高压线路单相接地故障分析

高压线路单相接地故障分析
高压线路单相接地故障分析

高压线路单相接地故障分析

一、高压线路接地故障的确定

1、接到值班调度员关于高压线路接地通知时,要询问清楚是哪条线路哪相接地,各相接地电压数值是多少,变化情况如何(数值是不断变化还是比较稳定),以便于对接地情况进一步分析。

2、排除变电所(发电厂)绝缘监视装置本身故障。

如果是一相对地电压为零值,另两相对地电压正常,这可能是绝缘监视装置本身故障引起。如果是一相对地电压为零或很低,另两相电压升高,或一相对地电压升高,另两相对地电压降低,这都表明是高压线路接地或一相断相。

3、排除高压用户内部高压接地故障。

⑴向高压用户说明接地线路名称,接地相名称,责成高压用户对高压设备进行详细巡察,以查明是否有接地故障。

⑵电缆进户的高压用户可用钳型电流表测全电缆电流。如等于零值或接近零值,则此高压用户无接地可能,如测电缆三相电流之和接近高压系统接地电流,则说明接地故障点在该用户内部。

⑶对负荷性质不甚重要又极为可疑用户,可要求其暂停电1分钟(核准时间),用验电器检验开关电源三相电压,就可以确定该用户内部是否有接地故障。

⑷要将高压线路缺相与接地故障很好区别。

高压线路上的跌落式熔断器熔断一相或高压发生断线,被断开的线路又较长,绝缘监视装置中的三相对地电压表也会发生指示数值不平衡,且类似接地情况。

如果三相对地电压表指示数值虽然不平衡,但又无明显的接地特征时,应当设法与该线路末端用户联系,如果用户三相电压正常,说明没发生高压断相而是接地所引起。

二、高压线路接地状态分析

1、一相对地电压接近零值,另两相对地电压升高3倍,这是金属性直接接地。

⑴如果在雷雨时发生,可能是绝缘子被击穿,避雷器因受潮绝缘被击穿,或导线被击断电源侧落在比较潮湿的地面上引起的。

⑵如果在有风天发生此类接地,可能是金属物被刮到高压带电体上;也可能是仍在高压设备上的金属物被风刮成接地;也有可能是避雷器、变压器,跌落式熔断器引线被刮断形成稳定性接地。

⑶如果是在良好的天气里发生,可能是外力破坏扔金属物或吊车等撞断一相高压线落在接地较良好的物件上,也有可能是高压电缆击穿接地。

2、一相对地电压降低,但不是零值,另两相对地电压升高,但没升高到3倍。这是属于非金

属性接地特征。有以下几种可能:

⑴如果在雷雨天发生,可能是一相导线被击断电源侧落在不太潮湿的地面上;如伴有大风,也有可能是比较潮湿的树枝搭在导线与横担之间形成接地。

⑵配变变压器高压绕组烧断后碰到外壳上或内层严重烧损主绝缘击穿而接地。

3、一相对地电压升高,另两相对地电压降低,这是非金属性接地和高压断相特征。

⑴高压断一相但电源侧没落地,负荷侧导线落在潮湿的地面上,没断线的两相通过负载与已接地导线相连,构成非金属性直接接地。没断相对地电压降低,断线相对地电压反而升高。

⑵高压断线没落地或落在导电性能不好的物体上,或者装在线路上的高压熔断器熔断一相。假如被断开线路较长,造成三相对地电容电流不平衡,促使三相对地电压也不平衡,断线相对地电容电流变小,对地电压相对升高,其它两相相对较低。

⑶配电变压器烧损那相绕组碰壳接地,高压熔丝又发生熔断,其它两相通过绕组而接地,所以烧损相对地电压升高,另两相降低。

4、三相对地电压数值不断变化,最后达到稳定或一相降低另两相升高,或一相升高,另两相

降低。这是配电变压器烧损后而接地的典型特征。

某相绕组烧损而接地的初期,该相对地电压降低,另两相对地电压升高;当烧损严重后,致使该相与另一相熔丝熔断,虽然切断故障电流,但未断相通过绕组而接地,又演变为一相对地电压降低,另两相对地电压升高,

5、一相对地电压为零值,另两相对地电压升高3倍,但很不稳定,时断时续。这是金属性瞬

间接地特征,有以下几种可能:

