中性点不接地系统的单相接地故障特征
配电线路单相接地故障信号特征探究
配电线路单相接地故障信号特征探究摘要：配电网是向用户输送电能的重要环节，配电网络对整个系统供电可靠性息息相关，目前，我国用户停电大部分是由配电网引起的。
国内外中压配电网大都采用中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式，即小电流接地方式，我国主要以小电流接地方式为主。
在发生小电流接地故障时，系统三相之间的线电压基本保持不变，系统可以带故障运行两小时，以便于提高供电可靠性。
尽管单相接地故障可以继续运行，但会造成非故障相对地电压升高，特别是间歇性弧光接地时或者再叠加雷击、操作等过电压，容易使非故障线路绝缘薄弱点击穿，引发相间短路故障，使事故范围和危害程度扩大。
为了保障系统安全和供电可靠性，有必要对故障点采取处理措施或者提前预判线路的对地绝缘状态。
目前，小电流接地选线、定位技术已基本成熟，但配电线路对地绝缘状态监测技术很少有研究。
本文分析了配电线路单相接地故障信号特征。
关键词：配电网；对地绝缘；单向接地故障；1.引言配电线路是电能向用户输送的重要环节，也是决定用户供电质量和供电可靠性的重要环节，目前我国用户停电绝大部分是由配电网引起的。
中压配电网发生故障的概率要远大于高压输电网，其中单相接地故障最多，约占配电网故障总数的80%。
在中压配电网采用非有效接地运行方式时，系统发生故障，不会形成短路回路，接地故障电流仅由分布电容产生，此种情况被称为小电流接故障。
在发生小电流接地故障时，系统三相之间的线电压基本保持不变，系统可以带故障运行两小时，以便于提高供电可靠性。
尽管单相接地故障可以继续运行，但会造成非故障相对地电压升高，特别是间歇性弧光接地时或者再叠加雷击、操作等过电压，容易使非故障线路绝缘薄弱点击穿，引发相间短路故障，使事故范围和危害程度扩大。
对于电缆线路，接地电弧长时间存在，会加重对故障点的破坏，严重时也会引发相间短路故障。
如果故障点周围存在易燃物质如干草、枯叶等，弧光接地释放的火花将会引发火灾，造成巨大的财产损失和环境破坏。
中性点不接地系统的单相接地故障特征
中性点不接地系统的单相接地故障特征1.发生相间短路：由于中性点不接地，当一个相线与地相连时，中性点电压会产生较大的幅值，可能达到相电压的一半甚至更高。
这会导致相间短路故障的发生，使得电力网络中的保护装置动作，造成系统的故障。
2.极限接地过电压：中性点不接地系统中，当系统发生相间短路时，中性点电压会升高，造成系统的过电压。
这会导致绝缘系统的耐压能力超过其额定电压而发生击穿，极限接地过电压的产生将对系统的稳定性造成严重的威胁。
3.零序电流的存在：在中性点不接地系统中，会发生零序电流的存在。
由于系统中的负载、非线性设备和不对称工作的原因，电流存在不对称的情况，导致系统中产生零序电流。
对于无限制地接的系统，零序电流会通过接地系统回流，但在中性点不接地系统中，零序电流无处回流，形成积累，对系统的性能产生负面影响。
4.地电流的存在：由于中性点不接地，系统中的电流无法通过接地系统回流，而是通过其他路径流出。
这会导致地电流的存在，造成地下管线腐蚀、土壤电势的升高以及对地结构的侵蚀。
地电流的存在也会对周围环境产生影响，如对植被的破坏等。
5.故障定位困难：由于中性点不接地系统中无法直接测量电流和电压之间的关系，故障的定位变得困难。
故障发生后，需要通过其他附加的检测装置进行故障的定位和诊断，这增加了故障处理和维修的复杂性。
总之，中性点不接地系统的故障特征主要包括相间短路、极限接地过电压、零序电流的存在、地电流的存在以及故障定位困难等。
这些问题对系统的稳定性和性能产生不利影响，因此在电力系统设计和运行中需要考虑中性点的接地问题，选择合适的接地方式，以确保系统的正常运行和安全性。
中性点直接接地和不直接接地系统中发生单相接地故障时各有什么特点
地 。直 接 接地 系统 供 电可 靠 性 相对
（贵 州 省 独 山 县 欧 阳 丹 ）
遇 有 下 列 情 况 ，现 场 运 行 人 员 较 低 。 这 种 系 统 中 发 生 单 相 接 地 故 欧 阳 丹 同 志 ：
必 须 请 示 值 班 调 度 员 并 得 到 许 可 后 ｔ￣ ｎ，－Ｊ，出 现 了 除 中 性 点 外 的 另 一 个
电 力 系 统 中 性 点 运 行 方 式 主 要 有 几 种 ？ 什 么 叫 大 电 流 、小 电 流 接
送 电 ？ （辽 宁 省 铁 岭 市 肖 会 云 ） 分 两 类 ，即 直 接 接 地 和 不 直 接 接 地 系 统 ？ 其 划 分 标 准 如 何 ？
肖 会 云 同 志 ：
闸 ，没 有 查 出 明 显 故 障 点 时 ；
中 性 点 不 直 接 接 地 方 式 （包 括 中 性 速 切 除接 地相 甚 至 三 相 。 不直 接接
（２）环 网线 路 故 障 跳 闸 ；
地 系 统 供 电 可 靠 性 相 对 较 高 ，但 对 点 经 消 弧 线 圈 接 地 方 式 ）。
（６）拉 合 励 磁 电 流 不 超 过 ２ Ａ的 机 等 ），引 发 系 统 事 故 ，威 胁 电 力 系
