不接地系统单相断线故障的诊断研究
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。
中性点不接地系统单相故障选线系统研究
中性点不接地系统单相故障选线系统研究1 当前中性点不接地系统发生单相故障的选线系统现状从当前现状来看，中性点不接地系统发生单相故障的时候，判断该相发生单相故障方法很多。
常见的方法主要从两个技术方向进行判断，第一种技术方向是基于暂态变量的判断，第二种技术方向是基于稳态变量的判断[1]。
基于暂态变量的判断，很多是采用能量变化的判断或者基于小波变换理论对暂态过程的电流进行比较，而基于稳态变量的判断，基本上是考虑零序电流幅值变化的互相比较，也有部分采用零序电流方向比较的方法，还有基于对线路当前残余电流进行检测的方法。
这些方法虽然经历了相当长时间的检验和验证，也在现实的电力系统运行中发挥了重要的作用，能够在一定程度上满足不接地系统故障选线运行的判断需求[2]。
但从发展的眼光来看，从不接地系统到经消弧线圈接地，现在有逐渐向电阻接地演化的趋势，在这种趋势下，当发生电阻接地单相故障，永久性金属接地故障等长时间接地故障，以及绝缘损坏造成的短暂故障，以上判断方法和手段存在缺陷，单相故障的判断成功率很低，对系统的正常运行造成了困扰，判断成功率低的主要原因在于传统的单向故障判断方法是基于参数的变化，对确定发生的、一定位置发生的，以及某些参数变化的故障，具有较好的判断性，而对于其他不在判断逻辑中的参数无能为力，考虑单相故障位置随机的实际特点，传统的判断方法已不能适应现有不接地系统的实际需求。
传统的方法对于零序电流与正常电流占比很低的情况，受到检测精度的影响，存在检测精度更低的问题，大大增加了单向故障的判断难度，无法做到精准选线，在其他一些因素的影响下，例如，在小电感接地的系统中，受到无功补偿系统的影响，补偿电流可能会影响连续电流，如何区分这部分电流来进行实际的故障判断也成为一个难点，直接影响了检测的精度和判断的准确度。
2中性点不接地系统单相故障的特征要精确地判断中性点不接地系统故障发生的确切相，就要对系统发生单线故障前后参数的变化进行对比分析，找出变化量大的参数，以此来判断是否发生故障，这是解决问题的根本方案，如果能够利用其他的理论或者数学工具实现系统自学习功能，或者建立数据库，便于查询，能够大大提高故障选线的精度。
基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析
基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析摘要：由于中性点不接地系统运行的优点，使其在我国配电系统中广泛采用，铁路中电力线路和变、配电所也多采用中性点不接地方式。
本文主要研究中性点不接地系统发生单相接地故障的情况，进行理论分析且通过仿真验证了理论正确性，详细论述了故障前后零序电流和电压的波形变化，为实际故障查找与判别提供依据。
同时结合现场实际，总结单相接地故障的事故原因。
对满足铁路安全性、稳定性、可靠性的供电需求提供了一定保障。
关键词：中性点不接地；单相接地短路；零序分量；MATLAB仿真一、中性点不接地系统单相故障理论分析中性点不接地方式属于小电流接地系统中的一种，是因为接地点电流比负载电流小很多，故将其称为小电流接地系统。
在电压等级较低，通常66kV及以下的系统使用小电流接地系统，铁路电力线路电压等级一般为10KV，故采用中性点不接地方式。
当单相接地故障发生时，因为暂不构成短路回路，电流通常不大于负载电流，线电压依然对称，因而不影响对用户的持续供电，系统可继续在这种状态下运行1～2h，不急于立刻处理该故障线路，断路器也不必马上动作，维持对用户的供电不间断，提高了供电的可靠性。
如图1所示，系统中性点不接地，在非故障情况下,三相对地电容数值相等，如我们所知容性负载，每相电容电流超前相电压90°，且三相电容电流相加为零。
图1 中性点不接地系统单相接地故障示意图图2 A相发生单相接地故障因为线电压、三相负荷电流，故障前后没有变化，仍然对称，我们在此只分析对地之间的变化。
如图2相量关系所示，假设单相接地短路故障发生在A相，则A相对地电压变为0，且其对地电容短路，对地电容电流则变为0。
而非故障相对地电压变为倍，对地电容电流也相应变为倍。
在A相接地以后，假设负载电流和短路电流在线路阻抗上的分压为0，则接地处各相对地电压如下：，B相为，C相为，故障点K的零序电压是：，在故障点处非故障相产生的电容电流流向该点，B相为 C相为其有效值为,其中为相电压有效值。