⑴扔在高压带电体上的金属物及已折断的配电变压器、开关、避雷器引线引起接地,由于接触不牢固,时而接触时而离开形成瞬间接地故障。

⑵高压套管脏污或有绝缘缺陷发生闪络接地放电,放电电弧可能是断续的,形成瞬间接地。

通过对高压接地故障分析,就可以判断出高压接地原因、形态和种类,从而为尽快查出接地故障提供比较准确依据。

10kV系统单相接地故障分析及处理

10kV系统单相接地故障分析及处理 随着社会经济的快速发展,其中10kV系统经常发生单相接地问题,影响电力系统正常运行。电力企业得到了很大进步,文章通过分析10kV系统发生单相接地故障原因及危害,总结出10kV系统单相接地故障时的处理方法及其注意事项。 标签:单相接地故障;危害;处理;注意事项 1 概述 电力系统在进行分类时常分大电流接地系统和小电流接地系统。采用小电流接地系统有一大优点就是系统某处发生单相接地时,虽会造成该接地相对地电压降低,其他两相的相电压升高,但线电压却依然对称,因而不影响对用户的连续供电,系统可继续运行1~2小时。10KV系统无论是在供电系统还是配电系统中都应用的比较广泛,故10KV系统是否可靠安全运行直接影响到整个电力系统能否正常运行。然而10kV系统在恶劣天气条件下发生单相接地故障的机率却很大。10kV系统若在发生单相接地故障后未得到妥善处理让电网长时间运行的话,将会致使非故障相中的设备绝缘遭受损坏,使其寿命缩短,进一步发展为事故的可能得到提高,严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。因此,工作人员一定要熟知10kV系统发生接地故障的处理方法,一旦10kV系统发生单相接地故障必须及时准确地找到故障线路予以切除,以确保电力系统稳定安全运行。 2 10kV系统发生单相接地故障的原因及危害 导致10kV系统发生单相接地故障的原因有很多,大致可以分为以下五类主要原因: (1)设备绝缘出现问题,发生击穿接地。例如:配电变压器高压绕组单相绝缘击穿或接地、绝缘子击穿、线路上的分支熔断器绝缘击穿等。 (2)天气恶劣等自然灾害所致。例如:线路落雷、导线因风力过大,树木短接或建筑物距离过近等。 (3)输电线断线致使发生单相接地故障。例如:导线断线落地或搭在横担上、配电变压器高压引下线断线等。 (4)飞禽等外力致使发生单相接地故障。例如:鸟害、飘浮物(如塑料布、树枝等。 (5)人为操作失误致使发生单相接地故障等。 10kV系统的馈线上发生单相接地故障的危害除了使非故障两相电压升高以

单相接地故障的特征及处理

单相接地故障的特征及处理 10kV(35kV)小电流接系统单相接(以下简称单相接是配电系统最常见故障,多发生潮湿、多雨天气。树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起。单相接影响了用户正常供电,可能产生过电压,烧坏设备,引起相间短路而扩大事故。,熟悉接故障处理方法对值班人员来说十分重要。 1几种接故障特征 (1)当发生一相(如A相)不完全接时,即高电阻或电弧接,这时故障相电压降低,非故障相电压升高,它们大于相电压,但达不到线电压。电压互感器开口三角处电压达到整定值,电压继电器动作,发出接信号。 (2)发生A相完全接,则故障相电压降到零,非故障相电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接信号。 (3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断,此时故障相指示不为零,这是此相电压表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,出现比较小电压指示,但该相实际电压,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,发出接信号。 (4)系统中存容性和感性参数元件,特别是带有铁芯铁磁电感元件,参数组合不匹配时会引起铁磁谐振,继电器动作,发出接信号。 (5)空载母线虚假接现象。母线空载运行时,也可能会出现三相电压不平衡,发出接信号。但当送上一条线路后接现象会自行消失。 2单相接故障处理 (1)处理接故障步骤: ①发生单相接故障后,值班人员应马上复归音响,作好记录,迅速报告当值调度和有关负责人员,并按当值调度员命令寻找接故障,但具体查找方法由现场值班员自己选择。 ②详细检查所内电气设备有无明显故障迹象,不能找出故障点,再进行线路接寻找。 ③将母线分段运行,并列运行变压器分列运行,以判定单相接区域。 ④再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路,应采取转移负荷,改变供电方式来寻找接故障点。 ⑤采用一拉一合方式进行试拉寻找故障点,当拉开某条线路断路器接现象消失,便可判断它为故障线路,并马上汇报当值调度员听候处理,同时对故障线路断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。 (2)处理接故障要求: ①寻找和处理单相接故障时,应作好安全措施,保证人身安全。当设备发生接时,室内不接近故障点4m以内,室外不接近故障点8m以内,进入上述范围工作人员必须穿绝缘靴,戴绝缘手套,使用专用工具。 ②减小停电范围和负面影响,寻找单相接故障时,应先试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要线路,然后试拉线路短、负荷重、分支少、用点性质重要线路。双电源用户可先倒换电源再试拉,专用线路应先行通知。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时,可先试拉这条线路。 ③若电压互感器高压熔断件熔断,不用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂瓷管熔断器,这种熔断器有良好灭弧性能和较大断流容量,具有限制短路电流作用。 3结束语 减少单相接故障给电网运行带来不良影响,要求值班人员熟悉有关运行规程,了解设备运行状况,实践中不断总结经验,提高处理问题能力,还要积极改善设备运行条件,及时消除设备缺陷,保持设备清洁,提高设备绝缘水平。同时,还要加强配电线路检修、维护管理,提高配电线路检修人员技术水平,缩短查找处理接故障时间,尽快恢复对用户供电。

