中性点不接地系统单相接地故障零序电流分析

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。

中性点不接地系统在线故障定位的零序相量法对中性点不接地配电系统发生单相接地故障进行了分析，得出了各支路零序电流与零序电压之间的幅值相位关系，进一步提出了在线故障定位的零序相量法。

该方法采用了相合成法测量方式，借助GPS和GPRS技术来实现相位差测量，并给出了相合成法实际检测判据。

理论分析和ATP仿真表明了该方法的有效性。

标签：在线故障定位；中性点不接地系统；相位差；零序相量；相合成法0 引言随着用户对供电质量要求的不断提高，在线解决配电网故障定位问题成为供电部门的迫切需要。

然而配电网一般采用小电流接地方式，发生单相接地故障时，接地电流比较小，并且配电网线路接线复杂，分支较多，确定故障点比较困难[1-2]。

文献[3-4]提出了基于故障指示器在线故障定位的方法，该方法对中性点不接地系统短路故障有一定效果，但判别接地故障效果不理想。

文献[5-6]通过检测注入的特殊频率信号来判断故障位置，这种方法易受接地电阻和线路分布电容的影响。

为此，本文提出了中性点不接地系统在线故障定位的零序电流相量法，该方法利用故障线路上故障路径与非故障路径的零序相差及零序电流幅值的不同确定故障分支、故障路径及故障点。

采用了相合成法测量方式，借助GPS和GPRS 技术来实现相位差测量，并给出了相合成法实际检测判据。

理论分析和ATP仿真表明了该方法的有效性。

1 单相接地故障分析以图1所示系统为例，对中性点不接地系统发生单相接地故障后的零序电压和零序电流进行分析。

图1所示系统具有n条出线，出线n上A相经电阻接地，接地电阻为R，接地点将线路分为x和y2部分。

通过对中性点不接地系统单相接地故障的电路分析，得出如下结论：（1）以线路正方向为零序电流的正方向，故障路径上的零序电流相位滞后零序电压，非故障路径上的零序电流超前零序电压。

（2）从电流走向可以看出，沿着故障路径零序电流是逐渐增大的，故障点前最大；故障点后比故障点前零序电流小很多（不包含故障线路极长的情况），且沿线路方向逐渐减小。

10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
微机保护装置有单相接地保护与零序过电流保护，单相接地保护又称为小电流接地选线。

单相接地保护与零序过电流保护是两种完全不同的保护。

1
倍。

1.2
序过电流保护。

2电源中性点不接地的供电系统单相接地小电流接地选线
2.1电源中性点不接地的供电系统单相接地保护可选用小电流接地选线装置。

二次电路设计时将所有零序电流互感器和Y/Y/△（开口三角形）型电压互感器的开口三角形电压接到小电流接地选线装置的测量端子上，就可以检测出是某一路线路发
生单相接地故障，然后进行报警或跳闸。

需要跳闸时还应将跳闸输出接到所需要跳闸的回路。

二次电路接线比较多。

2.2微机保护装置都有单相接地保护后，保护原理与小电流接地选线装置完全相同，不仅节省了一套设备，可以直接跳闸，二次电路接线也简化了许多。

3电源中性点不接地的供电系统单相接地保护的整定
3 3.2
4
随着10kV供电系统电网的不断扩大，对地电容电流也随之增加，发生单相接地故障后故障电流比较大，需要立即跳闸，为了提高单相接地故障后保护跳闸的可靠性，将电源中性点串联一个电阻后接地，发生单相接地故障后故障电流就成为对地短路电流。

此时零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流，发生单相接地故障后故障电流为对地短路电流。

零序过电流保护整定可以按照躲过三相不平衡电流来
整定。

单相接地保护动作的可靠性就可以提高。

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。

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 。

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。

10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理作者：刘兆炼来源：《科技创新与应用》2016年第09期摘要：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。

关键词：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。

中性点不接地系统，单相接地故障时电流流入大地后去哪了中性点不接地系统仅仅指矿山、冶金、应急电源和医院手术室等特殊行业的供电系统，根据国际标准IEC60364，IT第一个字母的 I 表示电源端与地的关系，就是说低压带电导体与大地的绝缘状态或者由一点高阻抗电阻接地：T 表示电源端有一点直接接地；运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

在中性点不接地的系统中，当发生一相接地，此时的电流为非故障相对地的电容性电流，其电流值很小，外露导体导电部分的电压不超过50V；且站在地面上的工作人员又触及到另一相时，那么人体所承受的电压将为相电压的/3倍，即线电压值。

在中性点不接地的系统中，当发生一相接地时，由于接地电流很小，系统中的继电保护不能迅速动作切断电源，很不安全。

在中性点不接地的系统中一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。

但是，中性点不接地也有好处。

第一，一相接地往往是瞬时的，能自动消除，在中性点不接地的系统中，就不会跳闸而发生停电事故;第二，一相接地故障可以允许短时存在,这样便于寻找故障和修复。

即便是IT系统，最终电气设备也必须安装安全用电的保护接地，其接地装置的电阻值要符合标准值；保护接地就是将电气设备的金属外壳或金属支架等与接地装置连接，使电气设备不带电部分与大地保持相同的电位(大地的电位在正常时等于零)，从而有效地防止触电事故的发生，保障人身安全它适用于电源中性点不接地的低压电网。

最终单相接地故障电流都流入了大地而结束了，再也没有去处了，这是因为大地是一个无穷大的散流体，所谓无穷大是相对电压、电流而言。

无论多高的电压，多大的电流，都不能改变大地始终保持零电位的特性。

由于 IT 系统的不利因素使它的应用受到限制。

在我国由于不了解 IT 系统，除在矿井、冶金企业以及有些局部范围内采用 IT 系统外，在建筑物电气装置配电中几乎不采用 IT 系统。