对不接地系统发生单相接地与谐振区别的探讨
图 １（ 甲） 接线圈
图２（ 乙） 相星 图
为 了避免单相接地故障 ， 主要应加强对系统 的绝缘管理 。特别 辅机绝缘的测试 。 另外还要防止电机 、 母线受 示： 以 ｃ相单 相接地 为例 虽然 Ｕ ｃ ａ ＝ ０ ， 中性 点对地 电位 Ｕ ｏ ＝ 一 Ｕ ， 但 是加强对电缆的维 护 ， 污染等 。 系统线 电压 的大小不变 ， 相位关系不变 ， 并且系统线 电压仍对称 ， 而 潮 、 ２ 中性点不接地系统发 生谐振 时的现象及处理方 法 且不接地 系统 的绝缘水平是按线 电压 设计 的， 对于接在线电压上工 中性点不接地 系统 中 ， 在某些 情况 下 ， 操作形 成的 回路 的 自振 作 的设备 ， 不需要立 即切除故障设备 ， 仍可继续 运行 ２ ｈ 。但非 故障 与电源的频率相等或接近 时 ， 会发生谐振现象 ， 而且持续时 相对地 电压 升高 １ ． ７ ３ ２ 倍， 系统 中的绝缘薄弱点有 可能被进一 步损 荡频率 ， 波形有周 期性重复 。 谐振将引起三相 、 两相及单相对 地电压升 坏， 甚 至击 穿。此外 ， 在带接地运行 时间内 ， 接地点若形成稳定 的或 间长 ， 从而在 电压互感器铁芯 间歇 的电弧 ， 高温的电弧可 能损 坏设 备 ， 甚 至导致相间短路 ， 并且 间 高。或 由于低频摆动产生很高的零序分量 ， 引起 过 电流及 发热 ， 使互 感器高压熔断器熔 断 、 喷 歇 的电弧 可能产生 过电压 ，电压可能升 高到相 电压的 ２ ． ５倍 ～３ ． ０ 高度 磁饱和 ， 油 ， 烧毁电压互感器线圈 、 甚 至发生爆 炸。同时会误 发接 地信 号 ， 出 倍， 足 以威胁 系统绝缘 的安全 。为此 ， 必须尽快 消除单 相接地故障 ， 现所谓的虚幻接地现象 ， 给运行人员造成错觉 。 确 保系统安全可靠运行。 ２ ． １ 中性点不接地系统发生谐振 时的现象 １ ． １中性点不接地系统发生单相接地时的现象 ２ ． １ ． １ 警铃 响、 母线接地光字牌亮 。２ ． １ ． ２ 高频谐 振 ： 三相 同时升 １ ． １ ． １ 警铃响 、 母线接地光字牌亮 。 １ １ ． ２绝缘监察装 置的电压表 高 ， 其 数值 大于线 电压 ， 一 般不 超过 ３ － ３ ． ５ 倍 的相 电压 ， 线 电压 不 指示为： 故 障相 电压 降低相 电压 ， 但大于 ０ ， 另两相 电压 高 于相 电 变 。开 口三角电压超过 Ｉ Ｏ Ｏ Ｖ 。２ ． １ ． ３分频谐振 ： 三相 电压依次轮流升 压， 低 于线 电压 （ 非金属 性接地 ） 或故 障相 相 电压接近零 ， 另 两相 电 超过线 电压 ， 升高幅值一般不超过为 ２ 倍相 电压 。 开 口三角电压 压 接近于或等于线 电压 （ 金属性 接地 ） 。１ ． １ ． ３当发生弧 光接地产生 高 ， ５—９ ５ Ｖ以下 。２ ． １ ． ４基 波谐 振 ： 一相电压降低 ， 其余两相 电 过 电压 时 ， 非故障相电压很高 ， 电压表超量程 。１ ． １ ． ４测量母线 开 般在 ８ 或一相升高 ， 其余两相 电压下降 ， 线电压不 变。开 口三角电 口三角 两端 ， 出现零序 电压 ， 金属性接 地约为 １ ０ ０ Ｖ， 非 金属性接地 压升高 ； 压超 过 １ ０ ０ Ｖ。 ２ ． １ ． ５ Ｐ Ｔ 发 出较大声响。通过对谐振 现象 的分析 ， 可 约为 ７ ０ Ｖ左右（ 与接地 电阻大小有关 ） 。 以看 出谐振与单 相接地的异 同 ， 通过仔细观查 和分析 ， 可以将两者 １ ． ２中性点不接地系统发生单相 接地 时的处理方法
就一次线路故障浅谈如何判断35kV系统缺相运行
就一次线路故障浅谈如何判断35k V 系统缺相运行叶烜荣（广东电网有限责任公司云浮供电局，广东云浮527300）摘要：35k V 系统出现缺相时三相电压有明显特点，经过变压器在10k V 母线上电压也反映出特有数值。
单相断线故障在云浮地区多发，且准确预测有一定难度，现通过对称分量法来分析母线及不同接线组别的变压器高压侧缺相运行时其低压侧电压反映的不同情况，并找出规律、得出结论，对调度人员及时根据故障现象特征隔离故障点，保障人身和电网安全起到了十分重要的作用。
关键词：变压器；缺相运行；母线电压；接线组别；对称分量法0引言云浮电网以220k V 网络为主架构，由于历史原因仍保留有较大规模的35k V 供电系统。
全市共有35k V 变电站18座，35k V 线路532k m 。
