一起小电流接地系统单相断线故障分析
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
关于小电流接地系统单相接地故障分析及处理
关于小电流接地系统单相接地故障分析及处理摘要：装设人工接地点形成闭合的环路，利用刀闸可以拉、合经开关或刀闸闭合的环路电流（环内开关在非自动运行方式）的原理，缩小停电范围或非故障单元不停电就可以将单相接地故障点相对快速的隔离处理的方法。
关键词：单相永久性接地故障；装设人工接地点；刀闸拉合闭合环路电流的原理；隔离和消除接地故障1、前言在小接地电流系统，运行中发生单相接地故障的几率较大。
在处理单相接地故障时，一般是将有接地故障的单元停电与系统隔离后消除接地故障再恢复该单元的运行。
在隔离的过程中因故障点不同造成需配合停电设备的范围大小不同，特别是单母接线运行方式，故障点在母线或母线设备范围上时将造成整个母线停电。
而由于负荷等级的原因使得停电消缺工作不能及时进行，在实际工作中，由于特别原因不能及时隔离故障，将可能诱发更严重的事故发生，对系统造成更严重的损害。
所以，采取在同相装设人工接地点，与故障点形成闭合的环路，利用刀闸可以拉\合经开关或刀闸闭合的环路电流（环内开关在非自动运行方式）的原理，将单相接地故障点相对快速的隔离处理的方法，具有很强的现实意义。
2、适用范围：有重要用户运行，不便及时停电处理接地故障的设备。
优点：能相对快速的切除系统的单相接地故障，避免因单相接地故障不能及时处理而造成的其它更严重事故的发生；处理单相接地故障时非故障单元不停电，可以保障重要用户的供电连续性，减少不必要的电量损失；可以带电或用刀闸隔离接地故障。
缺点：只适宜永久性金属性接地故障；操作精度要求较高，风险较大。
方法：当小接地电流系统发生了单相永久性金属接地，在判明了接地相别，接地点后，如果因为重要用户保供电的原因长时不能进行停电处理接地故障时，为了系统的安全运行不受威胁，可以考虑采用装设人工接地点转移接地的方式来消除接地故障。
具体操作方法如下：（1）选择一条具备做人工接地点条件的线路（该线路必须有可靠的保护装置，能快速动作跳闸）（2）将该线转为线路检修状态，在与接地故障点同相上装设牢固的金属性接地点(…必须接地可靠)（3）确认重合闸退出后将该线投入运行，该线接地点与原接地故障点的接地电容电流形成闭合的环路（4）确认无异常后将该环内所有开关转非自动运行（5）确认故障单元除接地电容电流外无其它负荷电流后，用刀闸（有条件的地方在没有刀闸连接的情况下可采用带电作业方法直接切除）将故障单元与系统隔离（人工接地点与故障点之间连接的所有开关必须转为非自动运行方式才能进行）（6）将装设有人工接地点的线转为线路检修，拆除人工接地点后，恢复正常运行状态（7）将隔离了的有故障的单元消缺后恢复正常运行3、注意事项：用装设人工接地点转移接地的方式来消除接地故障，需特别注意以下事项：（只能切除电容电流，不能切负荷电流，所以必须判别清楚）（1）必须是单相永久性接地，天气情况良好才能使用人工转移接地的方法消除接地故障。
小电流接地系统常见故障分析与处理
小电流接地系统常见故障分析与处理摘要：针对小电流接地系统常见故障，结合现场运行中实际情况，分析系统常见故障的原因，包括电压互感器高压熔丝熔断、低压熔丝熔断、一次系统接地故障、一次系统断线故障、铁磁谐振、负载不对称、二次接线错误等，并简要说明判断及处理方法。
关键词：电力系统；小电流接地系统；故障分析；处理。
1．前言为了提高35kV以下供配电系统供电可靠性，大多数系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地的方式，即小电流接地系统。
该系统最大优点是发生单相接地故障时，不影响对用户的连续供电，并且故障电流值较小，系统最多可继续运行2h。
但是，由于非故障相对地电压升高，长期运行可能引起设备绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，进而威胁电网的安全可靠运行。
本文就小电流接地系统中常见的故障加以分析，并简要说明判断及处理方法。
2．一次系统单相接地、断线小电流接地系统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。
按照接地类型，通常将小电流接地系统单相接地故障分为金属性接地和非金属性接地2类。
2．1金属性接地单相金属性接地时，接地电阻为零（或接近于零），系统中性点与故障相电压重合，故障相电压为零，非故障相电压则上升为线电压（或接近线电压）。
金属性接地的原因主要有：线路断线接地、瓷瓶击穿、线路避雷器击穿、配电变压器避雷器击穿、电缆击穿、线路柱上断路器击穿等。
2．2非金属性接地（即经过度电组接地）中性点不接地系统任何一相，例如c相经过渡电阻R接地时的电网接线如图1所示。
正常运行时，三相系统完全对称，电源电势分别为Ea=E∠00、Eb=a2Ea、Ec=aEa。
各相导线对地的电容用集中电容Ca、Cb、Cc代替，且数值均为C。
每相的对地导纳为Ya、Yb、Yc等于jωC。
各相对地电压分别为Ua、Ub、Uc，系统中性点对地电压为。
由KVL得各相对地电压：Ua=Ea+UNN’，Ub=Eb+UNN’，Uc=Ec+UNN’。
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
小电流接地系统单相接地、断线分析
当系统发生单相断线故障后，系统电压对称性受到破坏， 无法向用户正常供电。因此，需要我们及时准确地判断、 隔离故障，避免因缺相造成用户电机烧毁。
根据导线断口处落地位置不同，我们将断线分为四种情况 进行讨论 1.断口处两侧 导线均接地
3.断口处负荷 侧导线接地
.
