小电流接地故障现象及原因分析(一)
1引言
随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。
1引言
随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。
2故障现象判断与分析
2.1绝缘监视装置自身故障的判断
2.1.1TV熔断器一相熔断的现象与判断
(1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV
一次侧A相熔断器熔断，则二次侧A相无感应电压，但因TV负载另两侧相电压与A相形成一串联回路，故A相对地有很小的电压，A相二次熔断器熔断时，也同样因TV有负载，A相有很小的电压，电压表可能有一点指示。
(2)三相五柱式TV接成Y0/Y0/Δ接线时，它们的磁路是互通的，高压侧A相熔断器熔断，二次侧A相仍能感应出一定的电压，但此时的A相电压比单相TV接线时要高一些，二次侧断开一相时，情况与单相TV 接线时相同。
2.1.2TV熔断器两相熔断的现象与判断
(1)高压熔断器两相熔断时，熔断的两相相电压很小或接近于零，未熔断一相的相电压接近于正常相电压。熔断器熔断的两相相间电压为零(即线电压为零)，其它线电压降低，但不为零。
(2)低压熔断器熔断两相时，熔断的两相相电压降低很多，但不为零，未断的一相电压正常，熔断器熔断的两相间电压为零，其它线电压降低，但不为零。
2.1.3TV一次侧中性线断线的现象与判断
(1)TV一次侧中性线断线时的主要现象是三相对地电压表不反映电网的运行状态，电网三相对地电容不平衡时，三相对地电压表指示是三相一致的，线路发生单相接地时，三相对地电压表的指示是三相平衡的。
(2)绝缘监视TV的二次侧中性点断线时当电网发生单相接地，三相对地电压指示是平衡的，不反映电网有单相接地，失去监视电网三相对地
绝缘状态的作用，开口三角绕组有电压，有接地警报。
2.2线路断线的现象与判断
2.2.1线路出现单相断线
运行中的线路断线、线路上装的熔断器熔断一相或两相断开，分两种情况：一种是断线的线路在供电侧接地，这种情况的查找方法与一般查找接地线路的方法相同；另一种情况是线路断线不接地，这种断线也同样引起电网三相对地电压不平衡，出现电网接地信号，但与线路单相接地的区别是，电网三相对地电压一相升高(断线相)另两相降低，配变出现缺相。而线路单相接地，则电网三相对地电压表现为两相升高，一相降低。
2.2.2线路两相断线的现象与判断
线路发生两相断线时，电网三相对地电容平衡状态被破坏，发生三相对地电压不平衡，变电所出现接地信号，当断线相导线在电源侧接地时，接地相对地电压降低，其它相升高；当断线相导线不接地时，断线相对地电压升高，另一相降低，现象酷似单相接地，但与单线断线的单相接地根本区别是该线路供电的用户全部停产。
2.2.3两条线和多条线接地的现象与判断
(1)两条线同名相接地。两条配电线同名相发生接地时，绝缘监视一相对地电压表指示不平衡，出现接地信号，变电所值班员按规定顺位逐条选切线路时，应特别注意切每条线路时绝缘监视装置三相对地电压表指示的变化，若全选切一遍，三相对地电压指示没有变化，说明不
小电流接地系统接地的原因分析及对策 小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中质量不易保证，运行中发生接地故障的几率很高。为了便于电网值班人员准确判断接地类别，及时处理故障，保证电网的安全可靠运行，提高用户电能质量。本文通过对兴义市地方电网的运行实践，从小接地系统绝缘监察装置的构成及动作原理，历年接地故障情况的统计、接地原因、故障判别及预防接地的措施等几个方面进行分析，对运行值班人员和工程技术人员有一定的借鉴作用。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo 反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa+ùb+ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：
小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压 升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C0，在相电压作用下，每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是
架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向，每相对地电压就等于相电压。 图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对 地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = - U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC = U A’jwC0，I BC = U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相
