浅析小接地电流系统单相断线故障
单相断线故障的分析
单相断线故障的分析一、单相断线运行的理论分析电力系统在非全相运行时，在一般情况下，没有危险的大电流和高电压产生（在某些情况下，例如带有并联电抗器的超高压线路，在一定条件下会产生工频谐振过电压）。
但是，负序电流和零序电流可能引起某些继电保护误动作。
下面简单介绍非全相运行的方法。
110kV断路器操作机构均采用三相机构,开关本体基本不会出现非全相运行;同时110kV线路杆塔相对于35kV线路杆塔要高,出现单相断线的概率同样很小,运行值班人员很少遇见110kV线路单相断线故障。
110kV配电网发生单相断线时故障分析在电力系统实际运行中，线路断线故障发生的概率较小，故110 kV及以下电压等级的线路保护在整定计算时不考虑断线故障的影响，这就造成当小概率的断线故障发生时，电力系统继电保护及自动装置往往会出现不可预料的动作情况，因此，总结并分析断线故障发生时的相关规律，对电力系统运行人员（特别是调度员）分析判断并迅速处理故障具有十分重要的意义。
有没有故障相别显示？无测距参数？发生断线的T接线路负荷电流，根据仿真系统相电流有效值为1.06kA，(一般110kV输电线路600－1200A)辛村变电站间隙过电流保护动作，整定值为100A。
当220 kV线路发生单相一侧断线故障后,220 kV线路电流和末端变电站变压器各侧电压的大小,与变压器中性点接地方式及断线前所带负荷均有关系,对单侧供电的220 kV变电站,当220 kV线路发生单相(A相)一侧断线故障后(1) 220 kV 线路健全相电流将增大,增大的幅度与变压器220 kV中性点是否接地运行有关,变压器220 kV中性点不接地运行,健全相电流增幅更大。
变压器220 kV中性点不接地运行时,220 kV线路负序电流稳态值超过了断线前的负荷电流。
断线相A相及变压器110 kV和10 kV侧相电压都将降低。
健全相三侧相电压降低与否,与变压器所带负荷的大小及变压器220 kV中性点是否接地运行有关,变压器所带负荷越大,三侧相电压降幅越大,变压器220 kV中性点不接地运行时,相电压降幅更大。
小电流接地系统各种接地或断线故障判别依据
序号 1 单相接地 非金属性接地 系统报接地故障；故障相相电压降低；非故障相相电压升高,开口电压升高；供电正常 系统报接地故障；非故障相相电压不变；故障 系统不报接地故障；电压无变化；故障相无 相相电压降低为相电压的0.5倍,无电流；开口 电压为50V；与故障相相关的线电压降低；与故 电流 障相不相关的线电压不变；负荷侧不能正常供 电 系统报接地故障；非故障相相电压升高至的相 系统报接地故障；故障相相电压为零，电流 电压的√3 倍；故障相相电压升高为相电压的 为零；非故障相相电压升高至的相电压的√3 1.5倍,电流为零；开口电压150V；与故障相相 倍；开口电压100V 关的线电压降低；与故障相不相关的线电压不 变；负荷侧不能正常供电 系统不报接地故障；非故障相相电压降低为相 系统报接地故障；非故障相相电压降低为相 电压的0.866倍；故障相相电压为零,电流为 电压的0.866倍；故障相相电压升高为相电压 零；与故障相相关的线电压降低；与故障相不 的1.5倍，电流为零；开口电压为50V 相关的线电压不变；开口电压为零；负荷侧不 能正常供电 系统报接地故障；故障相相电压为零，电流为零；非故障相相电压升高至相电压的√3 倍；线电压不变；开口电压为100V；负荷侧不能正常供电 故障类别 金属性接地 电源侧现象 负荷侧现象
系 变；开口电压为100V；供电正常
2
单相断线但两侧均不接地
3
单相断线断口电源侧接地
4
单相断线断口负荷侧接地
5
单相断线断口两侧均接地
注：本表所说升高、降低、不变仅指数值上的变化
浅析小接地电流系统单相断线故障
３
变 化成 为
， 表现为减小趋势 。 如 果
如果断 线是 出现在线路 的末端 ， 那么 其导 纳的 值分 别为 ： ＝ ＝ｊ ｃ ｏ Ｃｏ， ＝
系 统 采 用 的 通 过 消 弧 线 圈 接 地 的 运 行 方 ｌ ／ － ４ － ｊ Ｃ Ｏ Ｃｏ ， 将 其代入到电位位移计算 公 式， 采 用 同 样 的 方 式 对 其 电 位 偏 移 值 进 行 式 中， 通过计算结果看 出， 当 Ｒ的 值 为０ 时， 计算 分析发现 ， 当 线 路 中 的 单 相 断 点 从 线 当Ｒ的值 为 无穷 大 时 ， ＝ ０ ， 随 路 的手段 向末端转 移的过 程 中， 的 值 着接 地电阻的变化 ， 故障 相 的 对 地 电 压 总 会 逐 渐上 升 ， 由一 逐渐 上 升为 ０ ， 而 ｕ甜 与 是表现 为降低 ， 而 正 常 相 的 对 地 电 压 会 表
