实用文档之中性点不接地系统发生单相接地时向量分析
6-35千伏中性点不接地系统发接地信号时的故障类型判断及分析
6-35千伏中性点不接地系统发生接地信号时的故障类型判断及分析吴建峰陕西地方电力集团（有限）公司宝鸡供电分公司，宝鸡市，7221004摘要：提出了适用于6-35千伏中性点不接地地系统中发生单相接地故障时检出接地故障线路的一种方法——相对原理、双重判据法。
理论分析和实践检验结果表明，该方法适用于中性点不接地、经消弧线圈接地系统，具有简单可靠和灵敏性好、准确率高等特点。
关键词：中性点不接地系统；单相接地；选线0 引言6-35千伏中性点不接地系统是农网的主要组成部分，而接地故障、铁磁谐振、PT断线、线路断线是小电流接地电网中的常见故障，需要人工排除。
发生上述故障时，它们有一个共同特点，就是发接地信号（输电线路专指单电源单回线）。
对于接地与谐振，在一些书籍和规程中说的较具体，大家比较熟悉。
但在发接地信号时，一些运行人员对PT回路是否正常容易忽视，特别是对输电线路断线时的特征不了解，往往误判断为接地故障，造成不必要的接地选择停电，并且拖延事故处理的时间。
为此，有必要对后两种故障进行计算分析，并对各故障的特点进行比较。
1 故障时的电压计算分析1．1 PT故障时的电压计算分析正常时，由于3U0取自PT的变比为／／，因此PT开口三角所属三绕组电压Ua＝Ub＝Uc＝100／3 V，（1）开口三角绕组接反一相（c相）接反时，3＝－2c，即3U0＝66．7V；两相（b、c）接反时，30＝a－b－c＝2a，即3U0＝66．7V。
（2）二次中性线断线二次中性线断线时，由于各相二次负载相同，二次三相电压不变，指示为Ua＝Ub＝Uc＝100／＝57．7V；当一次系统发生单相接地时，由于二次三相电压所构成的电压三角形Δabc为等边三角形，相同的各相二次负载所产生的三相对称电压在二次中性线断口形成57．7V的断口电压，因此二次三相电压仍不变，指示为57．7V，但开口三角电压为100V。
（3）一次一相（两相）断线由于PT二次相间和各相均有负载，其负载阻抗所形成电路决定断相电压，以及三相磁路系统的影响，断相电压不为0，但要降低，其它相电压正常。
中性点非直接接地电网单相接地故障的保护-PPT文档资料
2. 零序电流保护
利用故障线路较非故障线路的零序电流大的特点。 I set＝K rel·3UφωC0 （躲过其它线路故障时本线路的电容电流） K sen＝ 3Uφ ω( CΣ. min-C0 ) / K rel 3U φ ωC0 ＝ （CΣ. min-C0）/ K rel C0 适用范围：一般用于安装零序电流互感器的线路（电缆线路）
IK 0
10 kV电网 ＞ 20A 装设消弧线圈, 减小流经故障点的电流
22～66kV电网＞ 10A
ICj3CU K0
IL
U K 0
jL
IKIC IL
完全补偿 L 1
3C
IL IC
欠补偿
L 1 3C
IL IC产生谐振过电压，造成中 源自点电压升高3.零序功率方向保护
利用故障线路与非故障线路零序功率方向不同的特点。 适用于零序电流保护不满足灵敏系数的要求时和接线复杂的电网。 中性点经消弧线圈接地地系统难以适用。
线电压依然对称; 故障点的零序电压为 E A;
IC jw0C U Ck
IkIBIC3C 0 U
接地点电流为正常时三相电容电流之和
多线路电容电流分布
3I0G3UC0G
E C E B E A
C0G
IB G IC G
I I
C B
I I
3I0I 3UC0I
（过补偿度不大）,而且容性无功功率的实际 方向仍是母线流向线路（感性功率方向为线 路－母线）。
利用稳态零序电流的大小和方向都无法判断出哪条 线路上发生了故障。
三、中性点不接地电网中单相接地的保护
1. 零序电压保护－绝缘监视
测量发电厂、变电所母线 3U0 依次断开各条线路、重合 无选择性
中性点不接地系统发生单相接地时1
中性点不接地系统发生单相接地时，中性点电压、各相对地电压、相间电压有何变化？各相对地电容电流及接地点电容电流如何变化？为什么？故障相电压为零中性点电压不再为零，上升为相电压非故障相电压上升为线电压，即相电压的根号3倍系统三相的线电压仍然保持对称且大小不变，对接于线电压的用电设备的工作并无影响非故障相对地电容电流增大根号3倍，分别超前相应对地电压90°故障相对地对地电容电流为零接地点对地电容电流等于正常运行时一相对地电容电流的3倍互感器配置的原则？互感器的作用、特点、互感器使用注意事项？互感器接线及其应用？电流互感器配置原则：1装有断路器的回路应装有足够的电流互感器2发电机变压器中性点、发电机和变压器出口、桥型跨条上应装电路互感器3中性点直接接地系统按三相配置，非直接按需要两相或三相配置电压互感器配置原则：1其一次绕组的额定电压应与安装地点电网电压相符2电压互感器要考虑准确等级，以满足测量精度和二次负荷容量的要求。
