10kV配电网单相故障电流计算及跨步电压的分析

摘要10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地等运行方式。

不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。

本文详细分析计算了三种主要接地方式下配电网在发生单相短路故障时的零序电压、短路电流和暂态特性;并利用有限元分析软件，详细分析了小电阻接地运行方式下，单相短路故障时的大地电场分布，计算了短路点附近的跨步电压。

为配电网接地方式的合理选择及继电保护提供了理论依据。

本文研究内容主要包括以下几个方面:介绍了10kV配电网的不同接地方式发展概况，详细分析了配电网中接地变压器的结构与工作原理，总结并对比了不同接地方式的优缺点。

针对三种主要接地方式的配电网络，首先分析出了其发生单相短路故障时的稳态等效电路，在此基础上推导出其短路接地电流计算公式，并给出了其电容电流分布图。

其次详细推导出其暂态等效电路，同样详细计算了其暂态短路接地电流。

最后建立了配电网发生单相接地短路的MATLAB仿真模型，得出了与理论分析结果相符的仿真波形与数据。

阐述了接地电阻、跨步电压和接触电压的概念，详细推导了它们的理论计算公式。

开创性地运用有限元分析软件ANSYS来定量仿真发生单相对地短路后的跨步电压，仿真结果与理论计算结果基本吻合。

设计了10kV配电网小电阻接地运行方式下发生单相对地和单相对电线横担的两种常见短路的实验方案，给出了详细实验操作步骤及需要注意的事项，通过实验验证了论文中有关短路时接地电流及跨步电压的计算分析结果。

关键词:10kV配电网;中性点接地方式;短路接地电流;跨步电压;有限元分析AbstractNeutral grounding without impedance,neutral grounding through suppression coil and neutral grounding through low resistor are the most common neutral grounding in the l0kV distribution network. There are different characteristics and application advantages with different neutral grounding. When the single phase short-circuit fault occur in the l0kV distribution network, zero sequence voltage, short-circuit current are calculated in detail and transient characteristics are analyzed for the three main neutral grounding in this paper. Then, Electric field distribution and step voltage are also calculated with Finite element analysis software for grounding through low resistor. The study of this paper is helpful to the choice of neutral grounding and power system relay protection for the l0kV distribution network.The study of this paper focuses on the following aspects:The development and application trends of neutral grounding in l0kV distribute network are introduced in this thesis, then the structure and work principle of grounding transformer is analyzed in detail. The advantages and disadvantages of three main neutral grounding are summarized and compared with each other.For the three main neutral grounding distribute network, Firstly, the steady-state equivalent circuit is proposed through careful analysis when the single phase short-circuit fault occur and the short circuit current formula is derived in detail on the basis of the steady-state equivalent circuit. The distribution figure of capacitive current is given. Secondly, the transient-state equivalent circuit is presented through careful analysis and the transient short-circuit current is solved based on the transient-state equivalent circuit. Finally, a single phase short-circuit fault model is established in the MATLAB software, the simulation results and data are consistent with the theoretical analysis results.The concept of grounding resistance, step voltage and touch voltage are expounded,and the theoretical formula is also deduced. The step voltage when the single phase short-circuit fault occur is calculated quantitatively with the finiteelement analysis software ANSYS. The simulation results are consistent with the theoretical calculation results.Two common short-circuit experimental program are designed and the experimental procedures and some notes are given in detail. It is demonstrated that the theoretical analysis about the short-circuit current and the step voltage in the paper is correct.Key Words: l0kV distribution network; neutral grounding; short-circuit ground current; step voltage; finite element analysis第1章绪论1．1课题研究背景及意义电力是人类文明生活的原动力，是最重要的二次能源和工商业界主要的动力及照明来源，其需求与经济发展之间有着密不可分的关系。

试论10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法10kV电力系统是现代电力系统中常见的一种电压等级，而单相接地故障是在10kV电力系统中比较常见的故障之一。

这种故障如果处理不及时和有效，就有可能对电力系统的安全稳定运行产生影响。

本文将从10kV电力系统单相接地故障的原因、特点及处理方法等方面进行论述，以便于更好地理解和处理此类故障。

1. 设备故障：10kV电力系统中的变电所、配电室、开关设备等设备在长期运行中可能会出现故障，例如设备内部的绝缘击穿、接触不良等问题，从而导致设备出现单相接地故障。