由于云浮市是典型的山区城市，雷雨和冷空气等气象活动活跃，每年都会造成多起35k V 线路故障。
由于35k V 系统为不接地系统，当线路发生接地、缺相等情况时均不会引起线路跳闸，若运行人员不能正确判断线路故障类型，将拖延故障处理时间，对设备和人身安全造成威胁。
2017-06-14T 12：25，35k V 集里线故障跳闸，重合后35k V 里洞站的35k V 母线出现A 、C 相电压稍偏高，B 相电压偏低的情况；同时线电压也出现异常，C A 线电压不变，A B 线电压明显降低，B C 线电压稍升高，具体如表1所示。
由于此数值与线路单相接地情形有明显不同，同时发现上级的110k V 飞鹅亭站35k V 母线电压数值正常，经当值调度员进一步分析，判断可能是由于线路单相断线引起的异常。
为进一步确认，对35k V 里洞站进行短暂转供和合环操作，发现电压恢复正常，确认为线路断线，于是通知运维巡线，最终发现了线路某一基杆线耳烧断，与调度员判断结果吻合。
为了让调度人员能够根据35k V 母线电压情况快速判断是否缺相运行，现对较广泛应用的Y N 型35k V 系统进行分析研究。
中性点不接地系统发生单相接地时判断与分析
中性点不接地系统发生单相接地时判断与分析中性点不接地系统单相接地时判断与处理摘要：在中性点不接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。
本文主要对中性点不接地系统在发生单相接地时，出现的一些故障现象、表计和信号装置的动作情况加以分析，从而来判断出接地故障是站内接地还是站外接地，是真接地还是假接地，以便于运行人员依据这些信息作出正确的判断，并按照有关事故处理规程的规定，采取相应的措施，迅速地将故障排除。
关键词：小电流接地系统零序电压零序电流绝缘监察真假接地１.前言：我国电力系统中性点的运行方式主要有：中性点不接地，中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种，前两种接地系统称为“小电流接地系统”。
在小电流接地系统中单相接地故障是最常见的，约占配电网故障的80%以上。
同样石化电网35KV系统单相接地故障发生率也是比较高的，从对渣油总降的统计来看，仅2000年一年发生的次数就达十次之多，而且都集中在8-10月份（见下表）。
日期起始时间终止时间线路日期起始时间终止时间线路 8月27日 8月30日9月1日 9月4日 5：08 4：38 8：20 12：41 5：30 4：51 8：25 12：54 Ⅰ段B相Ⅰ段B相Ⅱ段A相Ⅰ段C相 9月23日 9月29日 10月24日 11月12日 1：03 11：20 13：33 7：32 1：10 11：28 13：46 7：36 Ⅰ段C相Ⅰ段A相Ⅱ段B相Ⅰ段B相注：Ⅰ段为煤渣356线路; Ⅱ段为石渣897线路 9月8日 11：34 11：37 Ⅰ段C相 12月23日 9：08 9：10 Ⅰ段A相单相接地时，由于故障电流小，使得故障选线较困难。
常规变电所是靠绝缘监视装置发出信号，告知运行人员。
然后由运行人员通过接在电压互感器二次相电压中表的量值来判断故障点。
由于绝缘监视装置只能判断某一电压等级系统有无接地，而不能指出故障点所在的线路，所以为了找出故障点，必须依次短时断开各条线路开关，确认是非故障线路后再恢复供电。
中性点不接地系统单相接地的分析与探讨 夏贤明
中性点不接地系统单相接地的分析与探讨夏贤明发表时间：2018-03-13T15:24:23.290Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：夏贤明[导读] 摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
（国网合肥供电公司安徽合肥 230022）摘要：中性点不接地系统中，单相接地是出现频率很高的故障形式,需采取拉路方法查找，在实际运行中受恶劣天气、高次谐波等一系列原因影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
本文结合电网的实际情况进行了分析探讨，并提出防范建议。
关键词：中性点不接地系统；单相接地；分析；探讨随着社会经济的持续发展，人们对供电的品质和可靠性的要求越来越高。
一些重要或敏感负荷，即使短时停电，也可能会造成重大的经济损失或不良社会影响。
在中性点不接地系统中发生接地故障，需采取停电拉路办法判断，在实际运行中受系统、谐波等原因的影响，导致对故障的性质不能做出准确判断。