小 接 地 电流 系 统 是 我 国 中低 压 配 网 中 常见的形式 ， 其 主要 指 的 是 通 过 消 弧 线 圈 接地 的系统或者是 中性点不接地 的系统 ， 这种 系 统 在 运 行 的 过 程 中 ， 比较 容 易 出 现 单相 线路故障 ， 主要 有 单 相 接 地 故 障 与 单 相断 线故障 ， 单 相 断 线 故 障 与 单 相 接 地 故 障 最明显 的区别是 ： 一 旦 系统 中 出 现 单 相 断线故障 ， 用 户 的正 常 供 电 会 受 到影 响 ， 并 且 出现断线故障之后 ， 如 果 不 能 进 行 及 时 的处 理 ， 断 点 周 围非 常 容 易 引 发 安全 事 故 ， 对 各 种 单 相 断 线 故 障 进 行 有效 的处 理 是 非 常必 要 的 。
＝ 一
，
１ 断点两端都不接地
小电流接地系统发生单相接地故障的处理
小电流接地系统发生单相接地故障的处理第1条单相接地故障的现象1.1 警铃响，“母线接地”告警；1.2 绝缘检查电压表三相电压指示不平衡，接地相电压降低或为零，其它两相电压升高或为线电压，此时为稳定接地；1.3 若绝缘监察电压表指针不停的摆动，则视为弧光间歇性接地故障。
第2条单相接地故障的分析判断小电流接地系统发生单相接地故障时，将会导致三相电压不平衡。
完全接地时，故障相电压为零，其它两相电压升高至线电压；不完全接地时，故障相电压下降, 其它两相电压升高。
当出现接地告警时，应认真检查三相电压情况以做出正确判断，严禁将以下情况误判断为接地故障，具体有：2.1 TV一次、二次保险熔断器或TV二次回路断线引起得三相电压指示不平衡。
2.2 空投母线时造成的电压不平衡误发接地告警。
第3条电网中允许带接地故障的运行时间3.1 电网经消弧线圈接地时，其允许带接地时间运行的时间为取决于制造厂家的技术规定；3.2 6－35kV配电网一点接地，允许其运行时间不超过2小时。
第4条单相接地故障的处理当发生单相接地故障时，应首先详细检查站内设备无异常，确认本站设备无异常，可向调度申请进行拉路检查，查找时两人进行，一人监视电压，一人进行拉路。
具体处理过程如下：1、记录接地时间，判明是否真接地及接地相别；2、将接地情况（接地时间、性质、相别、仪表指示、电压情况等）向值班调度员汇报。
3、当两段母线并列运行时，先断开母线分段开关，判明接地母线；4、检查站内设备无接地异常；5、按调度令进行拉路检查，拉路前制定好拉路顺序。
一般拉路顺序为；（1）先架空线路后电缆线路，空载线路后负载线路，先长线路后短线路；（2）先一般用户，后重要用户；（3）先无保安电用户，后有保安电用户；6、当拉完所有出线后接地故障仍查不到接地线路，则有可能是接地点在母线上或两条以上线路同名相接地。
（1）如接地点在母线上时，根据调度命令，将接地母线撤出运行，排除故障后恢复对外供电；（2）如接地为不同线路同相接地，可根据调度令先将母线停电，然后用试送电的方法判别接地线路。
大电流接地系统与小电流接地系统故障判断分析
大电流接地系统与小电流接地系统故障判断分析大电流接地系统与小电流接地系统故障判断、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X 0与正序电抗X 1的比值X 0/X 1。
我国规定：凡是X 0/X 1≤4～5的系统属于大接地电流系统，X 0/X 1＞4～5的系统则属于小接地电流系统。
小电流接地系统异常接地情况分析
小电流接地系统异常接地情况分析摘要:针对电网值班员经常遇到小电流接地系统电压异常的问题，结合日常工作所见，浅析电压异常的原因，包括一次系统接地故障、一次系统断线故障、电压互感器高压保险丝熔断、低压保险丝熔断(或空开跳开)、所接负荷不对称、铁磁谐振等，并结合工作实际浅谈处理方法。
关键词:小电流接地系统:铁磁谐振;过电压1、电压异常现象分析1.1完全接地如果系统发生完全接地，则三相线电压仍保持不变，接地相的电压降至零，其他两相电压上升为线电压，零序电压3U0上升至100V左右，后台监控机发出母线接地信号。
此类接地原因主要有:电缆击穿放电、架空线路上搭有异物、针瓶击穿等。