并 列 有 关 的 二 次 回 路 检 修 时 改 动 空 载 变 压 器 、电 抗 器 和 电 容 电 流 不 统 的 安 全 运 行 。
过 ，也 须 核 对 相 位 、相 序 。 若 相 位 或 超 过 ５ Ａ的 空 载 线 路 （但 ２０ ｋＶ及 以
接 地 故 障 时 ，接 地 短 路 电 流 很 大 ，这
Ｅ重蛋盈 墼堑
主●…持 ：－晓。… 敏
Ｎ Ｏ ＮＧ Ｃ Ｕ Ｎ ＤＩＡ Ｎ Ｇ Ｏ Ｎ Ｇ
第二节 中性点不接地电网中单相接地故障的保护
第二节 小接地电流系统单相接地故障的保护一、中性点不接地系统单相接地的特点和保护方式（一）单相接地的特点图5—12(a)所示为一中性点不接地的简单系统。
为分析方便，假定电网负荷为零，并忽略电源和线路上的压降。
电网各相对地电容为0C ，这三个电容相当一对称负载，其中性点就是大地。
所以正常运行时，电源中性点对地电压等于零，即0=∙N U ，又因为忽略电源和线路上的压降，所以各相对地电压即为相电势。
各相电容0C 在三相对称电压作用下，产生三相电容电流也是对称的，并超前相应电压 90。
其相量如图5—12(b)所示。
三相对地电压之和与三相电容电流之和都为零，所以电网正常运行时无零序电压和零序电流。
图 5-12 中性点不接地的简单系统（a ）系统图；（b ）正常运行时的相量图；(c)接地故障时的相量图当A 相线路发生一点接地时，接地相对地电容0C 被短接，A 相对地电压变为零。
此时中性点对地电压就是中性点对A 相的电压，即A N E U ∙∙-=。
线路各相对地电压和零序电压分别为A KC KB KA K j A AC KC j A A B KB KA E U U U U eE E E U e E E E U U ∙∙∙∙∙∙∙∙∙-∙∙∙∙∙-=++==-==-==)(31330015015000 （5-17）上式说明，A 相接地后B 相和C 相对地电压升高3倍，此时三相电压之和不为零，出现了零序电压。
其相量如图5—12(c)所示。
保护安装点各相电流和故障点三倍零序电流分别为)(3)()(00000KC KB C B A K KC KB C B A KCC KBB U UC j I I I I U U C j I I I U C j I U C j I ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙+=++=+-=+-===ωωωω （5—18）上式说明，两非故障相出现超前相电压90的电容电流，流向故障点的电流，即为零序电容电流。
中性点不接地系统单相经过渡电阻接地故障特性分析
图 １ Ａ相经 过渡 电 阻 接 地
中性 点不 接地 系统 单相 经过 渡 电 阻接地 故 障特性 分 析
Ｖ １ ５ ｏ ｏ１ Ｎ． ． １
ｆ ＝ ‘ Ｉ
：
Ｕ ＝ Ｕ ＋ １
＝
２＋Ｕ ０
ｏ
由 （ ） 可得 ： ２式
３ Ｒ
６
其 中 为系统 各 序总 阻抗 之 和 。 中性点 不接 在
Ｉ １ ２ ０ ３ｇＩ１ ＋ ＋ ＝Ｒ ’
假设 ．
＝
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．
（） ３
地 系统 发生 单 相接 地故 障 时 ，由序 网 图可知 ， 呈 容性。
Ｕ 一Ｒｇ Ａ 】 Ｉ１
（ ＋ ＋Ｉ ｏ Ａ）
ＵｆＩ（ ） ２：
＝
Ｊ ｌ ２ Ｕｏ Ｒ（Ｉ ２ ｏ ＋ ＋ ＝ ｇ Ａ Ｉ＋ ＋ ）
｛２ ＋ ／ ＋ ： ａ ｌ ａ Ｉｏ ０ ２ （） ２
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盟
＋
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以 为半
这是一个以‘ ｃ ｔ ） ｏ １
，
，
径 圆 ， 过零 点 。 因为在 中性 点 不接 地 系统 发 生单 且
相 接 地 故 障 时 ． 系统 容 抗 远 远 大 于 系 统 电 阻 ． Ｚ 呈
容性 ， 约等 于９ ｏ ０ 。取 于９ 。做川随Ｒ 变化 曲线 等 ０，
我 国配 电 网 多采 用 中性 点 非有 效 接 地 系统 运
经过 渡 电阻接 地故 障 时 ， 障相 的 电压并 不一 定 是 故
最低 的 ， 用ＭＡ Ｌ Ｂ 并 Ｔ Ａ 仿真予 以证 明。
中性点不接地系统单相接地故障综合评判
１ 中性 点 不接 地 系统 单 相 接 地 的 故 障 特 征
中性 点不接地系统 出现单相 接地故障 时 ，系统 电容电流
的 分 布情 况 如 图 １ 示 。 由相 量 分 析 可 得 以下 结 论 ： 所
收 稿 日期 ：２ １ ０ ３ ０ ０— ７— ０
２ 各 种 选 线 原 理 的 分 析
Ｉ
ｌ ｌ
ｊ
‘一
— — ￡ Nhomakorabeaｌ
Ｉ Ｉ
・
ｆ
耋
损坏设备 ，所 以必须及 时找到故障线路并将其 切除。
在 中性 点 不 接 地 系 统 中 ，常 通 过 测 量 系统 三 相 对 地 电压
来监视绝缘 ，因此母线上接 有 Ｙ 接线 的电磁式 电压互感 器 。
２ １ 零 序 电流 比幅 法 ．
单相 接地时 ，流过故障元件 的零 序电流在数值 上等于所
６】