因此，如何快速查找故障点，减少停电时间，缩小故障范围，它不仅仅是供电可靠性的问题，而且对电力系统自身安全运行、保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全和寿命等方面都具有重要影响。
1、中性点接地方式概述在三相交流电力系统中，目前所采用的中性点的接地方式主要有两种，一种是中性点直接接地，另一种是中性点不接地系统。
中性点不接地方式，在35KV、10KV城乡配电网络中，有着广泛的应用。
早期供电网络结构简单，系统不大，以架空线为主，电容电流较小，随着系统规模的不断扩大，电缆线路的增加，电网的接地电容达到一定数值后，供电的可靠性将受到威胁，甚至易引发更严重的事故，因此，对已发生接地故障的线路，必须及时隔离。
2、中性点不接地系统的特性（1）正常运行时，三相的相电压 A、 B、 C是对称的。
（2）发生单相接地时：①未接地两相对地电压升高到相电压的倍。
(完整版)PT断线的判据
PT断线作为电力系统中一种常见的故障,能否及时有效地进行判别,是继电保护装置正确动作的前提条件。
针对PT断线的特点,在对不同厂家的判据进行了分析后，结合一次现场实例,指出了目前判据中存在的不足之处，给出了一种PT断线的实用判据。
根据该判据开发的线路保护装置已经在现场投入使用,证明了该判据的工程实用价值.关键词：线路保护 PT断线判据变电站中PT 发生断线事故，是一种常见的故障。
一旦PT 断线失压，会使得保护装置的电压量发生偏差，而电压量的正确获取是距离保护、带方向闭锁以及含低电压启动元件的过流保护能否正确动作的先决条件。
在中性点不接地系统中，单相接地时具有以下特点［1 ]：接地相的对地电压变为零，其它两相的对地电压升高根号3倍，而三相中的负荷电流和线电压仍然是对称的。
因此在中性点不接地系统线路保护装置中，PT断线的判据应该能够区分单相接地故障和不对称断线。
PT 三相失压（对称断线) 的判断，各个厂家基本相同，都是按照三相无压，线路有流进行判断的。
而对于PT 不对称断线，则不尽相同。
本文在分析PT 断线的特点后,具体针对不同厂家的PT 不对称断线的判据,结合一次现场的实际事故,指出目前这些判据在现场应用时可能存在的不足之处，给出了一种实用的PT 断线判据，经过现场应用后，证明了该判据的正确性和工程实用价值. 1 PT 断线的特点PT断线一般可以分为PT 一次侧断线和二次侧断线，无论是哪一侧的断线，都将会使PT 二次回路的电压异常。
PT一次侧断线时,一种是全部断线，此时二次侧电压全无，开口三角也无电压；另一种是不对称断线,此时对应相的二次侧无相电压，不断线相二次电压不变,开口三角有压。
PT二次侧断线时，PT 开口三角无电压，断线相相电压为零。
2 几种不同的PT 不对称断线判据由于PT 三相对称断线的判据基本相同，因此本文主要对PT 不对称断线的判据进行分析。
目前，国内厂家对于PT 不对称断线的判据各有不同，以下述的三种判据为例。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
I A1 I A 0
1 Z1 I 1 1 A 0 Z1 Z 2
(10)
I A2
刘艳芬 等
收稿日期：2016年3月9日；录用日期：2016年3月23日；发布日期：2016年3月31日
摘
要
由于纵向断线故障在电力系统中发生的概率较小，并没有引起相关部门的重视，因此当故障发生时运维 工作人员没有足够的经验及时判断并处理该类故障，会对电力系统稳定运行造成严重影响。单相断线故 障相对两相、三相断线故障发生的概率稍高些，对单相断线故障进行理论分析，得知故障前后负序电流 数值的变化较大，因此可以把负序电流的变化量作为判断断线故障的依据。通过Matlab/Simulink仿真 验证了单相断线故障中负序电流数值的变化较大。
1 ，I A 2 ，I A 0 ， 是在故障点附件电流源后， 流过故障端口的正序、 负序、 零序故障电流； f1 f1 ， f 2 f 2 ， 流；I A f 0 f 0 分别表示正序，负序，零序的故障端口； Z1 Z M 1 Z N 1 ， Z 2 Z M 2 Z N 2 ， Z 0 Z M 0 Z N 0 表示系
Analysis on Diagnosis of Single‐Phase Break Fault in Ungrounded System
Yanfen Liu1, Yongchun Zhao1, Yi Zhao2, Xin Chen2, Dawei Zhang2
1 2