.
.
.
.
即负荷侧中性点N1较电源侧中性点N偏移
UA 2
.
电源侧电压向量图 下面我们具体讨论断线四种情况（以A相断线且金属 性接地为例）
一、断口处两侧导线均接地
电源侧 中性点
负荷侧 中性点
此种情况与 A 相单相接地情况相同，断口两侧 导线经过大地构成回路，系统电压对称性没有 破坏，不影响正常供电。
二、断口处电源侧导线接地
此时电源侧对地电压与单相接地（不断线）情况 相同
即：A相电位与地电位相同，B、C相对地电压升高 为线电压
电源侧电压向量图
电源侧各相对地电压：
UA 0 U B 3E B e - j30 U C 3EC e j30
这种现象与单相接地现象一致，故无法准确判断线路是否断线，需要检 查各线路负荷情况，若某条线路负荷明显下降，且试拉该线路后接地现 象消失，一般可判断为该线路断线。
. .
.
三、断口处负荷侧导线接地
忽略变压器绕组和导线上压降，A1与N1是等电位，对 地电压为零。
由中性点位移公式可得：
UA U NN 1 2
.
.
UA 2
.
电源侧电压向量图
电源侧各相对地电压：
U
. . A
3 EA 2 3 E B e j30 2 3 EC e - j30 2
一起小电流接地系统单相接地故障的分析
一起小电流接地系统单相接地故障的分析摘要国网舟山供电公司、浙江浙能中煤舟山煤电有限公司的研究人员杨珊、卓琛，在2018年第12期《电气技术》杂志上撰文，详细分析了一起单相接地故障引起的小电流接地系统跳闸事故，探讨了该事故继电保护动作过程和保护动作原因，并根据变电站实际的运行特点，提出了相应的整改措施。
型号是许继电气的WBT-822A/P。
图1 变电站35kVⅠ段母线接线图1.2 保护动作情况1月4日0时，该变电站35kV勾鲁3521线单相接地，00∶45分，35kV勾鲁3521线、勾万3537线、山门3535线距离Ⅰ段动作，开关跳闸。
同时35kVⅠ段母线压变B、C相高压熔丝熔断。
35kV备自投动作，跳号1主变35kV开关，合35kV母分开关。
山门3535线重合闸动作成功。
3条线路均无测距信息。
现场后台报文、装置报文一致。
动作情况如下：1）00∶45∶27.043，山门3535线距离保护Ⅰ段动作。
2）00∶45∶27.372，勾万3537线距离保护Ⅰ段动作返回。
3）00∶45∶28.151，山门3535线重合闸动作。
4）00∶45∶21.107，勾鲁3521线距离Ⅰ段动作。
5）00∶45∶21.228，勾鲁3521线距离Ⅰ段动作返回。
6）00∶45∶21.125，勾万3537线距离保护Ⅰ段动作。
7）00∶45∶21.191，勾万3537线距离保护Ⅰ段动作返回。
8）00∶45∶26.875，备自投跳进线一动作。
9）00∶45∶27.633，备自投合母分开关动作。
现场只有主变故障录波装置，无法采集到勾鲁3521线相关电压电流信息，根据故障分析理论可知，当勾鲁3521线发生A相接地时，勾鲁3521线、勾万3537线与山门3535线的B、C相将通过对地等效电容向勾鲁3521线A相提供电容电流，该电容电流即1号主变35kV侧A相的突变电流。
勾鲁3521线、勾万3537线、山门3535线的其他两相电流变化量之和即1号主变35kV侧其他两相的突变电流，因此，分析1号主变电压电流[3]。
10kV小电流接地系统单相断线接地故障分析
10kV小电流接地系统单相断线接地故障分析作者：陈志明来源：《中国新技术新产品》2015年第08期摘要：本文对10kV小电流接地系统中的单相断线接地故障的特点进行了研究和分析，以便于为线路维修人员提供合理的参考和指导。
关键词：小电流接地系统；单相故障；故障分析中图分类号：TM77 文献标识码：A1 研究背景本文研究的切入点是笔者亲历的发生于2014年3月的某一段10kV小电流节电系统单相断线接地故障，此段电路的10kV母压出现了故障，电路中的三相电压A、B、C的电压值分别是10kV、10kV和10kV，三段电流的电流方面的变化并不明显，后来经过电路故障的检查后发现是此段10kV小电流接地系统中的X段线路的分支线路A线路接了地，将这段A支路断开之后就可以使得电压恢复正常，此次处理结束后的次日，这个变压器的10kV母线又一次发出了接地的信号，母线的电压出现了异常，电路中的三相电压A、B、C的电压值分别变成了8.8kV、5.5kV 和5.7kV，其中A相电路的电流变成了原来的1/10，成为21A，另外两相的电路的电流并没有发生显著的变化，后来经过电路的检查后发现是因为其中的X线路的五号杆的A段中短路的线路出现了悬空的现象，下文中笔者就小电流接地线路中的单相接地或者断线故障的特点进行相应的分析。