有非故障元件对地 电容 电流之和 ，即故障线路上的零序 电流 最大 ］ ，所 以只要比较 零序 电流 幅值 大小就可 以找 出故 障线 路。但这种方法 无法 排除 Ｃ Ｔ不平 衡 的影 响 ，受线 路长 短 、
关 键词 ： 中性 点 不接地 系统 ；单相接 地 ；比 幅法 ；相 间 工频 变化量 ；比相 法
中图分 类 号 ： Ｍ ７ Ｔ ７３ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ２— ０ １ ２ １ ）４— ０ １— ３ １０ ３ １ （０ ０ ０ ０ ６ ０
大多数 配电网均采 用 中性 点不 直接 接地 系统 （ Ｕ Ｓ ， Ｎ Ｇ ）
２１ ０ ０年第 ４期
中性 接地系统单相接地故障综合评判 点不
江 勇 ，许 建 安 ２
中性点不接地系统单相接地故障处理方案
（ ５） 双母 线并列 运 行时不 停 电查 找接 地点 。
（ ６ ） 注 意感 器保 险熔 断 与单 相接 地 的区 别 。接
地 电力系 统变 压器 的保 险丝 接在 高 压侧 （ 低 压 侧 可 安 装快 速 空气 开 关 ） ． 高 压 熔 断 器 熔 断 时 会 产 生 一 些 类 似 单 相 接 地 的 现 象 。当 电 压 互 感 器 相 保 险 丝 熔
的正常供应 。
图 ２ 试 拉 可 疑 线路 示 意 图
３中性点不 接地 系统单相接地故 障处理 方案
（ １ ） 检查 仪表 或监 控系 统 电压指示 ， 并 确 定 故 障 相及性质 ， 报告进度并做好记录 。 （ ２ ） 穿绝 缘 靴 进 入 检查 设 备 的 范 围 内 ， 触 摸 设 备外 壳 或框 架 时应 戴绝 缘手 套 ， 特 别 是 当 电 流 过 大
所示 。
目前 使 用 不 接 地 的现 状 ： ５ ０ ０ Ｖ 以 下 电压 三 相 三 线 制设 备 （ ３ ８ ０ Ｖ ／ ２ ２ ０ Ｖ除外 ） ； ３ ～ １ ０ ｋ Ｖ 系统 中接 地 电流 ≤ ３ ０ Ａ时 ； ２ ０ ～ ６ ３ ｋ Ｖ系 统 中接 地 电流 ≤１ ０ Ａ 时 ：发 电机 直 接 连接 到 ３ － ２ ０ ｋ Ｖ 系统 中 ， 要求 接 地 电流 ≤５ Ａ时。
公 司， 成都 ６ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要： 介 绍 中性 点不 接地 系统 单相接 地 故 障及 处理 方案 ， 以便 在 故 障发 生 时能准 确判 断故 障类别 并及 时清 除故
障线路 ， 保 证 设备 的安 全运 行 。
关 键词 ： 中性 点 ； 不接 地 ； 单相 ； 绝 缘
２中性 点不接地 系统单相接地特征
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。
中性点不接地系统单相接地故障浅析
・
１ ２ ６・
煤
矿
机 电
２ ０ １ ３年第 ５ 期
缩型电缆终端头的密封 方法工 艺复杂 ， 不好 控制 ， 且对 施工 天气（ 干燥 、 洁净 ） 要求 苛刻 ， 施工质量难以保证 ， 很容易造成 接头处 防水 、 防潮性能 不佳 ， 绝缘水 平低 下的 隐患。而冷缩 电缆头采用高弹性 的密封胶 进行 密封 ， 具有制作 工艺 简单 ， 施工时 间短 ， 性 能可靠 、 维护安装方便 等优点 。
２ 防 治 措 施
中性 点 不 接 地 系统 单 相
接 地 故 障浅 析
孙 引 忠
（ 河南 省许平 煤业有限公 司， 河 南 平顶 山 ４ ６ ７ ０ ０ ０ ）
中图分类号 ： Ｔ Ｍ８ ６ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ｂ
１ ）变 更 运 行 方 式 １ 方山 ３ ５ ｋ Ｖ 变 电 站 事 故 原 因 分 析
远远高 于规程 的允许值 ｌ Ｏ Ａ。在 系统 电容 电流较大 时 ， 接地
电弧不能 自动熄灭 ， 就可能出现接地 电弧 时燃 时灭 的不 稳定
图４ ２号 空 压 机 启 动 柜 改 造 后 的原 理 图
（ 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ４—０ ３ ）
状态 ， 电 弧 重燃 熄 灭 的 间 歇 过 程 ， 导 致 电 网 中 电感 和 电 容 回
两 回线路 的电源点均为文殊站 ３ ５ ｋ Ｖ两段母 线 ， 由于程 方线 电缆头 Ｂ相存 在绝缘 薄弱 点 ， 对地 间歇 性 电弧 ， 形 成弧 光接地 ， 拉弧持 续 时 间 的增 长 ， 导 致 绝 缘击 穿 ， Ｂ相 直 接接
地， 而此时非故障相对 地 电压 升高 ， 引 发文 方线 Ｃ相对 地放
变电站中性点不接地系统单相接地故障解析
变电站中性点不接地系统单相接地故障解析发布时间：2022-11-08T07:01:47.529Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：尹红兵周立芳[导读] 在高电阻中性点接地系统中，小电流可以最大限度地减少电弧的危害，降低人身安全。
此外，通过消除单相接地故障引起的电压暂降，减少变换器和电机驱动产生的零序谐波电流，电源质量得到了提高。