小电流接地系统接地故障选线方法涂少煌 发表时间：2019-09-18T10:09:46.183Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：涂少煌[导读] 摘要：本文简要总结近年来现有的选线的理论方法，对选线方法的原理做了简要分析，并指出了小电流接地系统故障选线的主要侧重方向。 (广州智光电气技术有限公司广州 510760) 摘要：本文简要总结近年来现有的选线的理论方法，对选线方法的原理做了简要分析，并指出了小电流接地系统故障选线的主要侧重方向。 关键词：小电流接地系统；单相接地；故障选线；选线方法 1单相接地故障信号特征的分析 1.1稳态特征信号分析 中性点不直接接地系统发生接地故障时，全系统伴随零序电压的产生会有零序电流产生，所有非故障线路上元件的对地电容电流之和在数值上等于故障线路的零序电流，故障相电流方向从线路流向母线，与非故障线路相反。为了减少故障点处的故障电流，在中性点处接入了消弧线圈，相当于叠加了一个与故障电流相反的感性电流，在实际运行中，由于消弧线圈过补偿的作用，所叠加的感性电流在数值上大于故障电流，使得故障电流方向发生改变与非故障线路相同，由此，使得基于稳态量的选线方法失败。 1.2暂态特征信号分析 配电网发生接地故障时，所产生的故障电流包含的暂态成分比稳态成分多。可以被利用的有效的信息较多，全网络的暂态电容电流相当于2个电容电流之和：放电电流，此电流方向由母线流向故障点处，是由于故障相的电压突然降低而产生；充电电流，该电流通过电源形成回路，是由于非故障相的电压突然升高而产生。一般在相电压接近最大值时刻较多地发生接地故障，此时电容电流远远大于电感电流，消弧线圈补偿作用可以忽略不计，所以可以认为中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统发生故障时的暂态特征是相似的，因此利用故障时的暂态特征作为选线的基本依据的重要意义显而易见。 2小电流接地系统故障选线方法 2.1基于稳态分量的选线方法 2.1.1零序电流比幅法 零序电流比幅法所需的特征量是零序电流，是根据系统故障的稳态特征来进行选线，比较母线处各出线零序电流幅值大小，其中幅值最大的线路即为故障线路，此方法比较简单容易实行。但是，当幅健距不大或母线故障时，会造成选线失败，此外还有各种复杂因素的影响，如不平衡的CT，系统运行方式等问题。由于电容电流在中性点经消弧线圈接地系统中被补偿，使得该方法不适用于此系统，但可用于小电流不接地系统，适用范围较小。 2.1.2零序电流相位法 配电网发生接地故障时，该方法利用故障稳态特征选出与各条出线零序电流方向不同的线路作为故障线路。当线路很短且零序电很小时容易产生“时针效应”，在零序电流方向的判断上出现错误。同时，系统运行方式、电流不平衡以及过渡电阻也会对故障线路产生一定程度的干扰。同样，由于消弧线圈的补偿作用可以改变故障线路电流的方向，同零序电流比幅法一样，此方法也不适用谐振接地系统，只能用于不接地系统。 2.1.3群体比幅比相法 该方法是前两个方法的结合。首先比较各条线路的零序电流幅值大小，选出3条以上幅值相对较大的线路，然后再比较它们的相位，方向与其他线路相反的即为故障线路，若所有方向线路都相同则为母线故障。但此方法易受过渡电阻的大小以及CT不平衡等因素的影响，且死区和盲点的存在会对相位的判断产生影响。除此以外，由于是前两种方法的结合，同样只能适用于不接地系统。 2.1.4有功分量法 电网中各条线路存在对地电导，消弧线圈串／并联的电阻在发生故障时，会产生一定有功电流且不能被消弧线圈补偿。以零序电压作为参考量，将有功分量取出，然后利用故障线路零序电流有功分量比非故障线路大且方向相反来选线此方法虽然不受消弧线圈的限制，但接地电流中有功分量的成分较少，降低了检测的灵敏度，且受接地电阻和电流互感器不平衡的影响。 2.2基于暂态分量的选线方法 2.2.1首半波法 此方法最重要的一点就是假设故障发生的时刻是相电压接近峰值的瞬间，此时，暂态电容电流远远大于暂态电感电流。该方法的选线原理是在发生单相接地故障后的首个半周期内，故障线路的零序暂态电流和电压的极性与非故障线路相反。但是如果故障发生在相电压经过零的时刻，暂态电流的信号非常薄弱，特征信号不明显，不易检测。显而易见，该方法有一定的局限性，并且过渡电阻和谐波会造成一定的干扰，降低故障选线的准确性。 2.2.2小波分析法 小波分析理论可以在一定的频带内将暂态信号分解，尤其是对奇异信号和变化不明显的信号应用较好，信号突变部分和信号的奇异点处包含有能清晰反映原始信号中重要信息的成分。而在小电流系统发生接地故障时，暂态信号的奇异处隐藏有较多有价值的故障信息，能清晰地反映故障的暂态特征，所以可以利用小波分析法来分析和提取故障信息。故障发生时电流会突然改变，小波分析法就是利用这一特点来进行选线，首先利用小波奇异性检测的方法对各条线路的暂态零序电流使用小波变换，然后对各条线路的零序电流经过小波变换后的模极大值的峰值和相位进行分析和对比，模极大值最大且相位与其他线路相反的线路即为故障线路。对信号进行小波变换时，也涉及到一些细节选择：小波基函数的选取对小波变换的结果非常关键，要选择紧支集正交性的小波；对故障信号进行小波分解后，选择小波变换细节部分中绝对值幅值最大的点所在的尺度作为分解尺度；信号的采样频率也有相应的要求，应该大于等于信号中最高频率的2倍；还要进行细节分量的重构以及边界的处理。本文认为小波分析在信号处理方面是一种比较理想的数学工具，所以应将小波分析法应用于现场的实际运行中，并结合实际继续深入研究，使得小波分析法能适用于各种类型的单相接地故障的选线。 2.2.3暂态能量法