配电网单相接地故障原因分析

配电网单相接地故障原因分析 发表时间:2018-08-17T13:40:38.403Z 来源:《河南电力》2018年4期作者:赵明露 [导读] 当故障发生时,应该灵活运用技术进行分析处理,更好更稳定地管理好电网。 (新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000) 摘要:配电网在电网中使用广泛,其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障,对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析,重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响,同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出,当故障发生时,应该灵活运用技术进行分析处理,更好更稳定地管理好电网。 关键词:配电网;单相接地故障;原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端,特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性,有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费,还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展,对供电质量的要求越来越高,小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题,及时发现接地故障线路,找到故障点,并采取相应的处理措施,减少甚至避免接地故障带来的不良影响,小电流接地方式将是一种理想的模式。因此,研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时,故障点的位置会出现弧光接地,在附近的线路中形成谐振过电压,与正常配电网运行时相比,过电压要高出几倍,超出线路的承载范围,直接烧毁线路,或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的,线路多次处于电压升高的状态,就会加速绝缘老化,配电网线路运行期间,有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流,容易在变电设备周围形成零序电压,不仅增加设备内的励磁电流,也会引起过电压的现象,导致设备面临着被烧毁的危害。例如:某室外配电网发生单项接地故障后,击穿变电设备的绝缘子,此时单项接地故障对变电设备的影响较大,导致该地区停电一天,引起了较大的经济损失,更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设,道路车流量大,部分驾驶员违章驾驶,造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快,伴随着三旧改造,大量的市政施工及基建项目不断涌现,基面开挖伤及地下敷设的电缆,施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障,造成大规模大范围停电,给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中,传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多,因此,需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中,首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号,并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中,该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别,在具备选线功能的前提下,还应该具备故障定位功能,这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析,主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中,主机在信号发出之后,利用TV二次端子接入到故障线路中,从而通过自身的接地点达到回流的目的,主机内部要安装好信号检测器,当配电网系统中出现了接地故障之后,主机中的信号检测器就会自动启动,并向着故障相中输入特殊的故障信号,此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障,变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动,这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断,同时,在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号,并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路,并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测,从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后,工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间,以便后面故障处理行动的开展。因此,如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题,本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点,编号各个测点,测量数据。当某条出线线路发生单相接地时,故障相线对地的电压将降低,若是金属性的完全接地甚至能降为0kV,非故障相线对地电压将升高,若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流,能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路,为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作,采用定期和不定期的巡视方式,及时排出线路中可能存在的隐患,尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离,做好绝缘子加固、更换工作,保证线路达到标准化程度,做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施,尤其是在容易受到污染的区域,要保证绝缘设备的绝缘能力,提高绝缘子的抗电压水平,这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后,在天气晴朗条件允许的情况下,供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。

中性点不接地系统发生单相接地时向量分析

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,图中表示负荷是断开的,因为单相接地时三相的相线电压和负荷电流仍然对称,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,并三相电容电流之和为零,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。于是A 相对地电容被短接,只有B 相和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(-a E ), 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 =3A E 0150j e ,由于相电压和电容电流的对称性已破坏,因而出现了零序电压和零序电流,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 和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 0jW C ,C I =C C 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 。式中负号表示零序电流与通常规定的电流方向相反,因 为B U +C U =-3A E ,所以故障点的零序电流有效值为03I =3X U 0WC ,