互感器作用：用以变化电压和电流，为仪器和各种装置提供电压或电流信号，反映电气设备的正常运行和故障情况电流互感器特点：1串联于电路中，一次绕匝数多，面积大，二次绕匝数少，面积小2电阻小，对一次绕电流没有影响3二次绕串联的仪器及装置阻抗很小，在接近短路的状态下工作4二次不得开路注意事项：1工作中二次侧不得开路2二次侧有一点必须接地3接线时要注意端子的极性4必须保证一定的准确度电压互感器特点：1并联于电路中，电路中一次绕匝数多，二次绕匝数少2二次电压基本等于电动势，且取决于一次测电压3二次侧负荷阻抗较大且稳定，正常工作时电流很小注意事项：1二次侧不得短路2铁心及二次绕一端必须接地3接线时要注意端子的极性4负载容量不应大于其额定容量接线方式：1YNynd 应用于3KV及以上电网，用于测量线电压、相电压和零序电压2YNynV 广泛应用于小接地电流电网中，既能测量线电压和相电压，又可以用作绝缘监察装置配电装置的通道根据其功能不同，可分为哪些：维护通道、操作通道、防爆通道高压开关柜五防功能是什么：1防误分合断路器2防带负荷分合开关或带负荷推入拉出金属封闭式开关柜的手车隔离插头3防带电挂接地线或合接地隔离开关4防带接地线或接地隔离开关合闸5防误入带电隔离游离和去游离于电弧的熄灭的关系：游离作用大于去游离，电弧电流增加，电弧加强持平，稳定燃烧去游离作用大于游离，电弧熄灭交直流电弧熄灭的条件直流：电源电压不足以维持稳态电弧电压及线路电阻电压降时，电弧自动熄灭交流：电流半周期过零时自动暂时熄灭，弧隙介质绝缘不被电压击穿真空断路器、SF6断路器、油断路器、压缩空气断路器的灭弧介质分别是什么：真空、SF6气体、绝缘油、压缩空气高压熔断器的作用？铭牌参数？选择和校验的步骤有哪些：可用作过配电电压器和配电线路的负荷与短路保护，也可用作电压互感器的短路保护母线的作用？母线着色的作用和着色的规定？汇流母线和架空母线导线选择的方法有哪些不同？母线形状及其使用：汇集、分配、传输电能UVW黄绿红，便于识别相序，防锈，增加美观、散热能力1矩形截面——35KV及以下，持续工作电流4000A以下屋内配电装置中2圆形截面——110KV及以上户外配电装置3槽型截面——35KV及以下，4000~8000A配电装置中4管型截面——110KV及以上，8000A以上配电装置中5绞线圆形软母线——35KV及以上屋外配电装置一次设备和二次设备一次设备：直接生产、转换和输配电能的设备——生产和转换电能的设备、开关电器、限流电器、载流导体、补偿设备、互感器、保护电流、绝缘子、接地装置二次设备：对一次设备进行监察、测量、控制、保护、调节的辅助设备——测量仪器、绝缘监察装置、控制和信号装置、继电保护及自动装置、直流电源设备、塞流线圈电气设备额定参数用电设备额定电压：0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500发电机额定电压：0.23、0.40、3.15、6.3、10.5一次绕组：0.22、0.38、3或3.15、6或6.3、10或10.5、35、110、220、330、500二次绕组：0.23、0.40、3.15或3.3、6.3或6.6、10.5或11、38.5、121、242、363、550大接地系统和小接地系统分别包括哪些？大接地系统：性点直接接地系统性点直接接地系统小接地系统：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统消弧线圈补偿方式有哪些：欠补偿——补偿电感电流小于接地电容电流（可以采用）全补偿——补偿电感电流等于接地电容电流（避免采用）过补偿——补偿电感电流大于接地电容电流（优先采用）电器设备最高工作电压和额定电压之间有什么关系：220KV以下1.15倍，220KV以上1.11倍断路器的作用、功能、铭牌参数、断路器选择和校验步骤作用：过载、短路和欠电压保护选择和校验：隔离开关的作用有哪些？铭牌参数？可以切断那些回路？选择和校验的步骤有哪些？作用：1隔离电源2改变运行方式进行倒闸操作3接通和切断小电流电路选择和校验：串联电抗起的作用？并联电容的作用？并联电容容量的计算：串联电抗器的作用：减小线路电抗并联电容的作用：提高功率因数三相系统中发生三相对称短路时，哪相受力最大？短路热效应对设备和载流导体有哪些影响？中间相影响：1影响设备绝缘2影响接触电阻值3降低机械强度自用电按重要性分为几类？对电源要求如何：I、II、III类负荷、事故保安负荷供电可靠运用灵活什么事安全净距：确保人身和设备的安全所需必须的最小电器距离高压开关柜按住开关的安装方式可分哪两种：手车式、固定式高压开关柜的型号的含义：屋内配电装置和屋外配电装置应用的电压等级:。
2.4_中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
欠补偿
I I L C
L
1 3C
过补偿
I I L C
L
1 3C
广为应用
补偿度： P = ( IL－ICΣ) / ICΣ＝ ( 5～10 )％
三、中性点不接地电网中单相接地的保护
1. 绝缘监视装置
测量发电厂、变电所母线 3U0， + U0>
延时信号
如果 3U0>Uset， 则 认为电网发生单相接地故障，即绝缘损坏。
2. 零序电流保护