安全管理编号：YTO-FS-PD721 小电流接地故障现象及原因分析通用 版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
小电流接地故障现象及原因分析通 用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短
小电流接地选线装置实施 一、 装置背景介绍 在我国110kV 以下电力系统中，变压器的中性点多采用不接地或经消弧线圈接地方式，简称为小电流接地系统。在小电流接地系统中，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相电压的√3倍，但三相之间的线电压仍然保持对称，故障电流仅为系统对地电容电流，数值往往较负荷电流小得多，对供电负荷没有影响，因此规程允许继续运行1～2h 。但实际运行中，接地故障引起的弧光过电压可能会引起电力电缆爆炸、TV 保险熔断甚至烧坏、母线短路等事故，因此，迅速确定接地点、消除单相接地故障对系统的安全运行有着十分重要的意义。 传统的寻找接地故障线路的方法是：依次逐条断开每回出线的断路器，故障线路被断开后，系统电压恢复且接地信号消失，否则继续寻找。虽然这种寻找方法大多可通过重合闸来进行补救，但对一些供电要求很高的用电客户来说，这种方法的弊病是显而易见的，尤其是对那些负荷较重的线路，这种方法已不满足安全稳定供电的要求。小电流接地选线装置自问世以来，迅速得以普及，经历了几次更新换代，其选线的准确性已在不断提高。 二、 小电流接地系统单相接地故障特点 如图1所示为一中性点不接地系统，假定电网的负荷为零，并忽略电源和线路上的压降。电网各相对地电容为C 0，这三个电容就相当于一对称Y 形负载，其中性点就是大地。 C B A U N N K I A I B I C I C I B I A E C E B E A 图1 中性点不接地系统 正常运行时，电源中性点对地电压等于零，即U N =0，各相对地电压为相电势，三相电容电流也是对称的，并超前相应电压90°，正常运行时的相量如图2。
大电流接地系统与小电流接地系统（不接地系统）发生故障的区别，对系统设备运行的影响，处理原则和注意事项。 中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统.一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。 中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统 1 中性点不接地电网的接地保护 中性点不接地系统的接地保护、接地选线装置 (1) 系统接地绝缘监视装置：（陡电6.0KV厂用电系统） 绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。 将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。 当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。 该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。要想判断故障线路，必须经拉线路试验。且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。 装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。 该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。 (3) 零序功率保护： 零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。如传统的零序功率方向继电器，无人值守综自所应用的如南瑞DSA113、119系列零序功率方向保护。 零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。 (4) 小电流接地选线综合装置：
文件编号：TP-AR-L2950 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 小电流接地故障现象及 原因分析(正式版)
小电流接地故障现象及原因分析(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供 电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对 地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运 行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故 障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变 压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷 器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停 电等事故发生。