中性点接地系统具有相同的优点，但也存在暂时过电压问题。
在这种情况下，长时间运行容易发生两相接地短路，电弧接地间歇性故障会导致整个电力系统过电压。
此外，电力供应中断。
变电站中性点不接地系统单相接地故障解析尹红兵周立芳云南电网有限责任公司文山供电局文山市 663000摘要：在高电阻中性点接地系统中，小电流可以最大限度地减少电弧的危害，降低人身安全。
此外，通过消除单相接地故障引起的电压暂降，减少变换器和电机驱动产生的零序谐波电流，电源质量得到了提高。
中性点接地系统具有相同的优点，但也存在暂时过电压问题。
在这种情况下，长时间运行容易发生两相接地短路，电弧接地间歇性故障会导致整个电力系统过电压。
此外，电力供应中断。
关键词：变电站；中性点不接地系统；单相接地；故障解析1高压供配电系统中性点接地方式电源系统中的中性点是将电源连接到星形的三相发电机或变压器。
电力系统中性点与地面之间的连接称为电力系统中性点接地。
电气系统中继器接地方式是一个与系统供电要求、系统供电可靠性、人身安全、电涌保护器、继电保护、通信干扰和接地要求密切相关的综合技术问题。
我国电力系统中性接触：非接地中性点、径向线圈接地的中性点、小电阻（电阻）接地的中性点以及直接间接存在的中性点。
中性点未接地，中性点由中性线绕组和具有小电阻类型的中性点（称为中性点）接地。
中性点直接称为中性点的允许接地。
在我国，中继器通过中继器接地，中继器通过中继器线圈接地，中继器通过小电阻接地，110kV电网一般直接间接接地。
2单相接地易发生两相接地短路故障的分析 35kV总线系统主要提供电力线，大多数电缆长度和操作环境复杂。
接地故障的特征与保护方式要点
3U j(C C C ) 3 jC U I k0 k0 0 L1 0L2 0 L3 0 k 0
故障线路的零序电流为
I 0 L3 j(C0 L1 C0 L 2 )U k 0 j(C0 C0 L3 )U k 0
E C
E B
E A
I 0 L1
I 0 L1
I 0L2
I 0 L3
K
I 0L2
I 0 L3
0 U kA
E E U kB B A E E U kC C A
1 (U U U ) E U k0 kA kB kC A 3
4
接地故障的特征与保护方式
电力系统接地方式：
中性点直接接地、中性点不直接接地。 中性点直接接地称为大电流接地系统（110KV及以上 电网），中性点不直接接地称为小电流接地系统（ 35KV 及以下电网）。 接地故障的方式包括：单相接地、两相接地、三相接 地，后两种故障现象出现的几率小且具有相间短路的特征， 这里重点分析出现几率最高的单相接地故障所表现出的特征 及保护方式。
使用条件：电缆线路或经电缆出线的架空线路上，同一母 线上出线回路数越多越灵敏。 （有装设零序电流互感器的条件）
保护动作电流：I op 0 K rel 3U pC0 L1
可靠系数 速动保护：4~5；
线路自身对 地电容电流
延时保护1.5~2。
被保护线路接地时零序电流为：
3U p(C0 C0 L1 )
sen 70
灵敏角
sen (95 ~ 110 )
零序功率方向继电器接线
三段式零序电流方向保护原理接线
信号 信号
中性点不接地系统单相接地故障及对策探讨
中性点不接地系统单相接地故障及对策探讨发表时间：2020-12-23T15:11:36.870Z 来源：《中国电气工程学报》2020年8期作者：把多文[导读] 在我国的电网分布中，3～10kV的电网基本都使用中性点不接地形式，其最大的优势就是在单向故障发生的时候把多文伊犁新天煤化工有限责任公司新疆 835000摘要:在我国的电网分布中，3～10kV的电网基本都使用中性点不接地形式，其最大的优势就是在单向故障发生的时候，故障电流数值相对较小，故障容易自行解除，使得整体的电网系统运行可靠性得到了极大的提升，但恰恰因为故障电流数值较小，导致故障定位难度较高。
故此，本文针对如何有效快速处理中性点不接地系统单相接地故障展开了研究探讨。
关键词:中性点不接地系统；单向故障；危害；对策1、中性点不接地系统简介我国的配电网络中使用的形式包括中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地三种，前者本质上是一种大电流接地系统，其余的两者则是小电流接地系统。
其中的中性点不接地系统因其自身供电较为可靠稳定，并且在输电环节也并不会对通信和信号系统产生较大的干扰，但凡事利弊共存，该系统也同样具备着对绝缘水平要求较高、存在着弧光接地过电压的危害等缺陷。
该系统存在的单相接地电流数值需要符合如下的要求：第一，6～10kV之间的电网的电流数值需要小于等于30A。
第二，10～60kV之间的电网电流数值需要小于等于10A。
在满足这些条件要求的情况下，单相接地电流存在着自熄的可能。
中性点单向不接地系统主要被运用在如下几个场景中：第一，应用在500V电压之下的三相三线设施中，但380V和220V的设施除外。
第二，3～10kV电网电流数值要求小于等于30A时候。
第三，20～63kV电网电流数值要求小于等于10A的时候。
第四，在3～20kV系统中直接接入发电机且电流数值要求小于等于5A的时候。