利用故障线路较非故障线路的零序电流大的特点。 起动电流应躲过其它线路故障时本线路的电容电流 I set＝Krel· 3UφωC0 K sen＝ 3Uφ ω( CΣ. min-C0 ) / K rel 3U φ ωC0＝ （CΣ. min-C0）/ K rel C0 适用范围：一般用于安装零序电流互感器的线路
I C
0 I A U jwC I B BK 0 U jwC I C CK 0
接地相电压为零。 中性点电压升高为相电压。 非故障相电压升高 3倍； 零序电压升高为相电压。 线电压依然对称。
I I I K B C I K 3U C0
接地点电流为正常时三相电容电流之代数和 接地点电流是线路的零序电流。
（2）中性点经消弧线圈接地电网（即经过电感接地） （3）中性点经电阻接地电网
E C
N
E B E A
C B A
小接地电流系统对保护的要求
（1） 三相线电压仍对称，对负荷的供电没有影响，允许再
继续运行1～2小时；
（2） 非故障相对地电压要升高 3 倍，为了防止故障进一步
扩大成两点或多点接地短路，应及时发出信号。
10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理
10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理文章结合宝钢冷轧薄板厂的相关经验，综述了中性点不接地系统发生单相接地短路故障的原因、影响，从管理及技术两方面总结了预防、处理小电流接地系统发生单相接地短路故障的措施、步骤和办法。
标签：不接地系统；单相接地；小电流接地宝钢冷轧薄板厂10kV系统属于中性点不接地的系统，也成为小电流接地的系统。
这种系统的最大的优点是：采用中性点不接地的，“三相三线”的供电方式，大大地提高了供电的可靠性，减少了线路损耗，降低了跳闸发生率，增强了线路的绝缘。
当电网发生单相接地故障时，暂时不会影响用户的用电，电网可以带故障运行1-2小时。
然而当发生单相接地故障后，非故障相对地电压将抬升至接近线电压，对地电容电流亦将增大。
如此极易导致电网非故障相的绝缘的薄弱处发生对地绝缘的击穿，造成两相或者三相短路，事故范围扩大。
急剧增加的电容电流极容易造成接地弧光，而且难以自动熄灭，还会产生间隙弧光性过电压，损坏设备，破坏电网的稳定性。
因此，如果系统发生单相接地故障，必须在最短的时间内查到故障点，并及时处理。
1 中性点不接地系统单相接地原理中性点不接地电网在正常运行时，三相对地电压呈对称性，中性点对地电压为零，无零序电压。
由于各相对地电容均相同，故各相电容电流相等，并超前于各相电压90度。
可得出下列结论[1]：（1）中性点不接地电网发生单相接地后，中性点电压UN上升为相压电（-EA），A、B、C三相对地电压：冷轧薄板厂发生此类故障后，读取各相相电压，故障相相电压平均在0.6kV，其余两相相电压平均在9.8kV。
各相相电压情况也是我厂单相接地故障报警是否真是的最终判断标准，即为电网线电压。
同时电网出现零序电压：（2）所有线路都出现零序电流，故障线路的接地电容电流等于所有其他线路的接地电容电流的总和。
根据历史统计，冷轧薄板厂单相接地电流一般在40至60安培之间。
（3）故障线路零序电流相位滞后零序电压90度，非故障线路的零序电流相位超前零序电压90度两者之间相差180度。
(完整word版)16中性点非直接接地电网中单相接地故障保护
第四节 中性点非直接接地电网中单相接地故障保护在中性点非直接接地电网中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷供电没有影响。
在一般情况下都允许再继续运行1~2小时。
因此单相接地时，一般只要求继电保护有选择地发出信号，而不必跳闸。
一、中性点不接地电网中单向接地故障的特点1．简单网络2．多条线路网络(1)发生接地后，全系统出现零序电压和零序电流。
非故障相电压升高至原来的3倍，电源中性点对地电压0K N U U ••=，0K U •的相量与故障相电势的相量大小相等方向相反；(2)非故障线路保护安装处，流过本线路的零序电容电流。
容性无功功率是由母线指向非故障线路；(3)故障线路保护安装处，流过的是所有非故障元件的零序电容电流之和。
而容性无功功率是由故障线路指向母线，即其功率方向与非故障线路方向相反。
二、中性点不接地系统单相接地故障的保护方式根据上述单相接地故障的特点，在中性点不接地系统中，其单相接地故障的保护方式主要有以下几种。
1．无选择性绝缘监视装置在发电厂和变电所的母线上，一般装设网络单相接地的监视装置，它利用接地后出现的零序电压，带延时动作于信号。
绝缘监视装置的原理接线如图所示。
三相五柱式电压互感器高压侧中性点经隔离开关接地。
当系统中发生接地故障时将此隔离开关拉开。
否则接地故障在2小时内不能消除时，会把电压互感器烧毁。
正常运行时，系统三相电压对称，没有零序电压，所以三只电压表读数相等，过电压继电器KV 不动。
当系统任一出线发生接地故障时，接地相对地电压为零，而其他两相对地电压升高3倍，这可以从三只电压表上指示出来。
同时在开口三角处出现零序电压，过电压继电器KV 动作，给出接地信号。