高压线路单相接地故障分析

高压线路单相接地故障分析 一、高压线路接地故障的确定 1、接到值班调度员关于高压线路接地通知时,要询问清楚是哪条线路哪相接地,各相接地电压数值是多少,变化情况如何(数值是不断变化还是比较稳定),以便于对接地情况进一步分析。 2、排除变电所(发电厂)绝缘监视装置本身故障。 如果是一相对地电压为零值,另两相对地电压正常,这可能是绝缘监视装置本身故障引起。如果是一相对地电压为零或很低,另两相电压升高,或一相对地电压升高,另两相对地电压降低,这都表明是高压线路接地或一相断相。 3、排除高压用户内部高压接地故障。 ⑴向高压用户说明接地线路名称,接地相名称,责成高压用户对高压设备进行详细巡察,以查明是否有接地故障。 ⑵电缆进户的高压用户可用钳型电流表测全电缆电流。如等于零值或接近零值,则此高压用户无接地可能,如测电缆三相电流之和接近高压系统接地电流,则说明接地故障点在该用户内部。 ⑶对负荷性质不甚重要又极为可疑用户,可要求其暂停电1分钟(核准时间),用验电器检验开关电源三相电压,就可以确定该用户内部是否有接地故障。 ⑷要将高压线路缺相与接地故障很好区别。 高压线路上的跌落式熔断器熔断一相或高压发生断线,被断开的线路又较长,绝缘监视装置中的三相对地电压表也会发生指示数值不平衡,且类似接地情况。 如果三相对地电压表指示数值虽然不平衡,但又无明显的接地特征时,应当设法与该线路末端用户联系,如果用户三相电压正常,说明没发生高压断相而是接地所引起。 二、高压线路接地状态分析 1、一相对地电压接近零值,另两相对地电压升高3倍,这是金属性直接接地。 ⑴如果在雷雨时发生,可能是绝缘子被击穿,避雷器因受潮绝缘被击穿,或导线被击断电源侧落在比较潮湿的地面上引起的。 ⑵如果在有风天发生此类接地,可能是金属物被刮到高压带电体上;也可能是仍在高压设备上的金属物被风刮成接地;也有可能是避雷器、变压器,跌落式熔断器引线被刮断形成稳定性接地。 ⑶如果是在良好的天气里发生,可能是外力破坏扔金属物或吊车等撞断一相高压线落在接地较良好的物件上,也有可能是高压电缆击穿接地。 2、一相对地电压降低,但不是零值,另两相对地电压升高,但没升高到3倍。这是属于非金 属性接地特征。有以下几种可能: ⑴如果在雷雨天发生,可能是一相导线被击断电源侧落在不太潮湿的地面上;如伴有大风,也有可能是比较潮湿的树枝搭在导线与横担之间形成接地。 ⑵配变变压器高压绕组烧断后碰到外壳上或内层严重烧损主绝缘击穿而接地。 3、一相对地电压升高,另两相对地电压降低,这是非金属性接地和高压断相特征。 ⑴高压断一相但电源侧没落地,负荷侧导线落在潮湿的地面上,没断线的两相通过负载与已接地导线相连,构成非金属性直接接地。没断相对地电压降低,断线相对地电压反而升高。 ⑵高压断线没落地或落在导电性能不好的物体上,或者装在线路上的高压熔断器熔断一相。假如被断开线路较长,造成三相对地电容电流不平衡,促使三相对地电压也不平衡,断线相对地电容电流变小,对地电压相对升高,其它两相相对较低。

单相接地故障的特征及处理通用版

安全管理编号:YTO-FS-PD548 单相接地故障的特征及处理通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

单相接地故障的特征及处理通用版 使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 10kV(35kV)小电流接地系统单相接地(以下简称单相接地)是配电系统最常见的故障,多发生在潮湿、多雨天气。由于树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起的。单相接地不仅影响了用户的正常供电,而且可能产生过电压,烧坏设备,甚至引起相间短路而扩大事故。因此,熟悉接地故障的处理方法对值班人员来说十分重要。 1 几种接地故障的特征 (1)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,这时故障相的电压降低,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。 (2)如果发生A相完全接地,则故障相的电压降到零,非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号。 (3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔

系统发生单相接地时零序电流与电压之间的关系分析

系统发生单相接地时零序电流与电压之间的关系分析: 将6KV系统简化为上图:用电系统中所有正常线路不止一条,为了容易表达,我们简化为一条线路,假定第二条线路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2。 下面就分别对第三条回路存在或不存在接地故障情况下,电压及对地电容电流进行分析。 对该系统电压情况分析如下: 在正常情况下一次电压,二次电压(测量、开口三角)关系如图:其中UA为一次,Ua为测量二次,Ub0为开口二次电压,各相的向量方向相同。测量线圈电压变比为UA/Ua=UB/Ub=UC/Uc=6000/√3/100/√3=60,即一二次侧相电压之比60,即如果系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为100/√3,相之间电压为100V。 开口三角线圈的变比为:UA/Ua0=UB/Ub0=UC/Uc0=6000/√3/100/3=60√3,如果系统6000V,则在每只PT的开口三角形线圈中电压为100/3 我们计算零序UL0向量=Ua向量+Ub向量+Uc向量,如果我们假定其中一相电压,另俩相电压与它相差120和240度。即UL0=Umsinwt+Umsin(wt+120)+Umsin(wt+240)=Um(sinwt+sin(wt+120)+sin(wt+240)=Um(sinwt +sinwtcos120+sin120coswt+sinwtcos240+sin240coswt),计算其中cos240=-1/2,COS120=-1/2 ,SIN120=√3/2,SIN240=-√3/2代入上式中得UL0=Um(sinwt-1/2sinwt+√3/2coswt-1/2sinwt-√3/2coswt)=0 正好等于0,即系统正常时开口三角UL0(向量)为0,三相向量正好对称如图所示 如果C相保险熔断,那么C相的向量就等于0,从而有UL0向量=Ua0向量+Ub0向量即= Umsinwt+Umsin(wt+120)=Um(sinwt+sinwtcos120+sin120coswt)=Um(sinwt-1/2sinwt+√3/2coswt)=

