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中性点非直接接地电网单相接地故障暂态特征分析_薛永端

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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

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。

浅析中性点非直接接地系统接地故障判断与处理方法

浅析中性点非直接接地系统接地故障判断与处理方法

浅析中性点非直接接地系统接地故障判断与处理方法[摘要]中性点非直接接地方式主要可分为以下三种：不接地、经消弧线圈接地及经电阻接地。

目前，我国中压（35kV及以下）电网多采用中性点经消弧线圈接地或经电阻接地。

本文主要分析中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地、中性点经高电阻接地三种接地系统发生接地故障时的向量关系、产生的现象以及相对应的处理方法，对从事变电运行事故处理分析人员有很好的指导意义。

关键词：接地方法指导0前言电力系统中性点接地方式是一个涉及到供电的可靠性、过电压与绝缘配合、通信干扰、继电保护等、系统稳定等诸方面的综合技术问题，这个问题在不同国家不同地区不同的发展水平有着不同的选择。

目前，我国中压电网中性点接地方式多采用中性点非直接接地方式。

中压电网以35kV、10kV、6kV三个电压电压应用较为普遍。

中压电网比较流行的是中性点经消弧线圈接地、中性点经小电阻接地、中性点经高电阻接地三种接地系统。

三种接地系统各有优劣，由于是小电流接地系统，值班人员经常会遇到三相对地电压不平衡的情况，如果对此认识不足，不但找不到问题的所在，而且还会因寻找故障时间太长而造成事故扩大。

1中性点非直接接地系统几种接地方式特点分析1)中性点经消弧线圈接地系统采用中性点经消弧线圈接地的方式，在系统发生单相接地故障时，接地相相对地电压降为0，健全相相对地电压上升为原来的倍。

未发生接地之前，各相相对地电压均为相电压，系统的电容电流达到平衡；发生单相接地故障时，非故障相对地电压突然增大为原来的倍，由于接地相对地电容被短接，另两相对地电容电流急剧增大潜供给系统，系统的电容电流失去平衡，消弧装置计算出系统接地电容并对消弧线圈进行调节，使其产生的电感电流和系统电容相平衡，消弧线圈补偿原理图如图1所示：图1消弧线圈补偿原理图设、、为各相相对地电容，理想情况下==，中性点电位为零，即。

当C相发生单相接地故障时，中性点电位升至相电压，，健全相导线对地电位升为线电压、，如图2所示, 、中的电流、分别领先、90度。

中性点非有效接地系统中基于暂态零序电流的故障选线仿真

中性点非有效接地系统中基于暂态零序电流的故障选线仿真

[8]
(a) 线路 12
(a) 线路 23
(b) 线路 24 图 2 ψ=90°时零序电压、零序电流波形图
2. 结果分析 通过总结大量的仿真计算结果及仿真得到的 波形可以得出如下结论：
2
(b) 线路 34 图3 ψ=90°时零序电压、零序电流波形图
2. 结果分析 通过总结大量的仿真计算结果及仿真得到的 波形可以得出如下结论： 中性点经消弧线圈接地系统，在过补偿方式 下，故障线路的稳态零序电流为由过补偿产生的过 剩的电感电流，其方向与非故障线路相同，所以传 统的稳态检测法不再有效，而消弧线圈对故障后的 暂态零序电流的幅值和相位均无影响。其它特性与 中性点不接地系统相同。
0
引言
Ptm i 0 kj i 0 mj
j 1
N
(2)
中国的中压配电网一般采用中性点不接地或 经消弧线圈接地系统。单相接地故障是最常见的故 障，由于故障电流很小，所以给故障检测带来了很 多困难。传统的利用故障稳态信息的检测方法不适 用于中性点经消弧线圈接地的系统。由于故障产生 的暂态电流幅值远远大于稳态电流幅值，所以暂态 信号检测法的灵敏度很高；而且由于暂态信号的主 频率很高，使得消弧线圈的补偿作用可以忽略不 计。 本文提出了一种伴有电弧过程的小电流接地 系统的数学模型，用于分析发生单相接地故障时故 障线路和非故障线路中稳态和暂态零序电流的特 征。对由于中性点装设消弧线圈、接地过渡电阻不 同、故障点位置不同及故障初始角不同等对故障暂 态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了 讨论。
表3
方 法
线路 3 中间故障接地仿真结果
线 路 线路 3 21.23 RF =5Ω I0i (A) P tm -151740 42939 -107100 -17540 4212.4 -15076 RF =5000Ω I0i (A) 0.97 0.43 0.42 0.86 0.37 0.29 P tm - 270.46 89.62 -231.73 -227.77 67.43 -176.45

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。

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

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。

16中性点非直接接地电网中单相接地故障保护(可编辑修改word版)

16中性点非直接接地电网中单相接地故障保护(可编辑修改word版)

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U N=U K0，U K0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。

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的分析及处理

中性点不接地系统单相接地故障的分析及处理中性点不接地系统（Ungrounded Neutral System）是指电网中的中性点不与地相连接或与地接触不良的电力系统。