发生金属接地故障时，开口三角处的零序电压约为100伏；而非金属性接地故障时，开口三角处的零序电压小于100伏。
为了保证过电压继电器的灵敏度，一般整定的起动电压是40伏。
绝缘监视装置不能知道哪一路出线发生接地故障，要想知道是哪一条线路发生故障，需由运行人员顺次短时断开每条线路。
中性点不接地系统发生单相接地时判断与分析
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）。
单相接地时，由于故障电流小，使得故障选线较困难。
常规变电所是靠绝缘监视装置发出信号，告知运行人员。
然后由运行人员通过接在电压互感器二次相电压中表的量值来判断故障点。
由于绝缘监视装置只能判断某一电压等级系统有无接地，而不能指出故障点所在的线路，所以为了找出故障点，必须依次短时断开各条线路开关，确认是非故障线路后再恢复供电。
这样，严重影响了供电的可靠性。
我们石化电网是按顺序来试拉的，重要的负荷后拉，不重要的负荷先拉，因此有时故障消除的时间就比较长，在这个过程中，可能会引发弧光接地过电压或短路等后果，影响整个装置的安全生产。
2001年3月14日11时40分，渣油总降煤渣356进线电缆头因电缆层的绝缘老化，B相电缆头绝缘层被击穿触发单相接地，电弧引起电缆层燃烧，所幸当班值班员发现及时，处理得当，没有引起重大的后果，而此电缆头在1998年12月8日已发生过接地故障，这总是一种隐患，所以石化电网35KV系统单相接地的问题必须得加以重视。
中性点不接地系统发生单相接地时判断与分析
中性点不接地系统发生单相接地时判断与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月23日 9月29日 10月24日 11月12日 1：03 11：20 13：33 7：32 1：10 11：28 13：46 7：36 Ⅰ段C相Ⅰ段A相Ⅱ段B相Ⅰ段B相注：Ⅰ段为煤渣356线路; Ⅱ段为石渣897线路 9月8日 11：34 11：37 Ⅰ段C相 12月23日 9：08 9：10 Ⅰ段A相单相接地时，由于故障电流小，使得故障选线较困难。
常规变电所是靠绝缘监视装置发出信号，告知运行人员。
然后由运行人员通过接在电压互感器二次相电压中表的量值来判断故障点。
由于绝缘监视装置只能判断某一电压等级系统有无接地，而不能指出故障点所在的线路，所以为了找出故障点，必须依次短时断开各条线路开关，确认是非故障线路后再恢复供电。
中性点不接地系统单相接地的分析与探讨 夏贤明
中性点不接地系统单相接地的分析与探讨夏贤明发表时间：2018-03-13T15:24:23.290Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：夏贤明[导读] 摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
（国网合肥供电公司安徽合肥 230022）摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
本文结合电网的实际情况进行了分析探讨，并提出防范建议。
关键词：中性点不接地系统；单相接地；分析；探讨随着社会经济的持续发展，人们对供电的品质和可靠性的要求越来越高。
一些重要或敏感负荷，即使短时停电，也可能会造成重大的经济损失或不良社会影响。
在中性点不接地系统中发生接地故障，需采取停电拉路办法判断，在实际运行中受系统、谐波等原因的影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
因此，如何快速查找故障点，减少停电时间，缩小故障范围，它不仅仅是供电可靠性的问题，而且对电力系统自身安全运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命等方面都具有重要影响。
1、中性点接地方式概述在三相交流电力系统中，目前所采用的中性点的接地方式主要有两种，一种是中性点直接接地，另一种是中性点不接地系统。
中性点不接地方式，在35KV、10KV城乡配电网络中，有着广泛的应用。
早期供电网络结构简单，系统不大，以架空线为主，电容电流较小，随着系统规模的不断扩大，电缆线路的增加，电网的接地电容达到一定数值后，供电的可靠性将受到威胁，甚至易引发更严重的事故，因此，对已发生接地故障的线路，必须及时隔离。
2、中性点不接地系统的特性（1）正常运行时，三相的相电压 A、 B、 C是对称的。
（2）发生单相接地时：①未接地两相对地电压升高到相电压的倍。
(完整word版)中性点不接地系统运行方式
（一）中性点不接地的电力系统 1、正常运行 （1)电压情况:如三相导线经过完善换位，各相对地电容相等,即：C 1＝C 2＝C 3＝C ，则Y 1＝Y 2＝Y 3＝Y 。
所以：注意以上公式都是向量公式。
图1 正常运行时中性点不接地的电力系统（a ） 电路图； （b ） 相量图可见正常运行中，电源中性点对地电压为零，即中性点对地电位相等。