2. 外部因素：10kV电力系统所处的环境中可能存在各种外部因素，如雷电、动物触碰、人为操作失误等，这些因素也可能导致单相接地故障的发生。

3. 设计缺陷：有些10kV电力系统在设计上可能存在一些缺陷，如绝缘距离不足、接地装置设置不当等，这些设计缺陷也有可能引发单相接地故障。

二、10kV电力系统单相接地故障的特点1. 故障电流大：单相接地故障时，故障线路上的电流会突然增大，有可能远远超过正常运行时的电流值。

2. 导致相间故障：单相接地故障有可能会引起相间故障，对电力系统的其他线路产生影响。

3. 安全隐患大：单相接地故障会导致线路和设备的绝缘受损，存在着较大的安全隐患，一旦处理不当就可能引发火灾、电击等事故。

1. 及时排除故障原因：一旦发生单相接地故障，首先要及时排除故障的具体原因，找出是设备故障、外部因素还是设计缺陷引起的故障，以便有针对性地采取后续处理措施。

2. 绝缘检测和维修：对发生单相接地故障的设备和线路进行绝缘检测，找出绝缘击穿、绝缘老化等问题，并及时进行维修和更换，保证设备和线路的正常运行。

3. 接地处理：针对发生单相接地故障的设备和线路进行接地处理，提高绝缘等级，减少接地故障的发生概率。

4. 故障检测与消除：在电力系统中设置故障检测装置，一旦发生单相接地故障能够及时报警并消除故障，保证电力系统的安全可靠运行。

10kV配电网单相接地故障及处理方法的分析发布时间：2022-01-10T09:17:48.222Z 来源：《当代电力文化》2021年29期作者：周明汉[导读] 众所周知，10kV配电网单相接地故障对于供电企业来说需要极力避免的。

周明汉广西电网有限责任公司崇左扶绥供电局摘要：众所周知，10kV配电网单相接地故障对于供电企业来说需要极力避免的。

因为这种故障的发生往往会直接导致供电的中断，影响人们的生活以及生产的过程。

不利于提高生产效率。

因此，本文围绕了10kV配电网（中压配电网）接地故障问题进行了分析，主要包括接地故障导致的原因分析、故障的主要危害、以及如果去解决接地故障。

以上对于保持10kV配电网的高效运行提供了有效的解决方案，有利于提高供电企业的经济效益。

关键词：10kV的配电网；接地故障；处理方法，引言：当接地故障发生时，为了保证故障分析人员的生命安全，需要对故障区段的电力供应功能进行关闭，而这种情况将会导致局部的供电功能丧失，因此影响了人民的生活和生产过程，会使得生产中断，影响了连续性。

而故障处理人员为了寻找导致接地故障的根本因素，需要逐层深入的对问题进行检索，才能解决故障问题，从而保证供电的稳定。

本文接下来将首先探究单向接地故障的特点及原因。

一、10kV配电网单相故障特点及成因分析一般情况下，天气比较晴朗，雨水不多，很难发生接地故障。

因此接地故障的发生往往与降雨量有关。

相关研究表明降雨量越大，接地故障越容易发生[1]。

当接地故障发生时候，短时间内一般是两个小时，不会影响供电系统的供电功能，而这个主要是依靠供电系统的电压维持。

但是，如果长时间（两个小时以上）没有将故障进行解决，首先对基础的电力供应设备产生损伤，最终导致供电的中断。

而常见的供电中断是生活中经常遇到的跳闸现象。

而如果是发生在主路上的故障将会导致大面积的停电现象，严重将会威胁人们的生命财产安全。

而导致10kV配电网接地故障的原因有很多，主要包括以下几个方面。

试论10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法1. 引言1.1 研究背景10kV电力系统是工业生产中常见的一种电力系统，其在供电中发挥着重要作用。

在使用过程中，由于各种原因，10kV电力系统可能会出现单相接地故障，给电网运行带来一定的隐患。

对于10kV电力系统单相接地故障进行深入研究和分析，旨在提高电网的稳定性和可靠性，减少故障对生产和生活带来的影响。

研究背景部分，将深入探讨10kV电力系统单相接地故障的特点、影响以及可能的原因，为后续的分析和处理提供理论依据。

通过对10kV电力系统单相接地故障的研究，可以为电力系统运行管理和维护提供重要参考，保障电网的正常运行，并有效应对潜在的风险和挑战。

对10kV电力系统单相接地故障进行深入研究具有重要的理论和实践意义。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨10kV电力系统单相接地故障的发生机理，解析其影响因素和特点，从而为准确诊断和及时处理故障提供理论支持。