1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 2 故障现象判断与分析 2.1 绝缘监视装置自身故障的判断 2.1.1 TV熔断器一相熔断的现象与判断 (1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV一次侧A相熔断器熔断，则
编号：SM-ZD-23276 小电流接地选线试验方案Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
小电流接地选线试验方案 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整 体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅 读内容。 一．试验目的和原理： 1、检验KA2003型小电流接地系统单相接地故障选线装置的选线效果 2、KA2003系列选线装置实时采集系统故障信号，应用多种选线方法进行综合选线，具体包括：智能群体比幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法、零序电流突变量法。装置通过粗糙集理论确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每一种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估，应用证据理论将多种选线方法融合到一起，最大限度地保证各种选线方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受到干扰而导致误选，装置采用了连续选线方法，每隔一定时间(1秒)重新采集数据进行分析，只要故障没有消失，装置的选线计算就不停止。 特别对于10kV经消弧线圈接地系统,一般消弧线圈补偿
南方电网生〔2012〕32号附件Q/CSG 中国南方电网有限责任公司企业标准 Q/CSG110040-2012 小电流接地选线装置技术规范 Specification for Fault Line Selection Device in Neutral Point Ineffectively Grounded System 2012-09-30发布2012-10-08 实施
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前言 为规范南方电网中低压配电网小电流接地选线装置的技术条件和基本要求，指导和规范小电流接地选线装置统一设计、制造、采购、检验和应用等方面的管理，保证选线装置安全、准确、可靠的运行，特制定本技术规范。 本技术规范以中华人民共和国电力行业相关标准为基础，参考了其它相关的国家标准、行业标准、技术规范与规定，综合考虑了南方电网的实际运行情况和发展要求，是南方电网规范小电流接地选线装置的技术性指导文件。 本规范由中国南方电网有限责任公司生产技术部提出、归口并解释。 本规范主要起草单位：广西电网公司、广西电网公司电力科学研究院 本规范主要起草人：俞小勇、谢雄威、罗俊平、高立克、李克文、覃剑、吴远利、孙广慧。 本规范主要审查人：佀蜀明、薛武、何朝阳、马辉、余新、戴宇、胡玉岚、麦洪、陈太展、巩俊强、王炼、桂国军、陈勇。 本规范由中国南方电网有限责任公司标准化委员会批准。 本规范自发布之日起实施。 执行中的问题和意见，请及时反馈至中国南方电网有限责任公司生产技术部。
目录 1?前言........................................................................... ?仁1.1短路电流的危害 ............................................................... 1.. 1.2短路电流的限制措施 .......................................................... 1. 1.3短路计算的作用 .............................................................. 2.. 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 ....................................................... 9. 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例............................................................ 1.4 4. 结果分析....................................................................... 1.8. 5. 心得体会 (19) 6. 参考文献....................................................................... 20.