各相对地电压为： 第1相:11,1U U U U n••••=+=；第2相: 22,2U U U U n••••=+=；第3相：33,3U UU U n••••=+=;03321=++-=••••U U U U nY Y Y YU Y UY U Un321332211++++-=••••结论:正常运行时，各向对地电压为相电压，中性点对地电压为零.（2)电流情况：由于各相对地电压为电源各相的相电压。
所以电容电流大小I C1、I C2、I C3相等，相位差为1200。
它们之和仍为零I 3=I C1+I C2+I C3=0，所以没有电容电流流过大地.当各相对地电容不等时,不为零,发生中性点位移现象。
在中性点不接地系统中，正常运行时中性点所产生的位移电压较小，可忽略。
2、发生单相接地故障时 (1）电压情况:图2为第3相发生完全接地的情况,完全接地即是金属性接地，接地电阻很小，容易看出，这时中性点对地的电压：3U U n-=。
各相对地电压为： 第1相：131'1U U U U n ••••=+=； 第2相： 232'2U U U U n ••••=+=； 第3相:0'3=•U；图2生单相接地故障时的中性点不接地系统n U •结论：故障相对地电压为零，中性点对地电压为相电压，非故障相对地电压升高为线电压.因此，这类系统设备的对地的绝缘要按线电压来考虑. （2)电流情况：由于输电线路和电机电器的导电部分对地存在分布电容，所以发生单相接地故障时,故障点存在接地电容电流。
中性点不接地系统发生单相接地时向量分析
中性点不接地系统单相接地时的向量分析为了熟悉不接地电网的零序保护,需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。
下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。
下面图a示出最简单的中性点不接地网,图中表示负荷就是断开的,因为单相接地时三相的相线电压与负荷电流仍然对称,所以不考虑负荷电流,不会影响分析的结果。
正常运行情况下,各相对地有相同的电容C(用集中参数表示),在相电压的作用下,每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中,并三相电容电流之与为零,中性点对地无电压,因为电容电流很小,其在线路上产生的电压降可以忽略不计,故可以认为各相电压均与各相电势相等,电压、电流向量图如图b所示。
发生单相(例如A相)金属性接地时,若忽略较小的电容电流产生的电压降,则电网中各处故障相的对地电压都变为零。
于就是A 相对地电容被短接,只有B 相与C 相对地电容中还存在电流,此时中性点对地电压上升为相电压(－aE ),非故障相的对地电压变为线间电压(升高3倍),其向量关系图如下图c 。
这时三相对地电压可分别写为:A U ＝0,B U =BA U =A B E E ＝3A E 0150j e ,C U =CA U =C E -A E =3AE 0150j e ,由于相电压与电容电流的对称性已破坏,因而出现了零序电压与零序电流,因为A U ＝0,所以零序电压03U =B U ＋C U ＝－3A E ,即等于故障相正常电势的三倍,则相位与之相反。
在B U 与C U 的作用下,在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流,B I ＝C B jX U － =B U 0jWC ,C I ＝CC jX U － =C U 0jWC ,其有效值为B I ＋C I =3X U 0WC ,X U 为相电压的有效值,从故障点流回的电流即零序电流为:03I ＝-(B I +C I )＝－(B U ＋C U )0jWC 。
16中性点非直接接地电网中单相接地故障保护
16中性点非直接接地电网中单相接地故障保护在电力系统中，中性点非直接接地电网具有一定的特殊性，其单相接地故障的保护方式也相对复杂。
为了保障电网的安全稳定运行，对单相接地故障进行准确、及时的保护至关重要。
中性点非直接接地电网包括中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。
在这种电网中，发生单相接地故障时，由于故障电流较小，三相线电压仍然保持对称，不影响对负荷的连续供电，因而允许系统运行一段时间。
但长时间带故障运行可能会导致故障扩大，甚至引发相间短路等更严重的故障。
对于中性点不接地系统，当发生单相接地故障时，故障相电压降为零，非故障相电压升高为线电压。
此时，故障电流为线路对地电容电流。
由于电容电流通常较小，一般在几安培到几十安培之间，因此这种系统发生单相接地故障时，保护装置通常不动作跳闸，而是发出信号，提醒运行人员及时处理。
然而，为了能够及时发现并确定故障线路，通常会采用零序电流保护、零序功率方向保护等方法。
零序电流保护是基于故障线路的零序电流大于非故障线路的零序电流这一特点来实现的。
但由于零序电流较小，往往需要采用专门的零序电流互感器来提高测量精度。
零序功率方向保护则是利用故障线路与非故障线路零序功率方向相反的特点来进行判断。