2、中性点不接地系统单相接地特点和故障危害2.1中性点不接地系统单相接地特点就当前的情况来看，中性点不接地系统内的单相接地具备如下几个特点：第一，接地相电压数值降低，且在金属地面上这个数值会降低到零。
中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护汇总
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。
所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。
”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力；
通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣；
通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
E C E B E A
IICB
I I
线 路
I
C01
C0f
IC II
IB f IC f
IB II
线 路
II
CBA
IK C0Ⅱ
假设：忽略负荷电流和电容电流在线路上的电压降。
全系统UA=0, A相对地电容电流为零，UBK=UCK= 3U
非故障线路I : 3I0I 3UC0I ，母线→线路
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
延时信号
1. 绝缘监视装置
+
测量发电厂、变电所母线 3U0，
U0>
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
（2） 非故障相对地电压要升高 倍3 ，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。
E C
C
N
E B
B
E A
A
一、中性点不接地系统单相接地故障的特点（单条线路）
E C
IC
E B N
IB
中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断
中性点不接地系统单相接地故障的分析及判断【摘要】通过对中性点不接地系统中单相接地故障的分析，总结了单相接地故障的特点和故障象征，特别指出了实际工作中容易与单相接地故障混淆的谐振及电压互感器断线的故障象征，为运行人员准确判断提供了依据；根据相关电网规程规定给出了单相接地故障的主要处理原则和方法，为故障处理提供了依据，确保电网安全稳定运行，对于电网运行工作具有很好的指导作用。
【关键词】单相接地故障中性点不接地判断1前言电力系统按中性点接地方式可分为中性点直接接地系统和不接地系统。
在我国，110kV以下电力系统大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式，即中性点不接地系统[1]。
在中性点不接地系统中，由于树木、线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等多种因素引发的一相设备对地绝缘下降的故障，即单相接地故障。
单相接地故障是配电系统中最常见的故障，正确判断及处理单相接地故障，对于保证系统安全运行、减少用户停电损失非常重要[2，3]。
2单相接地故障分析2.1 故障特点图1 单相接地故障示意图以C相为例（如图1），当系统中C相某一点发生单相接地故障时，C相对地电压为零，系统中性点发生偏移，非故障相的相电压均偏移一个相电压UC，UA’=√3UA且滞后UA30度，同样地，UB’=√3UB且超前UB30度，UA’+UB’=3U0=-3UC。
UAB’、UBC’、UCA’依然对称。
流经故障点的电流iD=ica+icb=3U/Xc，即系统全部电容电流之和。
由此可以看出，当发生单相接地故障时，故障相相电压为零，非故障相相电压升高为线电压，任意两相之间线电压不变且依然对称，因此不影响对用户的连续供电，这是中性点不接地系统中单相接地故障的最大优点。
由上面的分析可知，发生单相接地故障时，非故障相电压升高为线电压，为正常电压水平的√3倍，若长时间运行，可能会造成系统中绝缘薄弱环节发生击穿，发展为相间短路，导致线路跳闸，扩大事故。
中性点不接地系统单相接地故障浅析
中性点不接地系统单相接地故障浅析中性点不接地系统是指电力系统中，中性点没有接地，所有使用对地绝缘的设备都通过专门的中性点隔离变压器连接到电力系统中。
这种系统可以有效地避免场地不足、跨步电压高、电磁干扰等问题，提高了电力系统的可靠性和安全性。
但是，由于该系统中的所有金属部件都没有接地，一旦出现单相接地故障，将极大地危及电力系统的安全性。
因此，对于中性点不接地系统单相接地故障的分析和防范至关重要。
中性点不接地系统的特点中性点不接地系统相对于其他电力系统的特点在于中性点没有接地。
这种系统中，所有使用对地绝缘的设备，如变压器、电缆、开关等，都通过专门的中性点隔离变压器连接到电力系统中。
这种设计可以有效地避免场地不足、跨步电压高、电磁干扰等问题，提高了电力系统的可靠性和安全性。
然而，中性点不接地系统也存在着一些缺陷。
首先，中性点不接地使得系统中的所有金属部件都没有接地，而如果出现单相接地故障，将极大地危及电力系统的安全性。