通过分析10kV电力系统单相接地故障的处理方法和预防措施，提高电力系统的可靠性和稳定性，保障供电质量，保障用户的正常用电。

通过实际案例的分析，总结经验教训，为电力系统的运行和维护提供指导。

通过本研究，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考，推动10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法的进步，为电力系统的安全运行贡献力量。

1.3 研究意义本文旨在探讨10kV电力系统单相接地故障的分析与处理方法，为电力系统运行维护提供重要参考。

具体而言，本研究具有以下几点重要意义：10kV电力系统是工业和民用用电的重要组成部分，其运行稳定与否直接关系到生产生活的正常进行。

而单相接地故障是影响系统正常运行的主要问题之一，研究其故障概述、原因分析、处理方法、预防措施以及案例分析，有助于提升系统的可靠性和稳定性。

对于电力系统运维人员和技术人员来说，了解10kV电力系统单相接地故障的相关知识是必不可少的。

本文的研究内容可以为他们提供实用的指导和参考，帮助他们提高故障处理的效率和准确性，从而保障电力系统的正常运行。

10kV配电线路单相故障分析与处理【摘要】10kV配电线路的正常运营对于我国多地正常的供电使用起到非常重要的作用，目前也出现了不少单相故障，不但严重影响了配电线路的运行效率，降低了供电效率，同时也严重危害了人员的生命安全。

本文分析我10kV配电线路单相故障可能出现的不同情况，并对这些故障所产生的危害和影响做出了分析，最终提出了个人关于改善10kV配电线路单相故障的几点建议。

【关键词】配电线路；单相故障；故障排除1 10kV配电线路单相故障的情况分析1.1 单向不断电接地故障分析在10kv配电线路事故中，单向不断电接地故障时发生频率相对较高的，该故障的主要症状是，故障相电压降低甚至为零，另外两相电压发生升高现象，最终导致大于相电压或者等于相电压。

在稳定性接地时候电压表的指标变化是非常小的，如果电压指标的变化比较频繁，那应该是其中的间接性接地。

在10kv配电线路中性点经消弧线圈接地的系统，就会出现一定的可见消弧线圈动作，从而产生一定的中性点电流。

在配电线路发生弧光接地时，可能会产生弧光过电压，甚至在这一过程中，会产生烧坏电压互感器的情况发生。

1.2 单相断线电源侧面接地故障在单向电源侧面接地故障中，断电与不断电的所出现的故障表现基本上是一样的，这种配电线路故障所造成的后果，对断线侧之后的配电变压器材的供电效果有着较为严重的影响，因为在这种事故当中，可能会会转入较长时间的两相运营。

从以上故障的表现形式看，要减少配电路的负序电流，减少其中电流中的不对称度，就需要减少变压器中零序阻抗。

在使用过程中，三相变压器一般都是由三铁芯柱式的两相运行，由于零序电流造成的一些磁通是无法抵消的，只能借助外壳和空气造成的闭合回路，进而在变压器的外面长生不可允许的过热现象。

1.3 单相断线负荷侧接地事故单向断线负荷侧接地事故也是配电线路中较为常见的故障，由于该故障时负荷侧接地，而系统变电站中，绝缘指示变化是根据断电后电容电流的变化，因此在整体变电站中的绝缘监视指示的变化是非常微小的，这也造成了这种符合侧接地故障较难排查。