文件编号：TP-AR-L5942 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 小电流接地系统接地故障的原因分析及对策(正 式版)
小电流接地系统接地故障的原因分 析及对策(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小 接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级 较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生 接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的 运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障 中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通 过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验 的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起 误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着
重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa ùb ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc 不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：
小电流接地选线试验方案 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
小电流接地选线试验方案示范文本使用指引：此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 一．试验目的和原理： 1、检验KA2003型小电流接地系统单相接地故障选 线装置的选线效果 2、KA2003系列选线装置实时采集系统故障信号， 应用多种选线方法进行综合选线，具体包括：智能群体比 幅比相法、谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分 量法、能量法、零序电流突变量法。装置通过粗糙集理论 确定各种选线方法的有效域，根据故障信号特征自动对每 一种选线方法得出的故障选线结果进行可信度量化评估， 应用证据理论将多种选线方法融合到一起，最大限度地保 证各种选线方法之间实现优势互补。为了避免故障信号受 到干扰而导致误选，装置采用了连续选线方法，每隔一定
时间(1秒)重新采集数据进行分析，只要故障没有消失，装置的选线计算就不停止。 特别对于10kV经消弧线圈接地系统,一般消弧线圈补偿方式处于过补偿状态,当系统发生单相接地故障时,由于基波分量的零序电流被消弧线圈补偿掉,在这种接地情况下可以通过谐波比幅比相法、小波法、首半波法、有功分量法、能量法几种方法实现正确选线. (1)其中谐波方法的基本原理是：对于中性点经消弧线圈接地系统，对谐波分量来说消弧线圈处于欠补偿状态，如果线路零序电流中含有丰富的谐波成分，则比较所有线路零序电流谐波分量的幅值与相位，故障线路零序电流幅值较大且相位应与正常线路零序电流反相，若所有线路零序电流同相，则为母线接地。谐波选线方法采用有效的数字滤波手段，提取出能量最高的谐波频带范围，避免了提取单一谐波频率而导致的误差。
1 前言前言前言前言众所周知10kV中性点不接地系统(小电流接地系统具有如下特点:当一相发生金属性接地故障时,接地相对地电位为零,其它两相对地电位比接地前升高√3倍,一般情况下,当发生单相金属性接地故障时,流过故障点的短路电流仅为全部线路接地电容电流之和其值并不大,发出接地信号,值班人员可在2小时内选择和排除接地故障,保证连续不间断供电。 2 单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害单相接地电容电流的危害当电网发展到一定规模,10kV出线总长度增加,对地电容较大时,单相接地电流就不容忽视。当单相接地电流超出允许值,接地电弧不易熄灭,易产生较高弧光间歇接地过电压,波及整个电网。单相接地电容电流过大的危害主要体现在五个方面:1弧光接地过电压危害当电容电流过大,接地点电弧不能自行熄灭,出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,这种过电压可达相电压的3-5倍或更高,它遍布于整个电网中,并且持续时间长,可达几小时,它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节,可使用电设备、电缆、变压器变压器变压器变压器等绝缘老化,缩短使用寿命,而且对整个电网绝缘都有很大的危害。