其次，中性点不接地系统对系统的运行、维护、检修、故障预警等提出了更高的要求，需要更加严格、科学的管理方法和工作流程。
中性点不接地系统单相接地故障的原因可以从以下几个方面进行分析：1.设备故障变压器、电缆、开关等设备出现绝缘故障，导致电流通过地面回路，形成单相接地故障。
2.操作失误系统中的操作错误，如接错相序、擅自更改设备接线等，都可能导致单相接地故障的发生。
3.环境干扰天气、温度、湿度等环境因素的变化，也可能影响到系统的正常运行，从而导致单相接地故障的发生。
中性点不接地系统单相接地故障的危害中性点不接地系统单相接地故障的危害可以从以下几个方面进行分析：1.设备损坏单相接地故障会导致设备绝缘受损，设备内部部件烧坏、磨损等，从而加快设备老化，缩短设备寿命。
2.供电中断单相接地故障会影响到系统的供电质量，可能导致设备停机、生产受阻等问题。
3.电击危害单相接地故障会引起电压异常，电压在地面上出现梯度，可能造成电击危害，危及人身安全。
中性点非有效接地方式电力系统单相接地故障的特点和小电流选线原
中性点非有效接地方式电力系统单相接地故障的特点和小电流选线原理的探讨房晓鹏发表时间：2017-11-20T10:01:10.907Z 来源：《电力设备》2017年第21期作者：房晓鹏[导读] 摘要：由于在中性点非有效接地系统中，发生短路故障时，系统电流回路无法构成，故障电流很小，因此，本系统也可称为小接地电流系统（有时也称中性点非直接接地系统）。
（临涣焦化股份有限公司安徽淮北 235100）摘要：由于在中性点非有效接地系统中，发生短路故障时，系统电流回路无法构成，故障电流很小，因此，本系统也可称为小接地电流系统（有时也称中性点非直接接地系统）。
本文主要论述了中性点非有效接地电力系统单相接地故障时，零序分量的特点，并根据零序分量的不同特点，对小电流选线装置的工作原理进行了分析。
关键词：小电流选线装置；中性点非有效接地；零序分量引言电力系统中性点工作方式，是综合考虑了供电的可靠性、国过电压、系统绝缘水平、继电保护的要求、对通信线路的干扰以及系统稳定的要求等因素而确定的。
在我国采用的中性点工作方式有：中性点直接接地，中性点经消弧线圈接地，中性点经高电阻接地和中性点不接地四种。
中性点不接地、中性点经高电阻和经消弧线圈接地方式又叫中性点非有效接地系统在中性点直接接地的系统中，当发生一点接地故障时，即构成单项接地短路，这时所产生的故障电流很大，所以称中性点直接接地的系统为大接地电流系统。
在66KV及以下电压等级的电力系统中，采用中性点不接地、经高电阻或经消弧线圈接地的工作方式。
在这三种接地方式中，当一相发生接地故障式故障电流是各元件对地的电容电流，往往比负荷电流小的多，所以这种系统又叫小接地电流系统。
中性点非有效接地电力系统发生单相接地时，非故障两项的对地电压将升至线电压（），发生单相接地故障时，凡是对地有电容的线路都将有零序电流流过，但是由于零序电流较小，又有很大的分散性，选择接地线路有一定的困难；若系统中有消弧线圈，困难更大。
2.4-中性点非直接接地系统中单相接地故障的保护
非故障线路的零序电流 为本身的对地电容电流
方向为流出母线。
EC E B E A
C0G
IBI C0I
IBG ICG
CBA
ICII
IBII K
C0II
Ik (IBI ICI ) (IBII ICII) (IBG ICG )
Ik 3U(C0I C0II C0G ) 3UC0
EC
IC
E B
IB
E A
K
Ik
UCk Uk0 E A
U Bk
EC
E B
故障点处各相对地的电压为：
U Ak 0
U Bk EB E A 3E Ae j150
UCk EC EA 3EAe j150
故障点零序电压为：U k0
1 3
如果电流比较大，就会在接地点燃起电弧，引起弧光过电压， 从而使非故障相的对地电压进一步升高，使绝缘损坏，形成两点 或多点接地短路，造成停电事故。
通常采用在中性点接入一个电感线圈，来补偿单相接地时的电 容电流，熄灭电弧，这个线圈通常称为消弧线圈。
1.单相接地的稳态特点
EC E B E A
IICBII C0I
(U
Ak
U Bk
U Ck
)
E A
EC
IC
E B
IB
E A
K
UCk Uk0 E A
Ik
IC
故障点的电流为非故障相电流之和：
ECIk EB
IB
Ik IB IC U Bk jC0 UCk jC0
U Bk
其有效值为： IB IC 3UC0
入母线
故障线路的零序电流和非故障线路的零序电流的方向相反，可以此 为依据判断是哪条线路发生了故障。
中性点不接地系统单相接地故障分析1
中性点非直接接地系统单相接地故障分析电力系统的中性点是指发电机和变压器的中性点，中性点直接接地的系统称为中性点直接接地系统（又称大电流接地系统），110KV及以上系统采用这种方式；中性点经消弧线圈和不接地的系统称为非直接接地系统（又称小电流接地系统），35KV及以下6KV、10KV的电力系统，均采用中性点非直接接地系统。
发生单相接地后，不影响用户的工作，因而负载电流没有变化，对电力系统造成的危害并不大，但是，长期接地运行，可能引起未故障相绝缘薄弱处损坏，造成两相接地短路。
电力系统规定，中性点非直接接地系统发生单相接地故障可以运行两个小时。