10kV单相接地故障的分析

10kV单相接地故障的分析 贺红星贵州省榕江县电力局调度所(557200) 榕江县电力局调度所在调度运行日志记录中出现10kV单相接地信号62次,每次均发信号,但所测10kV每相电压却各不相同,这是为什么呢 1 故障分析 目前各县级电力企业,都是以110kV变电所为电源点,以35kV输电线为骨架,以10kV配电线为网络,以小水电站为补充的一个网架结构。由于电压等级较低,输配电线路不长,对地电容较小,因此,属于小接地电流系统。当小接地电流系统发生单相接地时,由于没有直接构成回路,接地电容电流比负载电流小得多,而且系统线电压仍然保持对称,不影响对用户的供电。因此,规程规定允许带一个接地点继续运行不超过2h。但是由于非故障相对地电压的升高,对绝缘造成威胁。因此,对已发生接地的线路,应尽快发现并处理。这就要借助系统中设置的绝缘监察装置,来对故障作出准确的判断和处理。 对于绝缘监察装置,我们通常采用三相五柱式电压互感器加上电压继电器、信号继电器及监视仪表构成。它由五个铁芯柱组成,有一组原绕组和二组副绕组,均绕在三个中间柱上,其接线方式是:ynynd。这种接线的优点是第一副绕组不仅能测量线电压,而且还能测相电压;第二副绕组接成开口三角形,能反映零序电压。当网络在正常情况下,第一副绕组的三相电压是对称的,开口三角形开口端理论上无电压,当网络中发生单相金属性接地时(假设A相),网络中就出现了零序电压。网络中发生非金属性单相接地时,开口两端点间同样感应出电压,因此,当开口端达到电压继电器的动作电压时,电压继电器和信号继电器均动作,发出音响及灯光信号。值班人员根据信号和电压表指示,便可以知道发生了接地并判定接地相别,然后向调度值班员汇报。但必须指出,绝缘监察装置是一段母线共用的,它必竟不是人脑,不可能选择鉴别故障类型,由于实际情况要比书本上的理论复杂得多,恶劣天气、网络中高压熔丝熔断、电网中的高次谐波及电压互感器本身的误差等一系列问题,都可能使电压互感器二次侧开口三角形绕组感应出不平衡电压,使电压继电器、信号继电器动作,发出虚假接地信号。 2 故障现象类型 根据运行经验及现场处理人员反馈的情况分析,把62例接地故障现象分为以下几种类型:

变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析(扫描版)

变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析 [摘要] 在大电流接地系统中,线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大比例.本文通过对某地区工典型故障案例进行分析,介绍了处理方法,并对相关的知识点进行阐述,为现场运行人员正确判断和分析事故原因提供了借鉴。 [关键词]大电流接地系统;小电流接地系统;判断;分析 我国电压等级在110kV 及其以上的系统均为大电流接地系统,在大电流接地系统中,线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大的比例,造成单相故障的原因有很多,如雷击、瓷瓶闪落、导线断线引起接地、导线对树枝放电、山火等。线路单相接地故障分为瞬时性故障和永久性故障两种,对于架空线路一般配有重合闸,正常情况下如果是瞬时性故障,则重合闸会启动重合成功;如果是永久性故障将会出现重合于永久性故障再次跳闸而不再重合。 为帮助运行人员正确判断和分析大电流接地系统线路单相瞬时性故障,本案例选取了某地区一典型的220kV线路单相瞬时接地故障,并对相关的知识点进行分析。 说明,此案例分析以FHS变电站为主。 本案例分析的知识点: (1)大电流接地系统与小电流接地系统的概念。 (2)单相瞬时性接地故障的判断与分析。 (3)单相瞬时性接地故障的处理方法。 (4)保护动作信号分析。 (5)单相重合闸分析。 (6)单相重合闸动作时限选择分析。 (7)录波图信息分析。 (8)微机打印报告信息分析。 一、大电流接地系统、小电流接地系统的概念 在我国,电力系统中性点接地方式有三种: (1)中性点直接接地方式。 (2)中性点经消弧线圈接地方式。 (3)中性点不接地方式。 110kV及以上电网的中性点均采用中性点直接接地方式。 中性点直接接地系统(包括经小阻抗接地的系统)发生单相接地故障时,接地短路电流很大,所以这种系统称为大电流接地系统。采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统,当某一相发生接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,所以这种系统称为小电流接地系统。 大电流接地系统与小电流接地系统的划分标准是依据系统的零序电抗X0与正序电抗X1的比值X0/X1。 我国规定:凡是X0/X1≤4~5的系统属于大接地电流系统,X0/X1>4~5的系统则属于小接地电流系统。事故涉及的线路及保护配置图事故涉及的线路和保护配置如图2-1所示,两变电站之间为双回线,线路长度为66.76km。

单相接地时零序电流电压分析

下面对系统单相接地时,零序电流与电压之间的关系做简单的分析: 将某用电系统简化为上图:(将所有正常回路简化为第一条回路,假定第二条回路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2) 下面就分别对第三条回路存在或不存在接地故障情况下,电压及对地电容电流进行分析。 对该系统电压情况分析如下: 一、在正常情况下一次电压,二次电压(测量、开口三角)关系如图: UA(向量)与Ua(向量)、Ua0(向量); UB(向量)与Ub(向量)、Ub0(向量); UC(向量)与Uc(向量)、Uc0(向量); 方向分别相同 在测量线圈中变比为:

