线路单相接地故障分析

一、正常运行情况

中性点不接地又叫做中性点绝缘。

中性点位移：中性点对地的电位偏移。中性点位移的程度，对系统绝缘的运行条件来说是至为重要的。

电力系统正常运行时，各相导线间的电容及其所引起的电容电流较小，可以不予考虑。各相导线对地之间的分布电容，分别用集中的等效电容CU、CV、CW表示，电源三相电压分别为

，各相对地电压分别用

表示。

、

、

、 、

中性点不接地系统的正常运行情况电路图

中性点N对地的电位

为零。

各相对地电压作用在各相的分布电容上，如正常运行时各相导线对地的电容相等并等于C，正常时各相对地电容电流的有效值也相等，且有： 各相的对地电容电流

大小相等，相位相差120°。

、 、

各相对地电容电流的相量和为零，所以大地中没有电容电流过。 各相电流

为各相负荷电流

与相应的对地电容电流

、 、 、、 、 、

的相量和，以下仅画出U相的情况。

二、单相接地故障

完全接地（金属性接地）：接地处的电阻近似等于零。

毕 业 设 计（论 文）

小电流接地系统单相接地故障

仿真与分析

系 别： 专学业生名姓称： 名： 机电信息学院 电气工程及其自动化 学 号： 指导教师姓名、职称：

完成日期 2011 年 12 月 10 日

论文题目：小电流接地系统单相接地故障仿真与分析 专 业：电气工程及其自动化

姓 名：赵 娜 （签 名）： 指导教师：王清亮 （签 名）：

摘 要

我国3～66kV中低压配电网大多数采用中性点非有效接地运行方式，俗称小电流接地系统。小电流接地系统的单相接地故障是常见的故障形式，占全网故障的80%以上。当故障发生时故障相电压为零，非故障相电压上升为线电压，但是三相电压依然对称，系统可以带故障运行1～2h，提高了系统运行的可靠性。但是必须尽快找出故障相并排除故障以免事故扩大和设备损坏。由于故障电流微弱、电弧不稳定等原因，小电流接地系统单相接地故障检测比较困难，接地线路的选择一直没有得到很好的解决，严重阻碍了供电可靠性和自

小电流接地系统单相接地故障选线原理综述

论文作者：傅周兴

摘要：简要分析发生单相接地故障时系统的基本特征，并在此基础上回顾了小电流系统单相接地保护在国内外研究发展的历史，系统分析了几种保护原理的特点，提出了尚需解决的问题，最后给出了分析的结论。 关键词：小接地电流系统 单相接地 故障选线 相关站中站： 建筑电气防雷接地专题 0 引言

目前世界各国的配电网都采用中性点不直接接地方式（NUGS）。因其发生接地故障时，流过接地点的电流小，所以称其为小电流接地系统。可分为中性点不接地系统（NUS）、中性点经电阻接地系统（NRS）和中性点经消弧线圈接地系统（NES）。故障时由于三个线电压仍然对称，特别是中性点经消弧线圈接地系统，流过接地点的电流很小，不影响对负荷连续供电，《电力系统安全规程》规定仍可继续运行0.5~2个小时。但小接地电流系统在单相接地时，非故障相电压会升为线电压，长时间带故障运行极易产生弧光接地，形成两点接地故障，引起系统过电压，从而影响系统的安全。因此，需要一种接地后能选择故障线路的装置进行故障检测，一般不动作于跳闸而仅动作于信号。 1 研究状况回顾

国外对小电流接地保护的处理方式各不相同。前苏联采用中性点不

电力系统接地综述

方程：仅以一相为例

杨森，马海亮，孙少华，杨宏宇，孟天娇，刘乔

??U?AB?U?A-U?B? （华北电力大学）

???IU?ABA?1 Summary of power system grounding

??j?CSen-YANG,Hailiang-MA,Shaohua-SUN,Hongyu-Y 由此看来，当电源中性点不接地系统发生单相

接地时，在该系统中正常运行的三相用电设备并未ANG,Tianjiao-MENG,Qiao-liu

受到影响，因为线路的线电压无论其相位和幅值均(North China Electric Power University) 未发生变化。但是这种线路不允许在单相接地故障 Abstract:This paper discusses the power system 情况下长期运行，因为在单相接地的情况下，其他grounding，and when it breaks down,the changes

两相的对地电压将升高√3倍，容易引起相绝缘的of each phase voltage Electric current based on current theory 损坏，从而形成两

小电流接地系统单相接地故障的判

断和处理

〔摘要〕分析了小电流接地系统单相接地故障的特点，列举了完全接地、电弧接地、串联谐振、绝缘监测仪表的中性点断线时电网发生单相接地等9种故障现象,并提出了单相接地故障的处理步骤和具体要求。

〔关键词〕小电流接地系统；单相接地故障；处理

电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（包括直接接地、电抗接

地和低接地）和小电流接地系统（包括高阻接地、消弧线圈接地和不接地）。我国3～66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。

1 小电流接地系统单相接地故障的特点

在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因面不影响对用户的连续供电，系统仍可运行1～2h。这也是小电流接地系统的最大的优点。但若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压可升高3 倍，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电；也可能使电压互感器铁芯严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破

目录

0 引言 ..................................................................................................................... 1 1 绪论 ..................................................................................................................... 3 1.1 小电流接地系统研究现状 .............................................................................. 3 1.2 小电流接地系统研究的意义 .......................................................................... 4 2 小电流接地系统单相接地故障分析 ..............................................................