中性点非直接接地系统分不接地系统和经消弧线圈接地系统，下面针对银河科技西安分公司的YH-B2100 小电流接地选线现场试验调试中的数据和现象做一具体分析，由于本人水平所限，只能作为一点经验之谈以共分享，不当之处谨请指正。
为了便于讨论分析，假设三相系统是对称的并奖相对地之间的电容用集中于线路中央的电容C来代替。
如图1所示。
1.中性点不接地系统的正常运行正常运行时，设各相负载电流相等，各相对地的电压U A、U B、U C是对称的，如图2所示中，电源各相的电流、、分别等于负载电流、、及各相对地电容电流的相量和。
因为三相对地电容电流的大小相等，相位互差120º，故其相量和等于零，所以地中没有电容电流流过，中性点对地电位为零。
实际运行中，由于架空线三相排列不对称，换位不完全等原因，各相对地电容不完全相等，对地电位也不等于零，出现中性点位移的现象，对此我们忽略不计，不予讨论。
2.单相接地故障当单相接地绝缘损坏，发生单相接地故障后，若接地电阻为零，称为金属性接地，否则为非金属性接地（非直接接地），发生单相接地后中性点对地电位上升或者上升为相电压，接地相电压为零，非接地相电压上升或者上升为线电压，方向与原来电压相反。
银河科技西安分公司的YH-B2100接地选线装置可以将其接地后的零序电流基波、零序电压值和角度准确的显示在装置液晶面板上，通过角度的分析装置能准确的选出接地线路和接地相，这里就现场接地后的具体数据做一分析，这样就可以不难理解发生单相接地后存在的现象了，对于没有条件安装小电流接地选线的，单相接地后可以通过相位表判断接地相和接地线路。
中性点非直接接地系统的零序保护
中性点非直接接地系统的零序保护（一）中性点不搪地系统的零序保护1、单相接地故障的特点中性点不接地系统，正常运行时三相对称，中性点对地电压等于零，全系统没有零序电压和零序电流。
当系统发生单相接地时，系统各处故障相的对地电压等于零。
三相对地电压不平衡，出现零序电压；系统电流分布如图3-17所示。
图示为三条线路L1、L2和L3，假设均未带负荷，在线路L3上发生A相单相接地故障，由于系统中性点不接地，发生单相接地短路时，系统没有其他的直接接地点，短路电流只能通过单相接地故障点和各条线路非故障相对地分布电容构成通路，根据图示电流分布，中性点不接地系统发生单相接地故障时有如下特点：1)故障相对地电压等于零，系统出现零序电压；2)所有线路出现接地电流(零序电流)，接地电流为容性电流；故障点接地电流等于所有线路的对地电容电流之和；3)故障线路的零序电流等于所有非故障线路的电容电流之和，方向由线路流向母线；4)非故障线路的零序电流等于本身线路非故障相的对地电容电流，方向由母线流向线路。
可见，中性点不接地系统发生单相接地故障时的零序电流数值不大，三相电压之间的线电压仍然对称，能够对负荷供电，因此不必立即跳闸，可以连续运行l～2h。
为了防止故障发展扩大，要求此时继电保护动作发出信号。
2．单相接地保护目前，对于中性点不接地系统，通常采用绝缘监视和接地选线的方式实现单相接地保护。
(1)绝缘监视装置。
绝缘监视装置反应中性点不接地系统发生单相接地故障时，系统出现零序电压而动作发出信号，也称为零序电压保护，原理接线图如图3-18所示。
电压互感器二次有两组绕组，其中一组接成星形，接三个电压表，用于测量各相对地电压；另一组接成开口三角形，用于测量零序电压，用过电压继电器KV反应零序电压。
系统正常运行时，三相对称，无零序电压，过电压继电器KV不动作，三个电压表指示相同，为相电压；发生单相接地，系统出现零序电压，过电压继电器KV动作后接通信号回路，发出接地故障信号，此时接地相电压降低，根据电压表PV的读数可判断接地相。
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图 2-1 电网电路图 中性点不接地电网简化电路可表示为图 2-1，在母线上有三条线路，三条线
路各相对地的电容分别为 C01、 C02 、 C03 ，在分析过程中本书做如下假设：
•
•
•
(1) 三相电源的电动势对称，即图中 E A 、 E B 、 E C 对称。
(2) 三相对地电容相等，由于配电线路距离都较短，因此三相对地电容差异
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中性点不接地系统的单相接地故障特征
单相接地故障是指电网中某点由于内部或者外部原因，如绝缘损坏、树木搭 接等，与大地相接而形成接地。单相接地是电网系统最常见的故障，对电网运行 的安全性、可靠性和经济性会产生很大的影响。
我国 3～60kV 电压等级电网多为小电流接地方式，发生单相接地故障的危害 和影响主要体现在以下几方面：