当单相接地故障发生时，中性点不接地系统会出现特定的问题，需要进行详细的分析和处理。

1.故障分析
2.故障处理
（1）故障检测：针对中性点不接地系统的单相接地故障，首先需要及时准确地检测故障点的位置。

可以采用故障指示器、故障录波器等设备进行监测和记录，以便进行后续的处理。

（2）故障隔离：一旦发生单相接地故障，需要及时地隔离故障点，防止故障电流继续扩大。

可以采用故障断路器、隔离开关等设备进行故障隔离，将故障线路与正常线路分开。

（3）通信和保护系统调整：中性点不接地系统的通信和保护系统需要进行相应的调整和优化。

保护继电器需要能够及时准确地检测故障，并发出相应的保护命令。

通信系统需要实现故障信息的及时传输和处理，以便进行故障排除和恢复。

（4）接地系统改造：为了解决中性点不接地系统单相接地故障的问题，需要进行接地系统的改造。

可以考虑增加接地电阻，改进接地装置的连接方式，提高系统的接地可靠性。

（5）预防措施：除了对已发生的单相接地故障进行处理外，还需要采取一系列的预防措施，以防止类似故障的再次发生。

可以进行系统的巡
检和维护，定期检测接地系统的连接情况；加强对人员的安全教育和培训，提高他们对中性点不接地系统的认识和理解。

总之，中性点不接地系统单相接地故障的分析和处理需要综合考虑电
网的特点和要求，通过故障检测、隔离、通信和保护系统调整、接地系统
改造等措施，确保故障能够快速准确地得到处理，保证电网的安全稳定运行。

