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小电流接地系统的保护原理概述


□ 孙迪飞

  前 言
  
   电力系统的中性点接地方式是一个综合性的技术问题,它与系统的供电可靠性、人生安全、设备安全、绝缘水平、过电压保护、继电保护、通信干扰及接地装置等问题有密切的关系。
   电力系统接地方式从学术上分,可分为两类。一类为有效接地系统,包括中性点直接接地,中性点经低电阻接地,经小电抗接地,经低阻抗接地系统;一类为非有效接地系统,包括中性点经消弧线圈接地,经高阻接地,经高阻抗接地及不接地系统。
   在我国35kv,主变中性点一般采取不接地、经高值电阻或经消弧线圈的接地方式。中性点以这类方式接地的电网,在发生单相接地故障时短路电流只能通过对地电容或阻抗形成小电流回路,被称为小电流接地系统。由于配电网主要是以架空裸线为主的辐射网,所以单相接地瞬时故障占配电网故障的绝大多数。在中性点非直接接地系统中,发生单相接地故障后,故障相对地电压降到极小,非故障相对地电压则将接近线电压,其对地电容电流也将相应增大。这极易导致线路非故障相绝缘薄弱处发生对地击穿,造成两相接地短路。尤其是对于配网中越来越多的地下敷设电缆,虽然单相接地故障概率较低,但在这种情况下,则会发展为永久性相间故障。所以必须尽快判断出单相接地故障线路并断开,将危害减到最低。基于此,人们研究提出了多种选线方案。本文在对小电流接地系统单相接地原理分析的基础上,对各种选线方案作了分析评价。
  
   一、小电流接地系统单相接地原理
  
   1.1中性点不接地系统
   中性点不接地系统在正常运行时,各相对地电压是对称的,中性点对地电压为零,电网中无零序电压。由于三相对地电容Co相同,在各相电压作用下各相电容电流相等并超前于相应电压90度。见图l。
   当系统出现单相接故障时,设A相发生接地故障,见图2。
   由图分析可得出下列结论:
   (1)中性点不接地电网中发生单相接地后,中性点电压Un上升为相压电(- EA),A、B、C三相对地电压为:
   UA = 0
   UB = EA - EB = √3EAe-j150°
   UC = EC - EA = √3EAe-j150°
   故障相(A相)对地电压为零;非故障相(B、C相)对地电压比正常相电压升高 倍即为电网线电压;且电网出现零序电压 即等于电网正常工作时的相电压;线电压仍然保持对称。
   (2)故障线路与非故障线路出现零序电流;非故障线路3I0等于线路接地电容电流;故障线路3 I0等于所有非故障线路3 I0之和。
   (3)非故障线路零序电流超前零序电压90度;故障线路零序电流滞后零序电压90度,即故障线路与非故障线路零序电流相差180度。 ......
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摘自:新学术
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