Join Bright Co., Ltd., Beijing State Grid GANSU Electric Power Company, Lanzhou Gansu
Journal of Electrical Engineering 电气工程, 2016, 4(1), 72‐80 Published Online March 2016 in Hans. /journal/jee /10.12677/jee.2016.41010
1 Z2 I A 0 1 1 1 Z0 Z1 Z 2
1 Z0 I A 0 1 1 1 Z0 Z1 Z 2
(5)
0 IA
(6)
74
刘艳芬 等
U1
f1
I1
f1'
V ff ' ( 0 )
Z1
f2
U 2
f2'
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I2
Z2
f0
U 0
f0'
I3
I A 0, U B U C 0
(1)
73
刘艳芬 等
Figure 1. The simplified block diagram of the power grid 图 1. 简化的电网结构图
IA
f
IB
IC
f U A U B
U C
'
Figure 2. The schematic of A-phase line breaking 图 2. A 相断线示意图
I A(0)
ZM1
f1
Z N1
f1'
I ' A1
ZM 2
f2
ZN 2
f 2'
I ' A2
ZM 0
f0
ZN 0
f 0'
I ' A0
Figure 5. The sequence network after breakoff fault 图 5. 断线故障后的序网图
75
刘艳芬 等
系统发生断线故障后断线相的正序、负序、零序电流的计算公式：
单相断线故障的分析可以利用 图 1 的简化电网结构图进行分析。 其中在线路 L 上发生单相断线故障， 母线 M 和 N 通过变压器连接系统的电源 EM 和 EN，且变压器 T1，T2 电源 EM 和 EN 的中性点都不接地。 假设线路 L 发生 A 相断线故障，运用对称分量法分析单相断线故障。图 2 是 A 相断线的示意图。 从 图 2 可以看出 A 相单相断线故障处的边界条件如公式(1)所示：
关键词
电力系统，断线故障，负序电流
1. 引言
电力系统中两个相邻节点之间出现不正常断线或三相阻抗不相等的情况时，会直接引起三相线路电 流和端口两端间电压的不对称 [1]，故障外系统其它处的参数仍是对称的，这种非全相运行的故障称为纵 向故障，短路故障称为横向故障 [2]。电力系统发生纵向断线故障后会产生具有不利作用的负序分量和零 序分量。负序电流流经发电机时，会使发电机转子过热或绝缘损坏，对发电机的出力造成影响；零序电 流能够干扰通信系统。此外，负序分量与零序分量的出现还会对继电保护装置造成影响，可能引起保护 装置的误动作 [3]。 由于在电力系统实际运行中，线路的断线故障发生的概率很小且断线故障因不产生故障大电流，对 输变电设备危害小，在电网运行与维护中受重视的程度远不如短路故障。故障发生时，只能通过人工判 断进而进行相应的处理，实际运行中，由于电力系统断线故障少，运行维护人员处理经验也少，不能准 确的判断故障并采取有效的措施，很不利于电网的安全运行 [4] [5]。在电力系统发生的断线故障中，单 相断线故障发生的概率相对较大些，本文主要研究发生单相断线故障时，故障相与非故障相上的电流和 电压的变化，并通过 Matlab/Simulink 仿真验证故障相和非故障相的电流电压变化，为电力系统调度人员 判断和处理断线故障提供了理论参考。
Keywords
Power Systems, Break Fault, Negative Sequence Current
不接地系统单相断线故障的诊断研究
刘艳芬1，赵永春1，赵
1 2
毅2，陈
新2，张大伟2
北京中恒博瑞数字电力科技有限公司，北京 甘肃省电力公司，甘肃 兰州
文章引用 : 刘艳芬 , 赵永春 , 赵毅 , 陈新 , 张大伟 . 不接地系统单相断线故障的诊断研究 [J]. 电气工程 , 2016, 4(1): 72‐80. /10.12677/jee.2016.41010
其中，图 2 和式(1)中 I A ， I B ， I C 分别表示流过故障点 f 和 f'的 A 相，B 相，C 相的电流； U A ， U B ，
U C 分别表示故障点 f 和 f'之间的故障端口电压。对公式(1)运用对称分量法进行计算表示，如公式(2) (3)
所示。
I A1 I A 2 I A0 0 U A1 U A 2 U A0
