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电压电流型自动化原理

小电流接地系统单相故障仿真

小电流接地系统接地故障的现象

单相接地故障分析

小接地电流系统发生单相接地

电压电流型自动化原理

1、我国中低压配电网广泛采用小电流接地系统，在小电流接地系统中，发生单相接地故障的概率最高。准确地选出故障线路，对及时排除线路故障，提高供电可靠性，减少停电损失，具有重要意义。但是由于单相接地后的故障电流较小，故障特征微弱，特别是中性点经消弧线圈接地系统，接地点的残余电流更小，且故障线路的相位发生改变，因而小电流接地系统单相接地故障选线问题虽经多年研究但尚未能很好解决，严重阻碍了供电可靠性和综合自动化水平的提高。

2、针对小电流接地系统中的故障选线问题，本文分析了现有各种故障选线方法的原理和优缺点，重点分析中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障后所出现的暂态和稳态特征，特别是对故障暂态特性以及暂态信息利用方式进行深入研究。发现故障后暂态过程中包含大量有用的高频特征信息，而具有时频局部性和多分辨率分析的小波理论恰恰能较好地提取该暂念高频特征。利用小波对暂态突变信号和微弱变化信号的优势处理能力，本文构造出基于小波变换系数极性比较的选线判据，弥补了传统的基于稳态分量故障选线方法的不足。

3、OO利用MATLAB 0中的SIMULINK和SimPowerSystems工具箱，构建了10KV中性点经消弧线圈接地系统仿真模型。编写MATLAB语言程序，读取仿真后的波形数据，利用母线零序电压作为故障启动信号，母线零序电压经小波分解和重构后的第4尺度高频细节部分确定接地时刻，由各出线零序电流经过小波分解后的第四尺度小波系数识别出故障线路。最后本文进行了典型算例仿真，结果分析表明本文提出的故障选线方法增强了抗干扰能力，具有更高的可靠性和准确性。

小电流接地系统单相故障仿真

1、[摘 要]中性点采用小电流接地方式是配电网的一种主要接地方式。这种接地方式能提高系统的供电可靠性，然而，这种接地方式有一个一直以来都难以解决的问题：当系统发生单相接地故障时，故障线路的确定非常困难.本OO针对这个问题开展研究工作，旨在发现现有选线方式存在的不足，进一步探索选线方法，改进选线策略。

2、我国城乡电网配电系统中发生机率最大的故障是单相接地故障。所以实现配电自动化的一个重要的研究课题，便是如何准确地检测并隔离发生单相接地故障的线路以提高供电质量和可靠性。我国35kV及以下的电网大多采用中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式，少数采用经高电阻接地方式，均属于小电流接地系统。中性点不接地电网发生单相接地故障时，接地故障处仅流过线路的电容电流，且电网的三相线电压仍保持对称关系，不影响负荷供电，所以电力系统规程规定系统仍可继续运行1 -2小时。这样能够提高供电持续性和可靠性，符合我国配电网备用容量低，不能达到多电源供电的基本国情。

3、电力系统的中性点是指电力系统中星型联结的变压器或发电机的节点，中性点的运行方式是指中性点与大地间的电气连接方式。电力系统接地方式总体上说有两种方案，一种是大电流接地方案，另一种是小电流接地方案。不同的中性点接地方式对电网的绝缘水平、过电压保护兀件的选择和继电器保护方式等产生不同的影响。随着对电网各种运行指标要求的日益提高，在不同电压等级下中性点接地方式的合理选择具有越来越重要的实际意义。

4、中性点不接地方式即中性点对地绝缘，其结构简单，运行方便，不需任何附加设备，投资省，适用于农村IOkV架空线为主的辐射形或树状形的供电网络。在中性点不接地配电网中发生单相接地故障时，只是经线路对地电容形成容性电流通路，故障电流非常小，线电压仍保持对称，不要求保护装置动作，可以继续运行1 -2小时，不影响对用户供电。因此，这种接地方式对提高供电可靠性是极有利的。当线路不长时，接地电容电流值较小，不至于形成稳定的接地电弧，一般均能迅速自动熄火，无需跳闸。当线路较长时，电容电流大于规程规定的1 OA时，容易产生一种不稳定的间歇性接地电弧引起幅值较高的弧光接地过电压。弧光过电压持续时间过长，对电网中绝缘薄弱的设备威胁较大，容易使事故扩大。