在故障线路上，零序功率方向由线路指向母线；而在非故障线路上，零序功率方向由母线指向线路。
对于中性点经消弧线圈接地系统，由于消弧线圈的补偿作用，使得故障电流更小，这给故障线路的检测带来了更大的难度。
消弧线圈一般采用过补偿方式，即消弧线圈的电感电流大于线路的对地电容电流。
在这种系统中，常用的保护方法有零序电流有功分量法、五次谐波法等。
零序电流有功分量法是基于故障线路的零序电流有功分量大于非故障线路这一特点来实现的。
由于消弧线圈对零序电流的有功分量不起补偿作用，因此可以通过检测有功分量来确定故障线路。
五次谐波法是利用故障线路的五次谐波零序电流大于非故障线路这一特性来进行判断的。
因为消弧线圈对五次谐波呈现的感抗较大，补偿作用较小。
中性点不接地系统发生单相接地时向量分析
中性点不接地系统单相接地时的向量分析为了熟悉不接地电网的零序保护，需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。
下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。
下面图a示出最简单的中性点不接地网, 图中表示负荷是断开的，因为单相接地时三相的相线电压和负荷电流仍然对称，所以不考虑负荷电流，不会影响分析的结果。
CO I coT T二310 二二二图a网络图及电流分布正常运行情况下，各相对地有相同的电容Cu （用集中参数表示）, 在相电压的作用下,每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中, 并三相电容电流之和为零，中性点对地无电压，因为电容电流很小, 其在线路上产生的电压降可以忽略不计，故可以认为各相电压均与各相电势相等，电压、电流向量图如图b所示。
发生单相（例如A相）金属性接地时，若忽略较小的电容电流产生的电压降，则电网中各处故障相的对地电压都变为零。
于是A 相对地电容被短接，只有B相和C相对地电容中还存在电流，此时中性点对地电压上升为相电压（一乙），非故障相的对地电压变为线间电压（升髙巧倍），其向量关系图如下图c。
这时三相对地电压可分别写为：乞=（）,乞=九=5—&严V3 E A严,U^U CA =E C-E A=43E A严,由于相电压和电容电流的对称性已破坏，因而出现了零序电压和零序电流，因为〃；=（）,所以零序电压3匕=4 + / = —3®,即等于故障相正常电势的三倍，则相位与之相反。
在乞和/•的作用下，在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流，I, = = U； jWC0 , I c =—jXc卫d=u;. JWC.,其有效值为人+ Lf行u x wc（）,u x为相电压的有效一jXc 值，从故障点流回的电流即零序电流为：3/。
=-亿+心=—（兀+ /•）jWC0O式中负号表示零序电流与通常规定的电流方向相反，因为乞+久=—3& ,所以故障点的零序电流有效值为3人=3匕WC。
中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护基础知识讲解
2.4.1 中性点不接地电网中单 相接地的特点
(Characteristic of Single Phase Earth Fault in the Neutral Unearthed System)
U C
E C
E A
U 0 U B
A、B和C三相对地电压为
U A 0 U B E B E A 3E Ae j150 UC E C E A 3E Ae j150
故障点的零序电压
E B
U 0
1 3
(U A
U B
U C )
E A
ICI
IBI
F C0I
C0G
IBG ICG
CBA
ICII IBII
C0II
线路I 线路II
在非故障线路I上 （图）
各相电流
IAI U A /( jXCI ) 0
IBI U B /( jXCI ) jU BC0I ICI U C /( jXCI ) jU CC0I
特点：
发生单相接地时，全系统都会出现零序电压
在非故障线路上有零序电流，其数值等于该 线路本身的电容电流，方向为从母线流向线路
在故障线路上，零序电流为全系统非故障元 件对地电容电流之总和，方向从线路流向母线
线路始端零序电流
有效值
3I0II IAII IBII ICII (IBI ICI IBG ICG )
j3U 0 (C0 C0II )
3I0II 3U0 (C0 C0II )
在故障线路II上 （图）
➢ 故障线路的零序电流等于全系统非故障 元件对地电容电流之总和 ➢ 方向为从线路流向母线，恰好与非故障 线路零序电流的方向相反
有效值
3I0G 3U0C0G
中性点不接地系统“接地”现象分析
中性点不接地系统“接地”现象分析作者：孙乐场来源：《科技资讯》 2012年第4期孙乐场(华润电力风能(威海)有限公司山东威海 264400)摘要:本文针对中性点不接地系统发生单相接地、发电机出口开关一相未断开这两种故障从原理上进行定性的分析,了解它们发生的原因和限制或处理的措施。