试论10kV电力系统单相接地故障分析与处理方法10kV电力系统是电力系统中重要的一部分，它的稳定运行对于整个电力系统具有重要意义。

随着设备老化和环境变化，电力系统单相接地故障的发生是不可避免的。

针对10kV 电力系统单相接地故障的分析和处理方法就显得尤为重要。

本文将围绕这一主题展开讨论，希望能为相关人士提供一些帮助和参考。

我们需要明确10kV电力系统单相接地故障的概念。

所谓单相接地故障即是在三相电力系统中，某一相与地之间发生故障，导致电流通过接地途径流回电源，出现单相接地短路。

这种故障一旦发生，将给电力系统的运行带来严重影响，甚至可能导致断电事故的发生。

1. 故障的表现我们需要了解10kV电力系统单相接地故障的表现。

在系统发生单相接地故障时，通常会出现相应的保护动作，如跳闸、报警等。

现场设备也会有明显的异常现象，比如发生接地故障的相的电压会下降，而其它两相正常工作。

我们需要对10kV电力系统单相接地故障的原因进行分析。

这其中可能包括设备老化、外部环境因素、人为操作失误等多种因素。

只有找到故障的原因，才能有针对性地进行处理和修复。

我们还需要对10kV电力系统单相接地故障的影响进行分析。

这种故障一旦发生，将会影响整个系统的稳定运行，对生产、居民生活等都会带来不利影响。

及时发现和处理单相接地故障就显得尤为重要。

1. 快速定位针对10kV电力系统单相接地故障，第一步就是要快速定位故障点。

可以通过巡视、测量等手段来确定接地故障点的位置，尽快找到故障点有利于后续的处理和修复工作。

2. 保护动作处理一旦发生单相接地故障，系统的保护装置将立即起作用并进行保护动作。

此时需要对保护动作进行处理，包括重新合闸、检修、复归等工作，以确保系统的正常运行。

3. 故障隔离在确认故障点后，需要进行故障隔离工作。

这包括切断故障点所在的线路或设备，并进行安全接地，以确保人员和设备的安全。

4. 故障修复需要对故障点进行修复工作。

这可能涉及更换损坏的设备、修复线路等工作。

10kv供电系统单相接地过电压的分析和采取措施摘要：目前，国内的电网发展很快，10 kV系统在运营时，主要采取两种方法，一种是中性点不接地，一种是中性点经由小电阻接地，在配网保护中，一个很关键的问题就是要能够准确的确定出单相接地故障的线路所在，只有如此，方能更好的针对故障的具体状况，采取行之有效的对策，以确保整个系统的工作品质和工作水准。

关键词：单相接地；危险；处置；防范措施近年来，伴随着国家能源经济的全球化，配网的建设和安全运营问题日益突出，特别是在10 kV的电源和配网中，单相接地故障的几率很大，而且，在10kV的电源和配网中，由于相位电压的上升，会导致线路的绝缘损坏，从而产生短路故障；出现短路故障；如果故障点产生间歇性电弧，会引起谐振过电压，损坏或者烧毁电力系统设备，严重危及设备和人身安全，给配电网的安全经济运行带来重大影响。

所以，对于电力系统工作或运行维护人员来说，一定要对10 kV电力系统单相接地故障进行分析与处理，那就是在当系统发生单相接地故障的时候，要对其进行快速、精确的定位，并对其进行切除，这样才能确保并维护电力系统的安全、经济运行和生产。

通常来说，产生单相接地故障的原因是：①由于线路或装置绝缘损坏，造成绝缘击穿接地，例如，配变线圈绝缘损坏，接地等；②由于外部因素造成的导线断裂，如大风、覆冰等恶劣气候条件下的断裂；③由于外部环境的严酷和复杂，如雷击，鸟类危害，漂浮物，动物搭接，树枝等；④工人作业失误等。

所以，要根据造成单相接地故障的各种因素，分别采取相应的对策，使电网能够尽快地重新恢复正常的电力供应。

1总览在对其进行分类时，将其分为两种类型，一种为大电流接地，另一种为小电流接地。

使用小电流接地系统有一个很大的优势，那就是当系统中的某个地方出现单相接地时，虽然会导致该接地的相对地电压下降，而其他两相的相电压上升，但线电压却是均匀的，因此不会影响到对用户的持续供电，系统可持续运转1~2小时。

10kv高压电机电流计算方法（10kV高压电机常见故障）10kV高压电机常见的故障类型在工业企业的生产过程中，10kV高压电机的使用能够发挥非常重要的作用，它能否保持安全正常的运行会直接影响到电力系统的稳定工作，决定了电能的质量优劣程度。

与此同时，10kV高压电机本身就很贵重，在电力系统中有必要采取有效的措施确保其能够保持正常运行。

所以，在10kV高压电机运行时出现的各种故障，通过装设保护装置，及早消除故障隐患，防止不正常运行时间过长导致高压电机出现烧毁等严重问题。

通常10kV高压电机出现的几种故障类型有：（1）定子绕组出现单相接地或者相间短路的问题；（2）定子一相绕组当中发生匝间短路问题；（3）转子励磁回路产生的励磁电流消失或者出现转子绕组一点或两点接地的问题。

除此之外，10kV高压电机通常出现的不正常运行状态主要包括下述几种情况：（1）由于外部短路现象造成定子绕组出现过电流问题；（2）由于外部出现不对称短路现象或者不对称负荷问题导致电机负序出现过电流现象；（3）由于负荷超出了电机额定容量导致三相对称发生过负荷问题；（4）由于出现突然复合现象导致定子绕组出现过电流问题；（5）由于汽轮机主汽门的关闭导致电机发生逆功率问题；（6）由于励磁回路发生故障或者强励持续时间过长导致转子绕组出现过负荷问题。