2造成接地点热破坏及接地网电压升高单相接地电容电流过大,使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,该电流流入接地网后由于接地电阻的原因,使整个接地电网电压升高,危害人身安全。3交流杂散电流危害电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电流,该电流可能产生火花,引燃可燃气体、煤尘爆炸等,可能造成雷管先期放炮,并且腐蚀水管,气管等金属设施。4接地电弧还会直接引起火灾,甚至直接引起可燃气体、煤尘爆炸。5配电网对地电容电流增大后,架空线路尤其是雷雨季节,因单相接地引起的短路跳闸事故占很大比例。 3 单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则单相接地电容电流的补偿原则我国的相关电力设计技术规程中规定,3~10kV的电力网单相接地故障电流大于30A时应装设消弧线圈。消弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后,提供一电感电流,补偿接地电容电流,使接地电流减小,也使得故障相接地电弧两端的恢复电压速度降低,达到熄灭电弧的目的。当消弧线圈正确调谐时,不仅可以有效的减少产生弧光接地过电压的机率,还可以有效的抑制过电压的辐值,同时也最大限度的减小了故障点热破坏作用及接地网的电压等。
小电流接地故障现象及原因分析 摘要：随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 关键词：小电流接地故障原因分析 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 2 故障现象判断与分析 2.1 绝缘监视装置自身故障的判断 2.1.1 TV熔断器一相熔断的现象与判断 (1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV一次侧A相熔断器熔断，则二次侧A相无感应电压，但因TV负载另两侧相电压与A相形成一串联回路，故A相对地有很小的电压，A相二次熔断器熔断时，也同样因TV有负载，A相有很小的电压，电压表可能有一点指示。 (2)三相五柱式TV接成Y0/Y0/Δ接线时，它们的磁路是互通的，高压侧A相熔断器熔断，二次侧A相仍能感应出一定的电压，但此时的A相电压比单相TV接线时要高一些，二次侧断开一相时，情况与单相TV接线时相同。 2.1.2 TV熔断器两相熔断的现象与判断 (1)高压熔断器两相熔断时，熔断的两相相电压很小或接近于零，未熔断一相的相电压接近于正常相电压。熔断器熔断的两相相间电压为零(即线电压为零)，其它线电压降低，但不为零。 (2)低压熔断器熔断两相时，熔断的两相相电压降低很多，但不为零，未断的一相电压正常，熔断器熔断的两相间电压为零，其它线电压降低，但不为零。 2.1.3 TV一次侧中性线断线的现象与判断
课题类别：设计论文 学生姓名： 学号： 班级： 专业（全称）： 指导教师： 2012 年3 月
一、本课题设计（研究）的目的： 在我国电力系统中性点接地方式有两种，分别是中性点直接接地方式和中性点非直接接地方式。110kV及以上电网采用中性点直接接地方式，在这种系统中，发生单相接地时，短路电流很大，故称大电流接地系统。电压等级在110kV以下、6kV以上的中低压配电网络中，其中性点接地方式主要为非直接接地方式，即不接地或者经过消弧线圈接地，这样的系统一般称为小电流接地系统。 小电流接地系统直接面向用户。根据电力运行部门统计，其发生单相接地故障的几率最高，可占总故障的80%左右，这时供电仍能保证线电压的对称性，且故障电流较小，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸，规程规定可以连续运行1至2小时。尤其在瞬时故障下，短路点可以自行灭弧，恢复绝缘，不需要运行人员采取什么措施，这对于减少用户短时停电次数具有积极意义。 但是，随着配电网的迅速发展，电网中电缆线路的比例上升，缆线混合线路越来越多，系统线路也增多，系统单相接地故障电流增大，长时间运行就容易使故障扩大成两点或者多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行，所以运行人员必须及时查明故障线路，以便采取相应对策解除故障，恢复系统正常运行。由于该种故障造成的故障电流很小，不易检测，尤其是对于中性点经消弧线圈接地的系统难以准确选出故障设备，因此，小电流接地系统中发生单相接地故障时如何正确选择故障线路，一直是继电保护领域里的一个研究方向。