1.2不完全接地如果系统发生不完全接地，则三相线电压仍保持不变，接地相电压下降但不为零，其他两相电压.上升但低于线电压，零序电压3U0上升至报警值与100V之间，后台监控机发出母线接地信号。
此类接地原因主要有:线路接点打火、配电变压器故障等。
1.3间歇性接地如果系统发生间歇性接地，则三相线电压仍保持不变，三相相电压时增时减，零序电压3U0时有时无的变化，随之后台监控机发出的母线接地信号也是发信、复归伴随出现。
此类接地原因主要有:天气原因异物搭接在线路上、风天树木靠近线路等。
1.4弧光接地区别于金属接地，弧光接地的故障点与地之间不是直接接触，而是通过电弧接触，发生时电压显示不稳定,非接地相电压上升至额定电压的2.5~3倍,零序电压3U0可能大于100V。
引起此类接地的原因很多，主要有:雷击、鸟害、断线、树枝等外力破坏以及阀式避雷器放电等等。
在单相接地中最危险的就是间歇性的弧光接地，因为此时网络是一个具有电容电感的振荡回路，随着交流周期的变化而产生电弧的熄灭与重燃，就可能产生很高的过电压现象，这对电器是很危险的，特别是35千伏以上的系统,过电压可能超过设备的绝缘能力而造成事故。
本地区X x变XHG-ZK型消弧装置已投入使用,投入以来消除了弧光接地过电压给电气设备造成的各种损害，效果显著.1.5由接地诱发的谐振当系统遭到一定程度的冲击扰动，激发起铁磁谐振现象，由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的谐振:基波谐振、高次谐波谐振和分频谐波谐振。
一起小电流接地系统单相断线故障分析
近几 年 ，随着 城 市 建设 步伐 加 快 ，不 接 地 系统 线 路 接地 和断 相
对 于 Ｂ站 （负 荷 侧 ），正 常 运 仃 时 ，１０ｋＶ 母 线 相 电 ＝ 相 半 衡 ，均
的现 象有 所 增 加 ，或 是 负 载 原 因 ，或是 外 力 破 坏在 本 地 区近 年 的配 在 ６ｋＶ左右 。以 Ａ相 为参 考相 ，甲线 Ｃ相 断线后 ，负荷 端高 压线 圈上
４ 结论 ① 小 电流接地 系 统线路单 相 断线 时 ，如 果断线 相对 地 电容减 小
Ｕ －．
ＹＡ＋ＹＢ＋Ｙｃ
１ＯｋＶ
不 多 ，则 电源 侧 中性 点不 平衡 电压不 大 ，故 障特 征不 明显 ，反 映 到 电 压互感器开口三角上电压达不到继电器的动作值时，不会发信号 ，但
其 中 ，ｔｊ 。、ｔｊ 。、ｔｊ 。为正 常运 行
网线路 中发生 过几 起 。文 章针 对一 起 ３５ｋＶ系统 单相 断线 故 障 ，进行 的 电压 为 ｔＪ ： 深入分 析及 研究 。
Ｕｘｅｊ３￣￣＇ 。：
ｕ ＿ｊ１５０￣ｕ． ：０
，
。
Hale Waihona Puke 其 中 ，ｕ 为相 电 １故 障情 况 变 电站 一 次接 线 如 图 １ 所 示 ，正 常运 行 时 ，３５ｋＶ Ｂ
Ａ 相 ２０ｋＶ，Ｂ 相 ２０ｋＶ，Ｃ相 ２３ｋＶ。３５ｋＶ Ｂ站低 压侧 电压 不平 衡 ：Ａ相 ６ｋＶ，Ｂ相 ３ｋＶ，
３。 Ｉ Ｉ
３ＳｋＶ
≥
ｌ Ｉ ３ｏ２
《 ；
ｌ＝Ｊｃ＝０ｃ ＋Ｏｃ２＋Ｏｃｏ＝０
得
出
：０ｃ１＝ １
单相接地故障的现象分析及处理办法
单相接地故障的现象分析及处理办法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。
（图1）（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。
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浅析小接地电流系统单相断线故障
作者：陈海光
来源：《科技资讯》2014年第22期
摘要：在电网系统中，中低压的配电网络的线路铺设范围较广，并且其线路分支较多，在电能传输的过程中，通常需要通过环境较恶劣的区域，这使得线路在运行的过程中，出现单相断线故障的概率比较大，在实际的配电网络运行过程中，一旦出现单相断线故障，将会对整个配电网络的正常运行产生严重的影响，导致巨大的经济损失，并对用户的正常供电产生影响，因此，对小接地电流系统的单相断线故障进行有效的分析是非常必要的，这对于系统中单相断线故障发生率的降低具有积极的作用。
关键词：小接地电流系统单相断线故障分析