关键词:单相接地中性点电压位移中图分类号:TM7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)02(a)-0119-01电力系统中性点(实际指发电机和变压器的中性点)如果不接地或经消弧线圈接地,则称为小接地短路电流系统。
在多年的运行工作中,碰到除10kV系统发生单相接地故障时外,在对主变进行冲击合闸充电、停机时开关一相未断开这些非“接地”故障的情形时,10kV母线接地监视保护、发电机定子接地保护也同样动作。
本文结合实际工作提出这些“接地”故障的处理措施,对它们在原理上进行定性的分析。
1 单相接地故障1.1 正常运行情况正常运行情况下,系统三相负载对称,为了便于分析,我们忽略负载阻抗和相间电容,变压器低压侧三角形接线也等效为星形接线,画出中性点不接地系统等效电路图如图1所示,a、b、c 为三相对称电源电动势,系统三相对地电容Cao、Cbo、Cco近似相等,电压互感器的励磁阻抗很大,系统对地阻抗主要为表现为容抗,因此系统三相对地电压a、b、c也是对称的如图2,根据公式:o=－(aYa+bYb+cYc)／(Ya+Yb+Yc),Ya、Yb,Yc为三相对地导纳呈容性近似相等,因此中性点对地电压o略为零,电压互感器副绕组开口三角形出口电压如忽略测量误差则为零,因此接地保护不会动作。
1.2 发生单相接地故障在10kV母上接有一条生活区馈线,由于这条线路位置低,经常发生对线路沿线的一水泥杆放电引起单相金属性接地,使运行中的机组定子100％接地保护动作跳闸停机,10kV母线接地监视保护动作发信。
然后测得10kV母线一相如C相对地电压为0,A、B两相对地电压达到10kV,拉开生活区馈线开关后,接地现象消失。
中性点不接地系统单相接地故障的分析与对策
运行经验表明，配电系统中的单相接地（SPG）故障占各类接 地故障的大多数。中性点不接地系统在中低压配电网中得到广泛应 用，由于其在发生 SPG 故障时故障电流小，线电压对称，负荷可 连续运行 1-2h。然而，由于故障相对接地电压为 0（金属接地）， 相对接地电压的声音增加到 。如果在短时间内不选择，可能导致 相间故障，造成更严重的三相短路故障。因此，准确识别故障线路 对配电系统的安全稳定运行具有重要意义。在现有的配电网故障选 线研究中，由于难以直接从时域分析配电网故障，基于各种等效变 换（如小波变换、s 变换、希尔伯特 - 黄变换等）的研究成为热点。 近年来，由于人工智能技术的发展，许多智能算法也被用于配电网 SPG 故障选线。然而，这些选线方法只注重信号处理，缺乏对系统 故障本质的特征分析，算法复杂，实际工程应用较少。
关键词：中性点不接地；单相接地故障；稳态建模
在中性点高电阻接地系统中，小电流可以最大限度地减小电弧 对电器的危害，降低人身安全。此外，通过消除单相接地故障引起 的瞬时电压跌落，降低变换器和电机驱动器产生的零序谐波电流， 电能质量得到改善。中性点不接地系统具有同样的优点，但也存在 暂态过电压问题。在这种情况下长时间运行，容易形成两相接地短 路，间歇性电弧接地故障会导致整个电力系统产生过电压。此外， 电力供应被破坏。
在电力系统暂态分析中，为了将耦合的三相系统解耦为三个独 立的模网络，引入了 Karrenbauer 相位模式变换：
其中， 电压或电流，
是一个坐标变换矩阵。
是三相
对应于 U 或 I 的 0,1,2 模分量。 联立电压方程式：
得到：
其中，
是三相系统（假设系统线是对称的）
的阻抗矩阵。Zs 是各相的自阻抗，Zn 是各相的互阻抗。Zm 是模
中性点不接地系统发生单相接地时向量分析资料
中性点不接地系统发生单相接地时向量分析中性点不接地系统单相接地时的向量分析为了熟悉不接地电网的零序保护，需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。
下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。
下面图a示出最简单的中性点不接地网，图中表示负荷是断开的，因为单相接地时三相的相线电压和负荷电流仍然对称，所以不考虑负荷电流，不会影响分析的结果。
正常运行情况下，各相对地有相同的电容C（用集中参数表示），在相电压的作用下，每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中，并三相电容电流之和为零，中性点对地无电压，因为电容电流很小，其在线路上产生的电压降可以忽略不计，故可以认为各相电压均与各相电势相等，电压、电流向量图如图b所示。
发生单相（例如A 相）金属性接地时，若忽略较小的电容电流产生的电压降，则电网中各处故障相的对地电压都变为零。
于是A 相对地电容被短接，只有B 相和C 相对地电容中还存在电流，此时中性点对地电压上升为相电压（－aE ），非故障相的对地电压变为线间电压（升高3倍），其向量关系图如下图c 。