即一二次侧电压比为60,即如果系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为V,两相之间的电压为100V 在开口三角线圈中变比为: 即一二次侧电压比为,即如果系统线电压为6000V,则在每只PT的开口三角 二次线圈中电压为V, UL0(向量)=Ua(向量)+ Ub(向量) +Uc(向量) = = = =0 用向量图的形式表示如下, 由上图也可以看出系统正常时开口三角UL0(向量)为0 二、如果C相保险熔断,那么UC(向量)=0,有 UL0(向量)= Ua0(向量)+ Ub0(向量) = =

= = = =-Uc0(向量) 用向量图的形式表示如下, 可以看出此时开口三角电压与C相电压大小相等,方向相反。即有: 一相保险熔断(无论高压侧低压侧)开口三角电压约为33.3V 同理可知:如果一相保险熔断(无论高压侧低压侧),开口三角电压与该相二次电压大小相等,方向相反。电压约为33.3V 如果两相保险熔断(无论高压侧低压侧),开口三角电压与正常相二次电压大小相等,方向相同。电压约为33.3V 三、如果存在一相金属性接地(假设为C相金属性接地)则有: UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量) UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量)

34 单相接地与零序过电流保护

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 单相接地保护与零序过电流保护的区别 1.1单相接地保护与零序过电流保护都需要安装零序电流互感器,但二者的作用完全不相同。单相接地保护用于电源中性点不接地的供电系统。对于三相三线制供电系统,由于电源没有中性线(N线),只有三根相线穿过零序电流互感器时,零序电流互感器感应不出三相负荷不平衡电流,即零序电流,只能感应出三相对地不平衡电容电流,正常运行时此电流非常小,但在本供电系统发生单相接地故障后,就增加为全供电系统对地不平衡电容电流,它等于全供电系统一相对地电容电流的三倍。 1.2 零序过电流保护用于电源中性点直接接地,或通过接地变压器接地的供电系统。上述供电系统发生单相接地故障后,电源中性点通过大地和接地故障点形成回路,临时成为三相四线制供电系统,故障电流为非常大的短路电流。所以电源中性点接地的供电系统单相接地故障称为单相对地短路。此时只有三根相线穿过零序电流互感器时,零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流,即零序电流。可以实现零序过电流保护。 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 3.1 电源中性点不接地的供电系统发生单相接地故障后,全供电系统接地相对地电压为零,对地电容电流也为零。不接地回路也只有两相有对地电容电流,零序电流互感器就可以感应出对地不平衡电容电流,即零序电流,此电流等于本回路不接地两相对地电容电流的向量和,为一相对地电容电流的3倍。发生单相接地故障后不接地回路单相接地保护不应动作。需要计算出本回路一相对地电容电流,乘以3后再乘以可靠系数,作为本回路单相接地保护的动作电流。 单相接地保护动作的灵敏系数等于发生单相接地故障后全供电系统对地电容电流,减去发生单相接地相对地电容电流后,再除以单相接地保护动作电流。在进行灵敏系数校验是,还需要计算出全供电系统一相对地电容电流。 1

单相接地的现象及处理方法

单相接地的现象及处理方法2 在小电流接地的配电网中,一般装设有绝缘监察装置。当配电网发生单相接地故障时,由于线电压的大小和相位不变(仍对称),况且系统的绝缘水平是按线电压设计的,所以不需要立即切除故障,尚可继续运行不超过2h。但非故障相对地电压升高1.732倍,这对系统中的绝缘薄弱点可能造成威胁。此外,在仍可继续运行时间内,由于接地点接触不良,因而在接地点会产生瞬然熄的间歇性电弧放电,并在一定条件激励下产生谐振过电压,这对系统绝缘造成的危害更大。为此,必须尽快处理排除单相接地故障,确保电网安全可靠运行。 1 单相接地故障的特征 单相接地 (1)配电系统发生单相接地故障时,变电所绝缘监察装置的警铃响,“××母线接地”光字牌亮。中性点经消弧线圈接地的,还有“消弧线圈动作”的光字牌。 (2)当生发接故障时,绝缘监察装置的电压表指示为:故障相相电压降低或接近零,另两相电压高于相电压或接近于线电压。如是稳定性接地,电压表指示无摆动,若是电压表指针来回摆动,则表明为间歇性接地。 (3)当发生弧光接地产生过电压时,非故障相电压很高,电压表指针打到头。同时还伴有电压互感器一次熔丝熔断,严重时还会烧坏互感器。 但在某些情况下,配电系统尚未发生接地故障,系统的绝缘没有损坏,而是由于产生不对称状态等,绝缘监察也会报出接地信号,这往往会引起误判断而停电查找。 2 单相接地信号虚与实的判断 (1)电压互感器高压熔断器一相熔断报出接地信号时,如果故障相对地电压降低,而另两相电压升高,线电压不变,此情况则为单相接地故障。 (2)变电所母线或架空导线的不对称排列;线路中跌落式熔断器一相熔断;使用RW型跌落式开关控制长线路的倒闸操作不同期等,均会造成三相对地电容不平衡,从而使中性点电压升高而报出接地信号,此情况多发生在操作时,而线路实际上并未发生接地。 (3)在合闸空母线时,由于励磁感抗与对地电抗形成不利组合而产生铁磁谐振过电压,也会报出接地信号。此情况多发生在单相断线,间歇性弧光接地等引起的谐振过电压所致,而系统并未发生接地故障。 (4)当10kV线路遭受雷击而产生弧光接地时,使健全相电压互感器电压突然升高,线圈流过很大励磁涌流,使互感器铁心磁饱和,导致线圈电感减少,感抗降低。当感抗小于容抗,健全相互感器铁心磁饱和后,会使中性点电压升高,这时绝缘监察也报出接地信号,实际上电网并未发生接地。 (5)10kV电网运行中,由于单相导线断线;避降调荷时的人为“缺相运行”;大功率单相设备的投运等,均会造成三相负荷的严重不平衡,从而导致中性点电压升高,此时绝缘监察也报出接地信号,而电网并未发生接地。 (6)10kV线路遭受雷击时,由于电场发生突变,导线上束缚电荷变成自由电荷,向导线两侧以近似光速运动,形成过电压进行波而产生感应过电压。此进行波到达线路避雷器时,

