截至2021年底，我国风电装机达3.28亿千瓦，随着风电装机量持续增长，仅聚焦设备本身对风电稳定运行的影响已不足以支撑大型风电场甚至风电系统的供电可靠性提升，在整个“风-机-网”环节中，风资源精准预测、设备稳定运行、风场集控感知之外，集电线系统安全也是保障风电稳定传输并接入电网的关键环节。
实现集电线系统绝缘状态早期预警，接地故障快速隔离，防止风机大面积脱网至关重要。因某些接地故障长时间不能切除，造成接地电阻损坏、主变压器烧毁的事件经常发生，严重影响风电场经济运行。
“接地故障较为隐蔽，具有复杂性和危害性。接地故障能引发森林、草原及电缆通道的火灾，导线断线能造成人员伤亡。采取有效的接地保护措施来防止事故发生迫在眉睫。”广东赫兹曼科技有限公司总经理高尚道出接地保护的重要性。据了解，赫兹曼公司凭借国际领先的“相电流法单相接地检测技术”攻克了小电流单相接地故障检测难题。
广东赫兹曼科技有限公司总经理高尚与北极星风力发电网就接地保护技术进行详细交流风电场接地保护技术变革
随着风电场容量的增加，架空线路长度增长，系统单相接地电容电流不断增大，架空线路的接地故障如果不能及时排除，可能发生相间或两点接地短路故障，导致风电场大面积停机，极大影响风电机组的安全经济运行。
“集电线系统发生接地故障时，难就难在很多接地故障不能及时被发现或被检测出来，故障长时间存在，持续几小时甚至几天，进一步扩大了灾害范围。”高尚总经理对北极星风力发电网说，“可以说，不论中性点接地方式如何，准确检测高阻接地故障,对风电场的安全运行有着极其重要的意义。”
据了解，当前风电场多采用传统的小电阻接地保护方式，目的是为了发生接地故障时快速跳闸。但事实上，受限于早期技术条件，当发生高阻接地故障时，一些接地故障并不能及时跳闸，反而会造成故障累积，导致更大的灾害发生。因此，随着风光可再生能源的规模化、基地化建设趋势，基于高灵敏度、高可靠性的接地保护技术在风电场中的应用就变得尤为必要。
针对该市场需求，赫兹曼联合瑞典HM公司联合开发出基于“相电流法”小电流单相接地故障检测技术，并在国内市场进行推广，该技术解决了风电场集电线系统高阻接地故障检测的难题，它具有以下特点：
仅需三相电流互感器、对精度无特殊要求；不需零序电压互感器、零序电流互感器；
高灵敏度，有效检测12000欧姆的超高阻接地故障；
有效检测间歇性弧光接地故障（具备加速跳闸功能）；
具备导线断线保护功能；对被保护设备进行绝缘监测，早期故障诊断，实现状态检修；
故障实时检测，检测时间≤60ms；
应用范围广（中性点经消弧线圈接地、经小电阻接地及不接地系统）。
当前，赫兹曼相电流法单相接地检测技术的可靠性已得到验证，并通过国家电网配电网智能化应用及关键设备联合实验室检测，赫兹曼“相不对称型单相接地故障保护装置”的性能检测结论为：在中性点经低电阻接地、中性点经消弧线圈接地及中性点不接地系统中，该装置对12000欧姆及以下过渡电阻的接地故障检测正确率、对电弧类接地故障检测正确率、对经水泥地的接地故障检测正确率、对经泥土地的接地故障检测正确率均达到100%。
已具备大规模应用基础
数据显示，10kV配电网接地故障占配网故障的60%以上，有些地区甚至占到了80%以上。进一步提升接地故障检测水平、故障定位能力，对提升供电可靠性意义重大。
“相较于小电流选线技术30-40%的平均准确率，相电流法小电流接地保护技术的准确率超过95%，这是我国继电保护领域的质的飞跃。”高尚总经理由衷地说，“从目前的市场需求和技术储备来看，小电流接地保护技术已经具备了在国内更大范围推广的条件。”
目前，赫兹曼相电流法小电流接地保护技术已经在国网银川、国网郑州供电公司得到了一定范围的应用。据国网辽宁朝阳供电公司副总工程师李洪凯介绍，2021年6月，国网银川供电公司兴庆分公司两座变电站所属10千伏系统，在38条电缆线路首级环网柜进线间隔安装了高精度小电流接地保护装置。截止2022年1月，已正确检测各种接地故障100余次，两个变电站10千伏系统为接地故障相转移（FPE）方式，即”主动干预式“；2021年9月开始，在国网郑州供电公司开展了接地保护投跳闸的示范应用，高精度接地保护充分发挥作用，共切除接地故障21次，正确动作率100%。
2020年6月，此项技术首次应用到辽宁电网66千伏系统16条线路，当年8月国网辽宁电力公司进行了实际电网人工接地试验，在消弧线圈各种运行方式经不同介质接地的工况下，接地保护正确动作率达98%、误动率为零。
高精度接地保护首次应用于辽宁电网66千伏系统
在技术先进性引领下，赫兹曼已经成为小电流接地保护领域的主要企业。在高尚总经理看来，小电流接地系统单相接地故障检测之所以被称为“世界性难题”，其根本原因在于小电流接地故障长期以来没有得到足够的重视，而解决问题还需要一个长期的过程。
如今，电网企业高度重视小电流接地故障保护问题，未来赫兹曼也将大力推广该项创新技术，推动接地保护相关标准制定与完善，助力电力行业高质量发展。