中性点不接地系统单相接地时判断与处理

摘要：在中性点不接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。本文主要对中性点不接地系统在发生单相接地时，出现的一些故障现象、表计和信号装置的动作情况加以分析，从而来判断出接地故障是站内接地还是站外接地，是真接地还是假接地，以便于运行人员依据这些信息作出正确的判断，并按照有关事故处理规程的规定，采取相应的措施，迅速地将故障排除。 关键词：小电流接地系统 零序电压 零序电流 绝缘监察 真假接地

１.前言：

我国电力系统中性点的运行方式主要有：中性点不接地，中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种，前两种接地系统称为“小电流接地系统”。在小电流接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。同样石化电网35KV系统单相接地故障发生率也是比较高的，从对渣油总降的统计来看，仅2000年一年发生的次数就达十次之多，而且都集中在8-10月份（见下表）。

日期 起始时间 终止时间 线路 日期 起始时间 终止时间 线路 8月27日 8月30日 9月1日 9月4日 5：08 4：38 8：20 12：41 5：30 4：51 8：25 12：54 Ⅰ段B相 Ⅰ段B相 Ⅱ段A相 Ⅰ段C相 9

中性点不接地系统铁磁谐振与单相接地辨识技术

齐!郑# 董!迪$ 杨以涵#

!#+华北电力大学电气与电子工程学院"北京市#!$$!(+$+河南省电力勘测设计院"河南省郑州市-'!!!H

#摘要 中性点不接地系统在电压互感器铁磁谐振的情况下可能出现零序电压长时间升高的现象 与单相接地故障现象类似 传统选线装置仅依靠零序电压和零序电流启动 不能有效辨识铁磁谐

振

容易造成误动 重点分析了基频铁磁谐振的特征 详细对比了铁磁谐振与单相接地故障情况下三相电压及零序电压之间的差异 并在此基础上提出了基于零序电压和三相电压综合对比的铁磁谐振辨识技术 通过现场实际运行数据对该方法进行了验证 表明该方法能够有效提高选线装置的动作可靠性 满足实用要求 关键词 中性点不接地系统 铁磁谐振 单相接地故障 基频谐振

收稿日期 $!!%&!'&!' 修回日期 $!!%&!%&#-

国家高技术研究发展计划 )("计划 资助项目 $!!%77#$<"$)

!引言

中国"5.#"'5.配电网很多采用中性点不

接地方式"

中性点不接地系统发生单相接地故障后"必须尽快查明故障线路并予以切除$经过多年的研究"目前已研究出许多故障选线方法并开发出多种型号的故障选线装置"这些选线装置的一个共同特征就是依靠零序电压和零

可以作为调试作业指导

ICS 点击此处添加ICS号

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Q/GDW 19

Q/GDW 1954 15601001—2011

四川电力科学研究院企业标准

小接地电流系统单相接地保护装置

性能试验大纲

文稿版次选择

（本稿完成日期：）

2011 - 06 - 10发布 2011 - 06 - 30实施

可以作为调试作业指导

目 次

前言 ............................................................................... III

1 范围 .............................................................................. 1

2 规范性引用文件 .................................................................... 1

3 术语和定义 ........................................................................ 1

4 试验项目 ......................

不对称电流法检测单相接地故障在10kV配电区域的应用

摘要 本文主要分析了目前几种用于故障指示器的检测小电流接地系统单相接地故障的原理及其存在的问题，所有原理可以分成被动式和主动式检测方法，从分析结果来看，由于接地稳态和暂态信号容易被干扰，导致被动式检测方法的检测准确率较低，而主动式检测法依靠检测事先已知的特殊信号，因此抗干扰能力更强，准确性也更高。

关键词 故障指示器；单相接地故障；故障检测

中图分类号tm7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）50-0158-02 1 概述

在小电流接地系统中单相接地的选线和定位一直是当前困扰配电网运行的技术难点，准确的选择接地线路，查找发生单相接地的区段，可以避免对非故障线路不必要的倒闸操作，保持供电的连续性。为此国内外科研人员不断的研究这个课题，并且有许多相应的产品在电网中运行。目前国内有多家公司研制和生产接地短路故障二合一的故障指示器，指示单相接地和短路故障，通过观察故障指示器状态的变化来查找故障区段。

目前基于故障指示器检测单相接地故障的原理主要有两种，一种被称为有源检测法或主动式检测法，另一种被称为无源检测法或被动式检测法。