小电流接地系统接地故障分析知识讲解

小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性,配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式,这样当某一相发生接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障,当该故障发生时,由于故障点的电流很小,且三相之间的线电压仍保持对称,对负荷设备的供电没有影响,所以允许系统内的设备短时运行,一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸,从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地,导致其他两相的对地电压升高为相电压的倍,这样会对设备的绝缘造成威胁,若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路,弧光放电,引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时,由于构不成回路,接地电流是分布电容电流,数值比负荷电流小得多,故障特征不明显,因此接地故障检测仍是一项世界难题,很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容,因此在简单电网中,中性 ,在相电压作用下,点不接地系统正常运行时,各相线路对地有相同的对地电容C 每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中,然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比,所以线路的对地电容,特别是架空线路对地电容很小,容抗很大,对地电容电流很小。 系统正常运行时,如图1,由于三相相电压U A、U B、U C是对称的,三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的,因此,三相的对地电容电流矢量和为0,没有电流流向大地,每相对地电压就等于相电压。

图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后,假设C相接地,如图2所示,相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻,由于故障电流I C没有返回电源的通路,只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对地电压为U C’ = U CD = 0,而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = -U C∠-300 = U B∠-900,而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300,则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC= U A’jwC0,I BC= U B’jwC0,且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900,I AC、I BC大小相等为I co.A之间相差600。 图2中性点不接地电力系统发生C相接地故障电路图与矢量图由此可见,C相接地时,不接地的A、B两相对地电压U A’和U B’由原来的相电压升高到线电压,即值升高到原来的倍,相位由原来的相差1200变为相差600。此时,从接地点流回的电流I C应为A、B两相的对地电容电流之和,即I C = I AC + I BC。

35kv电网单相接地故障与零序电流检测

9 本科生毕业设计(论文) 题目:35KV电网零序电流的检测及谐波分析学生姓名:袁靖 系别:机械与电气工程系 专业年级:电气工程及其自动化2008级本科四班 指导教师:王铭 2012年6 月8 日

摘要 小电流接地系统发生单相接地故障时,故障电流小,故障检测较为困难。对小电流接地系统单相接地故障选线的研究已有几十年的历史,但目前为止所提选线方法仍不能达到现场对选线可靠性较高的要求。文中利用Matlab对中性点不接地系统单相接地故障进行仿真,重点探讨了仿真模型的搭建过程;通过对各线路零序电流波形的分析,判断出故障线路;该方法简单、准确、可靠,较好解决了中性点不接地系统单相接地问题。 关键词:小电流接地系统;仿真;零序电流;三相电压;三相电流。

ABSTRACT The single phase grounding fault happens in the small current grounding power system,the fault current is small, fault detection is more difficult .In small current grounding system, fault line selection has been studied for decades, but now the select line methods can not achieve the site on line selection of high reliability requirements. In this paper, using matlab to simulate single-phase tc earth fault of the neutral undergrounding power system, by analy2 zing zero sequence current of each line, the fault line is judged. The method is simple exact and reliable, which well solves single-phase grounding fault of the neutral undergrounding power system. Key words: small current grounding power system;simulation; zero sequence current; three-phase voltage; three-phase current