中图分类号：TM713 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0108-01小接地电流系统是我国中低压配网中常见的形式，其主要指的是通过消弧线圈接地的系统或者是中性点不接地的系统，这种系统在运行的过程中，比较容易出现单相线路故障，主要有单相接地故障与单相断线故障，单相断线故障与单相接地故障最明显的区别是：一旦系统中出现单相断线故障，用户的正常供电会受到影响，并且出现断线故障之后，如果不能进行及时的处理，断点周围非常容易引发安全事故，对各种单相断线故障进行有效的处理是非常必要的。
而如果断点是位于线路的末端，通过计算发现与的值将逐渐变化成为相电压，的值也出现一定的变化，从变化成为，表现为减小趋势。
如果系统采用的通过消弧线圈接地的运行方式，采用同样的方式对其电位偏移值进行计算分析发现，当线路中的单相断点从线路的手段向末端转移的过程中，的值会逐渐上升，由-逐渐上升为0，而与则逐渐变化至相电压，则表现出上升趋势，由0逐渐上升到。
通过上文中的分析可以看出，当小接地电流系统在工作的过程中出现单相断线故障，并且断点两端都不接地时，故障相的对地电压会表现出升高趋势，但是其最大值不会超过相电压的3/2倍，另外两相的对地电压会表现出下降趋势，并且二者的值相等，但是其最小值不会低于其相电压的0.866倍。
另一方面，如果中性点是通过消弧线圈接地，故障相的对地电压会降低，但是其最小值大于0，正常相的对地电压相等，并且表现出上升趋势，其最大值不会超过线电压的值，当断点位于线路的首端时，其电位偏移的值最大。
2 断点的电源端出现接地
当中性点不接地系统出现单相断线时，假定其断线的线路为A相，并且断点的电源端接地，另一端悬空，能够得到其导纳的值分别为：，=1/R，其中R表示的是断点电源端的接地电阻，将导纳的值代入到电位位移计算公式中，得到，如果R值为0，=-，如果R的值为无穷大，=0.5，对断点通过不同阻值的电阻接地时的的相角与幅值进行计算，能够得到随着阻值的
变化，各项电压的变化，计算数据表明，当断点的接地电阻的阻值由0逐渐向无穷大变化的过程中，系统中各相的对地电压的变化情况是比较复杂的，当断点的接地电阻的值比较小时，其故障相的电压值会逐渐降低，但是其值大于0，而另外两项的相电压则表现为上升趋势，最高相的相电压的值则有可能超出线电压；随着断点的接地电阻的阻值的逐渐增大，故障相的电压值会逐渐增大，另外两相的相电压，表现为：一相降低，但是其最小值大于相电压的1/2，而另外一相的相电压则表现为升高，其最大值能够达到相电压的1.8倍以上，通常情况下，出现断线故障之后，三相的对地电压的值都是不相等的。
如果断线是出现在线路的末端，那么其导纳的值分别为：，，将其代入到电位位移计算公式中，通过计算结果看出，当R的值为0时，=-，当R的值为无穷大时，=0，随着接地电阻的变化，故障相的对地电压总是表现为降低，而正常相的对地电压会表现为一相升高，一相降低，或者是两相同时升高，正常相的对地电压，最低表现为相电压值的0.823倍，最高表现为相电压的1.82倍，并且其电位偏移的情况是与单相接地时的单位偏移情况相同的，很难对其进行区分。
通过以上的分析可以看出，单相断线故障中，断点的电源端接地，另一端悬空时，当线路中的断点从线路首端向其末端转移的过程中，其中性点的电位偏移会表现出来一定的变化，并且计算表明，中性点电位的偏移值受到断点位置与断点电源端接地电阻的共同影响，通常情况下，线路各项的对地电压的变化主要表现为：故障相电压降低，而另外两相的对地电压会表现为一相升高，一相降低，或者是两相同时升高，三相的对地电压通常表现为不相等，其对地电压最低表现为接近零，最高表现为比线电压略高，如果线路中的断点出现在线路的末端，其电位位移的变化情况是与单相接地故障中的电位位移变化完全相同的，对其进行区分时，具有较大难度。
3 结语
小接地电流系统在运行的过程中，由于受到各种因素的影响，其运行过程中出现单相断线故障的概率是比较大，一旦出现断线故障，应该注意将其与单相接地故障进行区分，并采取有效的措施进行处理，本文就主要对小接地电流系统的单相断线故障进行了简单分析，有利于故障的分析与处理。
参考文献
[1] 李铁玲，路文梅，张学军.小接地电流系统单相断线故障的分析[J].河北工程技术高等专科学校学报，2011（11）.
[2] 盛方正，陈子聪，陈晓炯.中性点不接地系统单相断线故障分析及对策研究[J].供用电，2011（6）.。