目前系统中采用的小电流接地选线方法主要有：高次谐波法、暂态分量法、能量法、有功分量法等。 通过本课题的研究，在了解小电流接地系统中单相接地故障的特点基础上，以中性点经消弧线圈接地的小电流接地系统中的高次谐波接地选线保护作为研究对象，研究这种保护的原理、特点及相应微机保护的算法，利用虚拟现实技术设计开发出高次谐波接地选线保护装置虚拟仿真平台并进行运行仿真调试。通过本课题的毕业设计使学生对所学专业知识进行综合应用，以提高分析问题和解决问题的能力。 二、设计（研究）现状和发展趋势： 对于故障选线的研究，在前苏联，小接地电流系统得到了广泛应用，并对其保护原理和装置给予了很大重视，研制了几代装置，在供电和煤炭行业得到了应用，保护原理从过电流、无功方向发展到了群体比幅。装置由电磁式继电器，晶体管发展到了模拟集成电路和数字电路，而微机构成的装置较少。日本在供电、钢铁、化工用电中普遍采用中性点不接地或经电阻接地系统，选线原理简单，采用基波无功方向法。近年来，在如何获取零序电流信号以及接地点分区段方面投入不少力量，采用光纤研制的架空线和电缆零序互感器试验成功。德国多使用中性点经消弧线圈接地系统，并于20世纪30年代就提出了反映故障开始暂态过程的单相接地保护原理，研制了便携式接地报警装置。法国使用中性点经电阻接地系统几十年后，现在正以中性点经消弧线圈接地系统取代中性点经电阻接地系统，同时开发了高新技术产品：零序导纳接地保护。20世纪九十年代初，国外已将人工神经网络原理应用于单相接地保护，并有文献提到应用专家系统方法，随着小波分析的出现和发展，国内外均有文献提及，利用小波分析良好的时频局部性，分析故障暂态电流的高频分量的方法。 我国从1958年起，就一直对小电流接地系统单相接地故障的选线问题进行研究，提出了多种选线方法，并开发了相应的装置。20世纪50年代我国有根据首半波极性研制成功的接地保护装置和利用零序电流五次谐波研制成功的接地选线定位装置。70年代后期，上海继电器厂和许昌继电器厂等单位研制生产了一批有选择性的接地信号装置，如反映中性点不接地系统零序功率方向保护ZD-4型保护，反映经消弧线圈接
小电流接地选线装置选线不准确的实例分析 【导读】我国大多数配电网采用中性点不直接接地系统（NUGS），即小电流接地系统。小电流接地选线装置对提高供电可靠性起着重要的作用，小电流接地选线方法研究及新的高性能选线装置具有较大的潜力和挑战性。为了让小电流选线问题得到彻底解决，更好地运用于日常生活与生产之中，让小电流选线问题的解决为我国经济发展带来前所未有的贡献。 案例：重庆某110kV变电站 重庆市某110kV变电站10kV系统运行方式，为单母分段运行，其中10kV I 段母线有6回馈出线，2组电容器出线，1组站用变出线；10kV II段母线有11回馈出线，2组电容器出线，1组站用变出线。中性点接地方式为经消弧线圈接地方式。在运行过程中，10kV系统发生单相接地故障时，采用人工拉路的方式确定故障线路。 自2015年10月起安装了小电流接地选线装置，该装置安装于消弧线圈控制柜中，通过钳接系统二次回路的方式，采集系统零序电压和零序电流，进行综合判断。其中，I段母线中，6回出线2组电容出线，均接入设备，参与选线，II 段母线中，有6回出线2组电容出线，接入设备，参与选线，627、628、629、631、632没有接入设备。 至2016年11月底，设备共记录瞬时性接地故障194次，实接地故障6次，与现场实际接地处理记录对照，结果如下：
一、实际故障分析 1.2016/5/6 623蹬碑线 因为623为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向，应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且，623的零序电流应滞后I段母线零序电压90°，所以，通过录波和实际情况对比，623零序电流超前零序电压90°，而且612零序电流与623零序电流同相，得出的结果为：I母线电压接反，612电流接反。实际选线时，因为错误接线，所以611线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压90°，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。 纠正接地错误后分析，这是一个典型的中性点经消弧线圈接地系统，发生弧光接地，经消弧线圈补偿熄灭弧光后转变为高阻接地的故障，在故障发生的瞬间，因为弧光引起的弧光过电压，零序电压升到170V，并且零序电压因为谐波引起畸变，故障线路623的零序电流为最大，并且与其他正常线路的零序电流反向，在消弧线圈投入补偿后，弧光熄灭，在后续的录波中可以看到，零序电压降到100V以下，呈现高阻接地状态，623的零序电流也与其他正常线路的零序电流同相，并且都超前零序电压90°。