Z0
Figure 3. The composite sequence network of A-phase line breaking 图 3. A 相断线的复合序网
EM
ZM1
Z N1
EN
I
f
A (0 )
f
'
Figure 4. The sequence network of normal running 图 4. 断线故障前的序网图
(2) (3)
式(2)和(3)中的 I A1 ，I A2 ，I A0 分别表示流过故障点 f 和 f'的 A 相正序、 负序、 零序电流；U A1 ，U A2 ，
U A0 分别表示障点 f 和 f'之间的故障端口电压 A 相的正序、负序、零序分量。画出满足公式(2)和公式(3)
的复合序网图如 图 3 所示。 为了研究线路发生纵向故障前后， 线路上电流和电压的变化情况， 假设 A 相断线前的相电流为 I A 0 ， 断线可以看作在故障点突然加入一个与断线前电流大小相等方向相反的电流源，最后对断线前后的序网 图采用叠加原理进行叠加计算。图 4 是系统发生断线故障前的序网图。图 5 是系统发生断线故障后的序 网图。 其中， Z M1 ， Z M 2 ， Z M 0 是断线故障点到电源 EM 之间的正序，负序，零序阻抗； Z N1 ， Z N 2 ， Z N0 是
断线故障点到电源 EN 之间的正序，负序，零序阻抗； I A 0 是 A 相发生断线故障前，流过 A 相线路的电
统等效的正序，负序，零序阻抗。 根据 图 5 得到故障后的正序，负序，零序电流的计算公式：
1 IA
1 Z1 I A 0 1 1 1 Z0 Z1 Z 2
(4)
2 IA
2. 单相断线故障
10 kV 配电线路的接地方式以中性点不接地方式为主，与中性点直接接地系统发生单相断线故障后 的特征不完全相同。本文以 10 kV 配电线路单相断线故障为研究对象，利用对称分量法和负荷序网计算 故障后的序分量，相电流和电压的变化情况，总结系统发生单相断线故障时的变化规律。
单相断线故障理论分析
1 I A 0 I A1 I A
2 I A2 I A 0 I A0 I A
(7) (8) (9)
从公式(7)，(8)，(9)可以看出，系统发生断线故障后，断线相的正负零序电流只与断线故障前流过故 障相的电流 I A 0 大小有关系，与断线故障发生的位置没有关系。 本文研究的断线故障是在中性点不接地系统中发生的。所以，对于中性点不接地系统，系统中没有零 1 序回路，零序电路的阻抗值无穷大即 0 。对公式(7)，(8)，(9)进行简化处理后得到公式(10)，(11)，(12) Z0
Abstract
Since the probability of failure of longitudinal break in the power system is small, and does not cause the attention of relevant departments, when the faults occur the operation and maintenance staffs do not have enough experience to judge and deal with such failures promptly, which will se‐ verely affect the stable operation of the power system. The occurrence probability of single‐phase break fault is slightly higher than two‐phase and three‐phase one. After theoretical analysis of the single‐phase break fault, it is found that the negative sequence current value varies in a large range before and after the failure, which thus can be used to judge the break fault. Matlab/Simulink si‐ mulation verifies that negative sequence current value varies in a large range in the single‐phase break fault.