中低压配电系统单相接地故障及其保护分析

中低压配电系统单相接地故障及其保护分析 中低压配电系统单相接地故障及其庇护分析 1 概述 中低压配电系统故障分为相间短路和单相接地,相间短路又分为三相短路和两相短路。相间短路称为金属短路或永久性短路,短路电流比较大,危害也大,继电庇护必需可靠、迅速而有选择性将故障切除。单相接地故障的故障电流随配电系统中性点接地方式不同有很大差别。电源中性点不接地以及经大电阻或消弧线圈接地的配电系统,发生单相接地故障后,由于没有形成回路,接地故障电流为对地电容电流一般比较小,可继续运行必定时间,但应有报警,以便及时查找故障。电源中性点直接接地的配电系统发生单相接地故障后,接地相经过大地与电源中性点形成回路,故障电流为短路电流就比较大,继电庇护应可靠、迅速而有选择性将故障切除。 电源中性点不接地以及经大电阻或消弧线圈接地的配电系统,接地故障[Earth fault]是指相线和电气装置的外露导电部分,以及大地间的短路,它属于单相对地故障,它和相线与中性线的单相短路无论在危害后果与庇护办法上都十分不同。绝缘损坏或损伤是较常见的接地故障,此时为非金属性短路,短路电流随绝缘损坏程度不同差别比较大,故障电流相差也比较大。这就给继电庇护选择与整定造成较大困难。绝缘损坏往往会带来人身电击损害和火灾,因此必需采取必定办法限制故障电压升高和其作用时间,防范人体与危险电压的接触,并且要求电器装置的接地要合理可靠,并应有接地故障庇护。 2 电源中性点不直接接地配电系统的单相接地故障与庇护 2.1电源中性点不直接接地配电系统单相接地故障分析 我国日前6~10kV与35kV配电系统为小电流接地系统,其电源中性点有不接地、经大电阻或消弧线圈接地三种方式。正常运行时三相对地电容电流大小相等,相位各落后于相电压90度,电容电流分布与相量图。见图1。 图1中性点不接地系统单相接地电容电流分布与相量图 当发生单相接地故障时,电源中性点对地电位升高为相电压,故障相电位接近或等于地电位,其它两相对地为升高为线电压,其值为相电压的√3 倍。各相之间的电压大小和相位均无变化,仍然对称,这是电源中性点不接地配电系统发生单相接地之后仍可运行一段时间的主要原因,一般规定为1到2小时。 由图1可知发生单相接地后三相电压计算公式为: Ua =Ea-Ea =0 Ub =Eb-Ea =√3× Ea ×e-j150° Uc =Ec-Ea =√3× Ea ×e+j150° 电容电流分布见图2,向量图见图3。 图2单相接地时接地电容电流分布与单相接地庇护原理分析示意图

6KV母线单相接地分析及处理

6KV母线单相接地 电力系统可分为大电流接地系统(包括直接接地、经电抗接地和低阻接地)、小电流接地系统(包括高阻接地,消弧线圈接地和不接地)。我国3~66kV电力系统大多数采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运行方式,即为小电流接地系统。在小电流接地系统中,单相接地是一种常见故障。6kV线路在实际运行中,经常发生单相接地故障,特别是在雨季、大风和雪等恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生。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1~2 h,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后电网长时间运行,会严重影响变电设备和网的安全经济运行。 单相接地故障的危害和影响分析 1. 对变电设备的危害 6 kV线路发生单相接地故障后,变电站6 kV母线上的电压互感器检测到零序电流,在开口三角形上产生零序电压,电压互感器铁芯饱和,励磁电流增加,如果长时间运行,将烧毁电压互感器。在实际运行中,近几年来,已发生变电站电压互感器烧毁情况,造成设备损坏、大面积停电事故。单相接地故障发生后,也可能产生谐振过电压。几倍于正常电压的谐振过电压,危及变电设备的绝缘,严重时使变电设备绝缘击穿,造成更大事故。 2 .对设备的危害 单相接地故障发生后,可能发生间歇性弧光接地,造成谐振过电压,产生几倍于正常电压的过电压,将进一步使线路上的绝缘子击穿,造成严重的短路事故,同时可能烧毁部分变压器,使线路上的避雷器、熔断器绝缘击穿、烧毁,也可能发生电气火灾事故。 3 .对区域电网的危害 严重的单相接地故障,可能破坏区域电网的稳定,造成更大事故。 4. 对人畜危害 对于导线落地这一类单相接地故障,如果线路未停运,对于行人和线路巡视人员(特别是夜间),可能发生跨步电压引起的人身电击事故,也可能发生牲畜电击伤亡事故。 5.对供电可靠性的影响 发生单相接地故障后,一方面要进行人工选线,对未发生单相接地故障的线路要进行停电,中断正常供电,影响供电可靠性;另一方面发生单相接地的线路将停运,在查找故障点和消除故障中,不能保障用户正常用电,特别是在庄稼生长期、大风、雨、雪等恶劣气候条件,和在山区、林区等复杂地区,以及夜间、不利于查找和消除故障,将造成长时间、大面积停电,对供电可靠性产生较大影响。 6. 对供电量的影响 发生单相接地故障后,由于要查找和消除故障,必然要停运故障线路,从而将造成长时间、大面积停电,减少供电量。影响供电量指标和经济效益。

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