这种现象的引起，可能是因为电缆绝缘薄弱引起弧光放电，也可能是因为瓷瓶间隙积水，或者湿树枝断裂搭接等多种故障引起，故障原因只能归纳为弧光接地演变为高阻接地。 2.2016/5/17 634蹬黄线 因为634为故障线路，其在消弧线圈投入前的半个周波中，零序电流的方向，应该与其他正常线路的零序电流方向相反，而且幅值最大，并且，634的零序电流应滞后II段母线零序电压90°，通过录波和实际情况对比，634零序电流超前零序电压90°，而且625零序电流与634零序电流同相，所以，得出的结果为：II母线电压接反，625电流接反。实际选线时，因为错误接线，所以624线路零序电流，符合接地故障特征，相位滞后零序电压90°，幅值较大，而且选线设备参数设置错误，所以产生错选。 纠正接线错误后分析，这是一个中性点经消弧线圈接地系统，发生金属接地接地的单相接地故障，在故障发生时，零序电压升到80V左右，并且634线路的零序电流与其他正常线路的零序电流反向，此时消弧线圈投入进行过补偿，零序电压升至100V，故障线路的零序电流因为消弧线圈的过补偿，和正常线路的零序电流同相。这种现象的因为，可能是因为架空线断裂落地，断裂掉落到横担，或者线缆与绝缘子之间搭接金属物等现象因为，都可归结为金属性接地故障。3.2016/7/5 623蹬碑线 接线错误分析1相同。纠正接线错误后分析故障，这是一次中性点经消弧线圈接地，故障类型为弧光接地，具体为低弧道电阻接地，在故障发生的瞬间，零
目录 1.前言 (1) 1.1短路电流的危害 (1) 1.2短路电流的限制措施 (1) 1.3短路计算的作用 (2) 2.数学模型 (3) 2.1对称分量法在不对称短路计算中的应用 (3) 2.2电力系统各序网络的制订 (9) 2.3两相接地短路的数学分析 (10) 2.4变压器的零序等值电路及其参数 (10) 3两相接地短路运行算例 (14) 4.结果分析 (18) 5.心得体会 (19) 6.参考文献 (20)
1.前言 电能作为我们日常生活中运用最多的一种能源，不仅有无气体无噪音污染，便于大范围的传送和方便变换，易于控制，损耗小，效率高等特点。 电力系统在运行中相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(短路)时流过的电流称为短路电流。在三相系统中发生短路的基本类型有三相短路、两相短路、单相对地短路和两相对地短路。三相短路因短路时的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相电路不对称，故称为不对称短路。在中性点直接接地的电网中，以一相对地的短路故障为最多，约占全部短路故障的90%。在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。发生短路时，由于电源供电回路阻抗的减小以及突然短路时的暂态过程，使短路回路中的电流大大增加，可能超过回路的额定电流许多倍。短路电流的大小取决于短路点距电源的电气距离，例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电流的10～15倍，在大容量的电力系统中，短路电流可高达数万安培。 1.1短路电流的危害 短路电流将引起下列严重后果：短路电流往往会有电弧产生，它不仅能烧坏故障元件本身，也可能烧坏周围设备和伤害周围人员。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体大量发热，造成导体过热甚至熔化，以及绝缘损坏；另一方面巨大的短路电流还将产生很大的电动力作用于导体，使导体变形或损坏。短路也同时引起系统电压大幅度降低，特别是靠近短路点处的电压降低得更多，从而可能导致部分用户或全部用户的供电遭到破坏。网络电压的降低，使供电设备的正常工作受到损坏，也可能导致工厂的产品报废或设备损坏，如电动机过热受损等。电力系统中出现短路故障时，系统功率分布的突然变化和电压的严重下降，可能破坏各发电厂并联运行的稳定性，使整个系统解列，这时某些发电机可能过负荷，因此，必须切除部分用户。短路时电压下降的愈大，持续时间愈长，破坏整个电力系统稳定运行的可能性愈大。 1.2短路电流的限制措施 为保证系统安全可靠地运行，减轻短路造成的影响，除在运行维护中应努力设法消除可能引起短路的一切原因外，还应尽快地切除短路故障部分，使系统电压在较短的时间内恢复到正常值。为此，可采用快速动作的继电保护和断路器，以及发电机装设自动调节励磁装置等。此外，还应考虑采用限制短路电流的措施，如合理选择电气主接线的形式或运行方式，以增大系统阻抗，减少短路电流值；加装限电流电抗器；采用分裂低压绕阻变压器等。主要措施如下： 一是做好短路电流的计算，正确选择及校验电气设备，电气设备的额定电压要和线路的额定电压相符。 二是正确选择继电保护的整定值和熔体的额定电流，采用速断保护装置，以便发生短路时，能快速切断短路电流，减少短路电流持续时间，减少短路所造成的损失。