这时三相对地电压可分别写为：A U ' ＝0，B U ' =BA U =A B E E -＝3A E 0150j e -，C U ' =CA U =C E -A E =3AE 0150j e ，由于相电压和电容电流的对称性已破坏，因而出现了零序电压和零序电流，因为A U ' ＝0，所以零序电压03U =B U ' ＋C U ' ＝－3A E ，即等于故障相正常电势的三倍，则相位与之相反。
在BU ' 和C U ' 的作用下，在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流，B I ＝C B jX U －' =BU ' 0jWC ，C I ＝CC jX U －' =C U ' 0jWC ，其有效值为B I ＋C I =3X U 0WC ,X U 为相电压的有效值，从故障点流回的电流即零序电流为：03I ＝-(B I +C I )＝－（BU ' ＋C U ' ）0jWC 。
中性点不接地系统单相不完全接地故障分析
中性点不接地系统单相不完全接地故障分析
中性点不接地系统单相不完全接地故障分析
杨建国1，鹿优2
【摘要】摘要：采用电路理论分析和数学软件分析相结合的方法，分析了中性点不接地系统单相经过渡电阻接地的故障特征，并总结出接地故障相的判别规律。
【期刊名称】山东电力技术
【年(卷),期】2013(000)006
【总页数】3
【关键词】中性点不接地系统；过渡电阻；对地电压；电位偏移
0 引言
中性点不接地是小电流接地系统中一种常见的中性点运行方式，多用于35 kV 及以下电压等级的系统中。
在中性点不接地系统中，发生单相接地故障时，由于线电压不变，负荷侧可以继续工作，此时系统进入非正常运行状态，为了防止由于接地点的电弧及其产生的过电压，使系统由单相接地故障发展成为多相接地故障，引起事故扩大，继续运行时间不得超过两小时［1］。
在调度运行的工作中，根据SCADA系统提供的遥测数据，通常使用分割电网、环路调电、短时拉路等方法排查单相接地的故障点。
小电流接地系统的单相接地故障包含单相金属性接地（直接接地）和单相经过渡电阻接地（不完全接地）两种。
单相金属性接地故障的特征表现为中性点的电位升高为相电压，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高为线电压，相间电压不变。
当发生单相金属性接地故障时，调度运行人员通过故障母线的遥测信息可以判断出故障相为对地电压为零的一相，进而为下一阶段的寻找故。
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实用文档之"中性点不接地系统单相接地时的向量分析"
为了熟悉不接地电网的零序保护，需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。
下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。
下面图a示出最简单的中性点不接地网，图中表示负荷是断开的，因为单相接地时三相的相线电压和负荷电流仍然对称，所以不考虑负荷电流，不会影响分析的结果。
正常运行情况下，各相对地有相同的电容
C（用集中参
数表示），在相电压的作用下，每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中，并三相电容电流之和为零，中性点对地
无电压，因为电容电流很小，其在线路上产生的电压降可以忽略不计，故可以认为各相电压均与各相电势相等，电压、电流向量图如图b 所示。
发生单相（例如A 相）金属性接地时，若忽略较小的电容电流产生的电压降，则电网中各处故障相的对地电压都变为零。
于是A 相对地电容被短接，只有B 相和C 相对地电容中还存在电流，此时中性点对地电压上升为相电压（－a E ），非故障相的对地电压变为线间电压（升高3倍）
，其向量关系图如下图c 。
这时三相对地电压可分别写为：A
U ' ＝0，B U ' =BA U =A B E E -＝3A E 0150j e -，C U ' =CA U =C E -A E =3A
E 0150j e ，由于相电压和电容电流的对称性已破坏，因而出现了零序电压和零序电流，因为A
U ' ＝0，
所以零序电压03U =B U ' ＋C U ' ＝－3A
E ，即等于故障相正常电势的三倍，则相位与之相反。
在B
U ' 和C U ' 的作用下，在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流，B I ＝
C B jX U －' =B U ' 0jWC ，C I ＝C
C jX U －' =C U ' 0jWC ，其有效值为B I ＋C I =3X U 0WC ,X U 为相电压的有效值，从故障点流回的电流
即零序电流为：03I ＝-(B I +C I )＝－（B
U ' ＋C U ' ）0jWC 。
式中负号表示零序电流与通常规定的电流方向相反，因为B
U ' ＋C U ' ＝－3A
E ，所以故障点的零序电流有效值为03I ＝3X U 0WC ,其大小是正常运行时每相对地电容电流的三倍，其
相位落后于零序电压90°。