小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析

小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析

【摘要】在我国3-66kV配电网中，普遍采用小电流接地系统，此类系统中发生最多的是单相接地故障。本文在分析了单相接地故障稳态和暂态过程的基础上，总结了常用选线方法的优缺点及其适用范围，并对最新的研究成果进行了分析。

【关键词】小电流接地系统；故障选线；稳态量；暂态量

1.引言

在我国配电网中，66kV和35kV电网主要采用中性点经消弧线圈接地方式，3kV～10kV电网以中性点不接地方式为主，这两种非有效接地方式当发生单相接地故障时，流过故障点的电流很小，所以称为小电流接地系统。单相接地故障占小电流接地故障的80%以上，此时故障电流较小，系统的线电压仍保持对称，不影响对负荷的连续供电，所以不需立刻断开故障线路，允许带故障运行1～2h，提高了供电的可靠性。电力系统的运行经验表明，单相接地故障绝大多数是瞬时性的，不需断电故障就能迅速自动消除，这更突出了小电流接地系统的优点[1]。但发生永久性接地故障时，非故障相的对地电压升为线电压，长时间运行易发生间歇性弧光接地，引起过电压，系统绝缘受到威胁，容易扩大为相间短路。因此，应尽快找出故障线路并排除故障。

由于单相接地故障电流非常小，所以采用常规的继电保护装置进行故障选线是非常困难的。近年来，随着配电网自动化水平的提高，故障选线自动化技术也得到了极大的关注。基于不同选线原理的自动选线装置相继问世，到目前已有几代产品，但在实际运行中，选线效果普遍不好，因此有必要继续研究。本文在分析了单相接地故障稳态和暂态过程的基础上，总结了常用的选线方法及其适用范围和优缺点。

2.单相接地故障电流

2.1 稳态电流分析

此时，A相对地电压变为零，B、C两相对地电压升高为倍。因此，可根据对地电压的大小判断故障相。小电流接地故障的稳态电气量还具有以下特征：①发生单相接地故障时，全系统都将出现零序电压；②非故障线路上的零序电流等于本线路对地电容电流，方向为由母线流向线路；③故障线路上的零序电流为全系统非故障元件零序电流之和，幅值一般远大于非故障线路，方向为由线路流向母线，与非故障线路相反。因此，在中性点不接地电网中，可以根据零序电流的大小和方向来判别故障线路和非故障线路。

中性点经消弧线圈接地电网发生单相接地故障时，系统中电容电流的大小和分布与不接地电网是一样的，不同之处是在接地点增加了一个感性电流来补偿接