10kV高压电机的保护方式对于1MW电机及1MW以上的电机来说，在出现定子绕组以及定子绕组发生相间短路现象时，需要安装设置纵差动保护；对于与母线直接相连的电机定子绕组在单相接地的过程中出现的故障，如果单相接地故障电流超出了规定范围，需要安装设置具有选择功能的接地保护装置；如果电机定子绕组出现匝间短路问题，每组当中都有并联分支，就需要安装设置横差保护；对于200MW以上的电机还可以考虑安装设置双重化横差保护；（4）如果是电机外部短路的原因导致出现过电流问题，则可以采取下述保护措施进行解决：1)一般对于1MW电机及1MW以下的小型电机来说，可以采取过电流保护措施；2)如果是由对称负荷等原因造成的电机定子绕组过电流问题，就需要安装设置在一相电流上接设的过负荷保护；3)通常在1MW以上的小型电机中，可以通过启动复合电压进行过电流保护；4)对于1MW以上的电机需要安装设置专门的励磁回路一点接地来完成保护，并可以在此基础上安装设置定期检测装置；5)如果是由于外部不对称短路现象或者不对称负荷问题导致的负序过电流，就需要在50MW的电机或者50MW以上的中型电机上采取过电流保护措施；6)通常在50MW电机及50MW以上的电机中，可以使用负序过电流保护；7)对于低压过流保护来说，由于其带有电流记忆，因此可以在自并励电机中使用；8)如果水轮电机定子绕组出现过电压的问题，需要安装设置延时过电压保护装置；9)对于100MW电机及100MW以上的电机，如果出现转子回路过负荷问题，需要安装设置转子过负荷保护装置；10)如果电机出现了励磁消失的故障，无法继续保持失磁运行，需要在断开自动灭磁开关的同时将断路器也断开；对于100MW电机及100MW以上的电机，如果其采用半导体励磁，则需要安装设置能够直接反映出电机失磁状态的专用失磁保护装置；11)如果汽轮电机主汽门出现了突然关闭问题导致电机运行发生异常，为了避免对汽轮机造成损坏，需要对200MW电机及200MW以上的汽轮电机以及燃气轮电机安装设置逆功率进行保护；12)对于300MW电机及300MW以上的大型电机，需要安装设置过励磁保护装置进行保护。

10kV配电线路单相故障分析与处理马晓涵发表时间：2017-12-11T16:35:27.063Z 来源：《电力设备》2017年第22期作者：马晓涵张锐[导读] 摘要：经济社会的发展和人们生活水平的提高对电力设施的质量提出了更高的要求，加之我国电力行业自身的完善与发展，我国在配电线路的安全性方面已经取得了很大的进步和改善，供电的持续性和稳定性都大大提升。

（国网江苏省电力公司宿迁供电公司江苏宿迁 223800）摘要：经济社会的发展和人们生活水平的提高对电力设施的质量提出了更高的要求，加之我国电力行业自身的完善与发展，我国在配电线路的安全性方面已经取得了很大的进步和改善，供电的持续性和稳定性都大大提升。

但是不可否认，在配电线路的实际运行中，尤其是对于10kV配电线路而言，仍然存在着较大的质量安全风险。

关键词：10kV配电线路；单相故障；处理1 10kV配电线路常见单相接地故障类型1.1 金属性单相接地：接地相电压为0，其它相电压升高1.732倍，线电压大小方向、对称性不变，零序电压接近100V。

1.2 非金属性单相接地：接地相电压降低但不为0，其它相电压升高不相等且不超过1.732倍，线电压大小方向、对称性不变，零序电压小于100V。

1.3 一相断线：断线相电压升高，不超过1.5倍相电压；其它降低且相等，不低于0.866倍相电压。

1.4 两相断线：断线相电压升高且相等，不超过线电压；一相电压降低且不到0。

1.5 PT一次侧单相断线：断线相降低且不为零，其它两相降低，与断线相有关的线电压减少，其它线电压不变且不对称，零序电压不大于100/3V。

1.6 PT二次侧单相断线：断线相电压不为零，其它两相电压不变；与断线相有关的线电压减小，其它线电压不变且不对称，零序电压为0。

1.7 基频谐振：一相电压降低，其它两相电压等值升高且超过线电压；线电压大小、方向、对称性不变；零序电压大于100V。

规程规定10kV线路发生单相接地故障时允许运行2小时，就要求调控员必须在2小时内完成故障研判，线路单相接地时母线电压数据变化与PT断线类似，调控员容易误判。