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。

中性点不接地系统单相接地故障的分析与对策

1 中性点不接地系统单相接地故障概述
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
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西 安 交 通 大 学 学 报 第 38 卷
模型 ,求解微分方程组得到时域暂态解 . 这种方法一 般只考虑线路分布电容而忽略线路电感 , 模型不够 准确 ,且只分析暂态信号时域特征 ,忽略了不同频率 下系统特征的差异 ,故所得结论不尽完善 、 正确 . 本文从建立高精度故障模型入手 , 尝试从频域 角度分析故障暂态特征及电气量分布规律 .
′ 也即在 0 到 ω s k 频带内 , 线路等效电容 Ck 随频率从 Ck 单调递增到无穷大 .
ω 在 ( 2 m - 1) ω s 到2m s ( m ∈N ) 频段内线路的等 效电感 , 以及在 2 mω s 到 ( 2 m + 1) ω s ( m ∈N ) 频段内 线路的等效电容 , 均随频率从 0 单调递增到无穷大 . 无论是中性点不接地或是经消弧线圈接地 , 健 全线路阻抗的相频特性均相同 . 2. 2 不接地系统零序网络相频特性及电气量分布 故障线路 i 检测到的背后阻抗是所有健全线路 并联的总体等效阻抗 , 该线路存在更多的串联谐振 ( 各健全线路自身的 ) 和并联谐振 ( 所有健全线路之 间的) 过程 . 图 3 显示了 4 条出线不接地系统的典型 相频关系 . 更多的出线 , 其故障线路的相频特性将更 为复杂 .
Abstract : The modal network of single phase eart h fault in non2solidly eart hed network based on feeders’dis2 t ributed parameters is const ructed to overcome t he deficiency of t raditional t ransient analysis met hods. The char2 acteristics of t ransient zero sequence voltage and current produced by eart h fault in different f requency bands , which can be decomposed according to angle2f requency characteristics of feeders’detected impedance ,are ana2 lyzed. It is found t hat t he impedance of zero sequence network is capacitive in t he selected f requency band ( SFB) , and it ’ s boundary f requencies are given. The dist ribution of t ransient zero sequence current and reactive power wit hin SFB is presented. The zero sequence current and reactive power of t he faulty feeder wit hin SFB are larger t han or equal to any healt hy feeders in amplit ude. The flow direction is f rom t he feeder to t he bus in faulty feeders and opposite in healt hy feeders. The fault t ransient characteristics are verified by simulation result s using A TP ( alternative t ransient program) . Keywords : non2soli dly eart hed net w ork ; si ngle phase eart h f aults ; f aulty t ransients ; angle2f requency charac2
多个频段 . 在最低频段内阻抗呈现容性 ; 随着频率增 加 , 在不同频段内交替呈现感性和容性 . 忽略线路电阻 , 频率交替间隔 , 即第一次串联谐 振频率为 π π ω ( 4) = s k = 2 ( L 0 k C0 k ) 1/ 2 l 0 k 2 ( L k Ck ) 1/ 2
1 基于线路分布参数的故障模量模型
第 38 卷 第2期
2004 年 2 月
西 安 交 通 大 学 学 报 J OU RNAL O F XI′ AN J IAO TON G UN IV ERSI T Y
Vol. 38 № 2 Feb. 2004
中性点非直接接地电网单相接地故障暂态特征分析
薛永端1 , 冯祖仁1 , 徐丙垠2
图4 故障时 SFB 内零序网络等效图
规律 2 在 SFB 内 , 故障线路中的电流从线路流向 母线 , 而在健全线路中从母线流向线路 , 二者流向相 反 . 母线接地时 , 所有线路的电流从母线流向线路 , 流向相同 . 在 SFB 内 , 母线处检测到的能量交换形式主要 是健全线路等效电容吸收的无功功率 ( 容性无功功 率) , 它也满足分布规律 1 和规律 2 . ′ 在一般配电网络中 ,ω 远大于工频 , 因此在不接 地系统中 SFB 包含了工频和谐波频率 . 容性电流和无功功率的上述分布规律虽早已被 提出 [ 1 , 2 ] , 但仅限于工频和部分谐波分量 , 且缺乏严 格的分析证明 . 根据本文分析 , 规律 1 和规律 2 在
( 1. 西安交通大学电子与信息工程学院 , 710049 , 西安 ; 2. 山东理工大学电气工程学院 , 255031 , 淄博)
摘要 : 针对已有暂态分析方法存在的不足 ,建立了基于线路分布参数模型的小电流接地故障模量结构图 ; 根 据线路相频特性将频率分为不同区段 ,再分析不同频段内故障暂态特征 . 重点论证了零序网络在一选定频段 ( SFB) 下阻抗呈容性的特性及其临界频率应满足的条件 , 分析了在该选定频段内暂态零序电流及无功功率 的分布规律 ,得出以下结论 : 在 SFB 内 ,故障线路暂态零序电流和无功功率大于或等于任何一条健全线路 , 且在故障线路中从线路流向母线 ,与健全线路中的流向相反 ; 在 SFB 外 ,故障线路和健全线路电气量分布差 异不明显或临界频率不易确定 . 用电磁暂态仿真程序 ( A TP) 对故障暂态特征进行了验证 . 关键词 : 中性点非直接接地电网 ; 小电流接地 ; 故障暂态 ; 相频特性 中图分类号 : TM7 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 987X ( 2004) 02 - 0195 - 05
第 2 期 薛永端 ,等 : 中性点非直接接地电网单相接地故障暂态特征分析
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其中 , L k = L 0 k l k 、 Ck = C0 k l k 分别为线路 k 的零序电 感和零序分布电容 , 则在 0 到 ωs k 低频段内 , 健全线 路 k 的零序分量可以等效为一集中参数电容 C′ k ,即 2ω π ω s k Ck ) = ( 5) C′ k (ω π ω tan 2ωs k ≥ Ck
0
式中 : x A 、 xB 、 x C 分别为三相电压或电流 ; x 0 、 xα、 xβ α β 分别为 0 、 、 模分量 . 设在有 n ( n ≥ 2) 条出线的系统中 , 第 i 条出线 发生 A 相接地故障 . 与对称分量法[ 1 ] 相似 , 利用故 障点的边界条件 u A = 0 , iB = i C = 0 , 可以得到 u 0 + uα + uβ = 0 ( 2) 1 i 0 = iα = iβ = i 3 A 因此 , 从故障点看到的基于线路分布参数模型的系 统故障分量模量如图 1 所示 ( 中性点不接地系统开 关打开 , 经消弧线圈接地系统开关闭合 ) . β 模和α 模结构 、 参数完全相同 . 图 1 模型总体结构及等效参数与分析稳态特征 的对称分量法相一致 . 由于 0 模分量的含义也与零 序分量完全相同 , 在叙述上对二者不加区分 .
为了准确分析故障暂态信号特征 , 本文的线路 采用分布参数模型 , 再用相模变换将三相系统变换 为没有耦合的模量系统 . 相模变换阵 T 并不惟一 , 所用的变换形式为
x0 xβ xA = xα = T x B xC
1 1 3 1
1
1
- 1
0 0
- 1
xA xB xC ( 1)
( a) 故障模量结构
线圈影响 [ 1 ,2 ] ,但在信号捕获 、 处理手段以及特征掌 握上存在不足 ,一直未得到重视和推广 . 近年学术界 的研究主要集中在小波变换等新兴分析工具的应用 上 [ 5 ,6 ] ,对暂态信号特征和利用方式仍缺乏深入研 究. 传统暂态分析方法主要是[1 ,2 ,7 ] : 建立简单系统
收稿日期 : 2003 - 04 - 15. 作者简介 : 薛永端 ( 1970～) ,男 ,博士生 ; 冯祖仁 ( 联系人) ,男 ,教授 ,博士生导师 . © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
Analysis of Transient Characteristics of Signals Phase Earth Fault in Non2Solidly Earthed Net work
X ue Yongd uan 1 , Feng Zu ren 1 , X u B i ngyi n 2
(1. School of Electronics and Information Engineering , Xi′ an Jiaotong University , Xi′ an 710049 , China ; 2. School of Electrical Engineering , Shandong University of Technology , Zibo 255031 , China)