小电流接地系统接地故障的现象

1、小电流接地系统是指中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的系统。小电流接地系统发生单相金属性接地故障时，非故障相的相电压上升为线电压，线电压大小和相位不变且对称，系统的相间绝缘能够满足运行要求，且接地点仅流过其他出线总的电容电流，所以，当小电流接地系统发生单相接地故障时，系统通常可以运行一段时间，不会跳闸。

2、该变电站35kVⅠ段母线上的勾鲁3521线、勾万3537线、山门3535线运行（对侧热备用），号1主变35kV开关运行，勾临3531线线路检修，如图1所示。35kV母分热备用，备自投运行。勾鲁3521线、勾万3537线、山门3535线保护测控装置为许继电气的WHX-825A/P保护测控装置，35kV备自投的型号是许继电气的WBT-822A/P。

3、1月4日0时，该变电站35kV勾鲁3521线单相接地，00∶45分，35kV勾鲁3521线、勾万3537线、山门3535线距离Ⅰ段动作，开关跳闸。同时35kVⅠ段母线压变B、C相高压熔丝熔断。35kV备自投动作，跳号1主变35kV开关，合35kV母分开关。山门3535线重合闸动作成功。3条线路均无测距信息。

4、现场只有主变故障录波装置，无法采集到勾鲁3521线相关电压电流信息，根据故障分析理论可知，当勾鲁3521线发生A相接地时，勾鲁3521线、勾万3537线与山门3535线的B、C相将通过对地等效电容向勾鲁3521线A相提供电容电流，该电容电流即1号主变35kV侧A相的突变电流。

单相接地故障分析

1、有关小电流接地系统单相接地故障现象分析与判断，电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统、小电流接地系统，故障现象分析与判断，包括完全接地与不完全接地等，单相接地故障的处理步骤。

2、在小电流接地系统中，单相接地是一种常见的临时性故障，多发生在潮湿、多雨天气。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压却依然对称，因而不影响对用户的连续供电，系统可运行1～2h，这也是小电流接地系统的最大优点。但是若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高 31/2倍，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。

3、当发生一相(如A相)不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，中性点电位偏移，这时故障相的电压降低，但不为零。非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处的电压达到整定值，电压继电器动作，发出接地信号。?

4、此时故障相电压降低，但指示不为零，非故障相的电压并不高。这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接地信号。对策是处理电压互感器高压侧断线故障或更换一次熔断件。

小接地电流系统发生单相接地

1、分析小电流系统单相接地时的运行状态，其不同于正常运行状态的信息主要有2点：故障线路流过的零序电流是全系统的电流减去自身的电容电流，而非故障线路流过的零序电流仅仅是该线路的电容电流。故障线路的零序电流是从线路流向母线，而非故障线路的零序电流是从母线流向线路，两者方向相反，或者说两者反相。从小电流系统单相接地时与正常运行时，状态信息的不同看，故障线路的判定似乎非常容易，然而事实并非如此，其原因主要有以下四点：

2、小电流系统单相接地时产生的零序电流是系统电容电流，其大小与系统规模大小和线路类型(电缆或架空线)有关，数值甚小，经中性点接入消弧线圈补偿后，其数值更小，且消弧线圈的补偿状态(过补偿、欠补偿、完全补偿)不同，接地基波电容电流的特点与无消弧线圈补偿时相反或相同，对于有消弧线圈的小电流系统采用5次谐波电流或零序电流有功功率方向检测，而5次谐波电流比零序电流又要小20～50倍。

3、小电流系统中的干扰主要包括2方面：一是在和发电厂的小电流系统单相接地保护装置的装设地点，电磁干扰大；二是由于负荷电流不平衡造成的零序电流和谐波电流较大，特别是当系统较小，对地电容电流较小时，接地回路的零序电流和谐波电流甚至小于非接地回路的对应电流。

4、我国配电网一般都是小电流系统，其运行方式改变频繁，造成变电站出线的长度和数量频繁改变，其电容电流和谐波电流也频繁改变；此外，母线电压水平的高低，负荷电流的大小总在不断地变化；故障点的接地电阻不确定等等。这些都造成了零序故障电容电流和零序谐波电流的不稳定。