1、对变电设备的危害 单相接地故障发生后，如果在接地点处产生间歇性电弧，将会发生几倍于正 常电压的间歇性电弧接地过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘 击穿，造成更大事故。 2、对线路设备的危害 单相接地故障发生后，可能产生电弧，不仅会烧毁部分线路设备，如果在接 地点附近有易燃物品，也可能发生电气火灾。 3、对区域电网的危害 需要注意的是，小电流接地方式并不仅限于中压配电网，我国发电厂的 310kV 厂用电系统，以及 10kV 和 35kV 风电场很多也采用小电流接地方式。在这 些与电源密切联系的电网中如果发生单相接地故障，有可能造成严重的短路事故， 并影响电源的正常运行，破坏区域电网系统稳定，使较大范围地域停电，造成更 大事故。 4、对人畜危害 对于导线落地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，对于行人和 线路巡视人员，可能发生人身触电伤亡事故，也可能发生牲畜触电伤亡事故。 5、对供电可靠性的影响 发生单相接地故障后，传统的查找故障线路的方法是人工“试拉路”选线， 有可能导致正常线路短时停电，中断正常供电，影响供电可靠性。另一方面发生 单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，不能保障用户正常用 电，特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件和山区、林区等复杂地 区以及夜间，不利于查找和消除故障，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠 性产生较大影响。 6、对供电量的影响 发生单相接地故障后，由于要查找和消除故障，必然要停运发生单相接地故 障配电线路，从而将造成长时间、大面积停电，减少供电量，影响供电企业的供 电量指标和经济效益。 7、对线损的影响 发生单相接地故障时，由于配电线路接地相直接或间接对大地放电，将造成 较大的电能损耗，如果按规程规定运行一段时间(不超过 2 小时)，将造成更大的 电能损耗。 综上所述，单相接地故障可能会产生过电压、烧坏设备，甚至引起人身伤亡。 因此发生单相接地故障后，需要快速确定故障位置，并且排除故障。
一、稳态过程中相电压、线电压及零序电压的特征
在分析单相接地故障的稳态特征时，可以采用两种分析方法：戴维宁定理和 对称分量法，通常在分析电压特征时利用戴维宁更加简单[2]，而在分析电流特征 时利用对称分量法更加直观[3]。如图 2-1 所示，设 A 相发生接地故障时。采用戴
维宁定理进行分析，将接地点和大地之间的电阻支路看作是外电路。戴维宁等值
不大。需要注意的是，在配电线路上存在两个电容，第一是线路相间电
容，第二是线路对地电容，显然与单相接地故障相关的是线路对地电容。
(3) 线路采用集中式参数，由于配电网线路长度普遍较短，因此可以采用集
中参数。
(4) 在稳态过程分析时忽略线路的阻抗，由于单相接地时等值回。
•
电压应为外电路开路时的电压，显然等于 A 相电源电动势 E A 。戴维宁等值阻抗
应为系统的内部阻抗，由于线路对地容抗远大于线路电阻和电抗，因此戴维宁等 值阻抗近似等于系统的对地容抗。这样就得到了戴维宁等效电路，如图 2-2 所示。
其中 C = 3(C01 + C02 + C03 )
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(3) 系统三个相电压U A 、U B 、U C 出现了不对称运行状态。如果发生单相金
属性接地(接地电阻为零)，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升 高到线电压。此时电压互感器开口三角处测量出 100V 电压。如果发生单 相非金属性接地(接地电阻大于零)，则故障相的电压降低但不为零，非 故障相的电压降低或者升高，但达不到线电压。电压互感器开口三角处 的电压在 0-100V 之间。如果非故障相长时间过电压运行，将有可能导致 第二点绝缘击穿，从而导致故障扩大。因此我国规程规定，系统可以带 单相接地故障运行 1-2 个小时，超过了这个时间就必须停电。 (4) 单相接地故障后，各条线路都会出现零序电流，如果某条线路越长、线 路上电缆越多，则该线路的零序电流越大，故障线路的零序电流不一定 最大。因此零序电流保护定值很难确定。 中性点不接地系统的单相接地故障特征 对于中性点不接地系统，发生接地故障后，通常情况下系统会先经过一个暂 态过渡过程，然后进入带故障运行的稳态过程。因此本书对稳态过程和暂态过程 分别进行分析讨论。
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小电流接地方式发生单相接地故障后的电压、电流特征与高压输电网中性点 直接接地方式的差异巨大。为了快速、准确的确定故障位置，需要对小电流接地 系统发生单相接地故障后的故障特征进行深入的分析，本章内容是后面几章内容 的理论基础。
总的来说，小电流接地系统发生单相接地故障后的故障特征表现在以下几个 方面[1]：
(1) 发生接地故障后，系统三个线电压U AB 、U BC 、UCA 幅值和相位差仍维持
不变，即对称性不变，由于配电变压器通常为 Y/Y0 接线或者△/ Y0 接 线，因此 0.4kV 低压配电网上的用电设备能够正常运行。 (2) 发生单相接地故障后，由于零序回路阻抗值很大，因此单相接地电流很 小，往往小于负荷电流，更远小于相间(包括三相)短路故障，因此继电 保护装置不会动作切除故障。