好喝的神仙一樣供著這般對我，為了儘快消除這股來勢洶洶的怒火，老公合計了下，酒櫃里倒了一杯威士忌，順便放了兩片大力安眠藥，拿給了老婆，以為弄睡著了，就消停了。
如意算盤這麼打著，救得了一時，可救不了一世。
一覺醒來，半夜三點，老婆眉頭一皺，想到睡前那杯酒，不禁火冒三丈，這要是老鼠藥，也許就。。。
看著身邊熟睡的老公，老婆默默的走向了廚房，拿起菜刀，
。。。
。。。
。。。
開始切，也許太餓了
。。。
其實，老公本應有更好的辦法，卻選擇一個短時見效，長遠不妙的招兒。

老婆的病根在精神空虛，你丫給安眠藥放倒，而不去溫情疏導，
一擁一抱，
大事化小，
小事化了。
這麼嚴肅的配網話題中，竟一不留神滑出一段知音文摘。筆者從不言而無「心」，聊這個自然會無縫接軌題目話題，哈哈。

#回到話題#

當發生單相接地故障：

電阻接地：可以準確迅速地判斷出故障線路，並在很短的時間內切除，防止故障擴大化，一定程度上保護的設備，但是斷電導致供電可靠性較差。

評：以為老公的安眠藥能穩定老婆的怒氣，硬生生的隔離是不是以為就等於解決問題了呢？顯然，老婆的脾氣變得更加不可靠，不可預測，誰知道她手裡的菜刀下一步要去向那裡。

消弧線圈接地：可以堅持1-2小時持續供電，對於架空線路基本可以有效滅弧，但是對於電纜故障，消弧線圈無法解決間歇性燃弧問題。

評：好言蜜語幾句，用柔性的方式讓老婆的怒氣自愈，比起硬生生隔離要聰明的多，也管用的多。

瑞典GFN接地：補償系統故障電流（容性電流，有功分量及三五次諧波）到「零」，故障線路持續供電，直到找到故障為止。對電纜故障間歇性燃弧問題，高阻（高達25千歐）都可以「藥到病除」，徹底解決。另外系統自帶在線故障定位技術，精準定位，據以往測試，5公里線路的定位誤差約為1-2%。配合系統逆變器裝置短時間開合，最終定位到點。

評：好言蜜語加上主動溫情擁抱，一言一笑，大事化了，馬上訂張機票，出去度個假，老婆的問題也就迎刃而解。時常如法炮製，間歇性脾氣，心中積壓怨憤不至於爆發，擴大問題，影響家庭和諧。老公的情商也表現在，從老婆的表情和舉止，要及時判斷心裡問題具體在哪裡，精準定位好，才能下對葯。

-----------------------------------以下是技術流的內容------------------------------------

圖一： GFN系統應用配置方案

方案一： NM控制櫃 + RCC逆變器裝置 + SN新一代消弧線圈

方案二：（推薦）NM控制櫃 + RCC逆變器裝置 + 傳統消弧線圈

選用方案二，只需要增加一個合適容量普通升壓變，其他無需變動。

其他可選配置：

阻尼電阻 damping resistor
故障定位模塊 earth fault locator
不平衡電壓補償裝置 U0-Injector
接地變壓器 ground transformer

...

圖二：GFN接地保護及定位原理圖

原理簡析： 故障發生前，GFN會通過逆變器裝置向系統注入約為中性點電壓的20%的電壓值，主動測量變電站每條出線的導納值，並儲存在控制系統中備用。當線路有稍微波動，系統會啟動再次測量一遍，同樣將數據儲存起來。

如上圖二所示：故障前測量導納初始值： Y0L1, Y0L2...Y0LN；

一旦故障發生，系統通過改進型暫態法非常靈敏啟動並判斷故障在LN線路，同時測量當前導納值為： Y0L1『, Y0L2』... Y0LN『

非故障線路: Y0L1=Y0L1』； Y0L2=Y0L2『 ...

故障線路：Y0LN≠Y0LN』；

故障線路導納差值：ΔY0L= Y0LN - Y0LN『

NM控制系統將經過複雜而精密的運算後得出系統零序電流 I0L或／和零序電壓U0L，髮指令給RCC逆變器裝置，然後通過RCC從藉由升壓變從中性點一點向系統注入電流／電壓，大小和I0L／U0L相等，方向相反，從而徹底消除故障點電流：，

If--->0

讓線路恢復到：

故障前的導納狀態（導納值和相位）。

從而認為，線路此時為「正常供電」狀態；因為故障點無電流流出，那麼，線路如同正常狀態一樣，持續一直運行下去，直到查找到故障並修復絕緣，GFN系統自動判斷為正常狀態，逆變器裝置中止補償。

從故障發生到故障保護完成，整個過程只需要短短30毫秒左右（一般60毫秒內）。

以典型電纜單相接地故障為例

瑞典GFN接地方式下的10kV電纜 - 騰訊視頻 https://v.qq.com/x/page/p03437gcmqb.html

視頻一：投入GFN -10kV電纜，系統電容電流60A左右，發生單相接地故障

錄波圖：故障點電流I0在大約故障發生31毫秒後，保持「零」狀態。

圖三：10kV電纜，系統電容電流60A左右，發生單相接地故障時，GFN接地保護後狀態

當GFN系統徹底抑制故障殘餘電流，並保持在零狀態時，下一步開始：

在線故障定位。

因為有GFN在持續不停保護線路正常供電，此時運維人員大可泡上一杯茶，放鬆的商量下下一步對策。事實上,GFN已經準備好故障定位，只需要您按下「fault locator」故障定位按鈕即可。如下圖：

圖四：故障前系統正常狀態時，NM控制櫃電腦顯示為「無警告」，「正常」狀態

圖五：故障發生時，NM控制櫃電腦顯示「有故障」，並選出故障線路

圖六：當按下fault locator定位按鈕，幾分鐘時間，電腦顯示故障位置

定位原理簡析：當故障控制完畢，根據系統電腦提示的故障線路，將任意一條非故障線路與該故障線路形成環路。GFN系統通過中性點主動注入電網一個很小的電流 ΔI，以澳大利亞應用為例，注入電流不超過500mA。

依據ΔI 在非故障線路和故障線路上的電流分布與故障點位置相關性。

非故障線路： xΔI；故障線路：yΔI

故障點離母線距離與 x和y相關，系統通過設定的運算方式，最終精確定位故障點。如圖六中顯示，距離故障點43.5千米，此為電氣距離，與實際空間距離有一定誤差。據之前經驗，5公里線路約1-2%的誤差，也就是50-100米。

在實際工況下，定位的故障點位置實際上是一個相對精確的區段。如何在線情況下，不斷縮小故障點位置的誤差，最終精準到一個點呢。

這個過程，離不開RCC逆變器裝置，沒有RCC，絕對不可能做到點定位的精度，如下圖七示意：

圖七：故障區段確認後，具體點定位示意圖

如果你認為GFN這套設備，只是解決以上幾個難題，那就太小看它了。

當初這套系統研發之初，就預留相應介面，為後續升級系統功能做準備，除了可以解決：

*電纜／架空／混合線路的接地故障

*高阻（高達兩萬五千歐）故障

*在線故障定位

還可以：

* 消除諧波

* 補償系統不平衡電壓

* 故障前通過局放檢測，提前預判絕緣薄弱處，及時處置。