2 如何进行小电流接地系统的单相断线的故障分析2.1 如何完成接地信号的分析和判断关于小电流接地系统的单相断线故障的分析，首先需要完成的是接地信号的分析和判断进而完成信号的显示和警告，具体来讲，可以从如图1所示的信号连接为切入点进行分析，同样地，将A相电路作为故障线路，笔者在文中对发生断线的接地系统中的故障信号的显示以及发生故障的时候的电压的变化状况进行简要的介绍。
其中，进而我们可以知道，再加上小电流接地系统中的AO端的电流值总是为零，那么就可以得到再假设系统的正负阻抗的等效值为Z1和Z2，一般情况下ZI=Z2，再通过以上的信息和关系式建立一组序列网络方程式，加之系统的对称性，我们可以得到的表达式是，最后，对以上的各个方程式进行求解后可以得到的故障电路的开口电压的表达式为：3U0=3EA/2KPT=50V≥15～20V，因此，我们可以做出的总结是如果小电流接地系统出现了单相断线的故障，其监控系统就会发出相应的接地信号，帮助电路维修人员判断故障和制定维修的方案。
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
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起小电流接地系统单相断线故障分析
摘要：本文对一起小电流接地系统35kV 线路单相断线故
障进行了理论计算分析，得出了单相断线后的变压器各侧母线电压变化规律，对今后类似故障的判断及处理具有一定的借鉴作用。
关键词：小电流接地系统；单相断线；电压近几年，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，进行深入分析及研究。
1故障情况
变电站一次接线如图1所示，正常运行时，35kV B站由甲线供电。
某日10:06 A站35kV I母电压不平衡，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，C相3kV。
令值班员现场检查。
10：15发现B站负荷从23MW 急剧下降至2MW 。
2处理过程
考虑故障侧10kV母线两相电压下降到正常相电压的一半，与正常侧10kV母线存在电压差，若采用10kV侧合解环调电方法，合环时将导致较大的不平衡电流，并且影响到主变的正常运行和负荷供电。
因此，不宜采用10kV 合解环方法调电。
也考虑到35kV B站进线有备自投，且大量负荷已甩掉，所以决定直接将断线线路拉停，B
站负荷靠自投恢复[1] 。
10：25 拉停甲线后A 站、B 站电压恢复正常。
3事故现象分析中性点电压的大小与断线线路对地电容在系统中的所
占份额有关，当母线上只有唯一一条线路且缺相运行时，=+0N=。
实际运行时，各相对地电容不完全对称，且A站35kV I 段母线上有多条线路运行，断线相对地电容电流变化不大，所以ONv，＜＜，、略为减小。
所以A站35kV母线电压现象为断线相电压升高，正常相电压略为降低。
对于B站（负荷侧）、正常运行时、10kV母线相电压三相平衡、均在6kV左右。
以A相为参考相、甲线C相断线后、负荷端高压线圈上的电压为=Ue、=Ue, =0。
其中、U为相电压数值。
根据对称分量法、有：
从计算结果可以看出、35kV甲线C相断线时、B站10kV 侧母线电压变化情况为一相（A相）对地电压正常、两相（B、C相）相电压降低至正常相电压的一半。
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，但三相对地电压仍有差别，断线相电压升高，非断线相电压略降。
②对于负荷侧，由于电源缺相，三相对称性被破坏，三相动力负载将
全部不能运行，唯有电阻性负载可以继续存在，但不能正常工作，因此将失去大部分负荷，通过Y/A -11变换后，低压侧三相对地电压严重不平衡，一相正常，其他两相降为1/2 相电压。
变压器后备保护的负序电压元件将会动作，但由于没有零序分量，母线接地告警装置不会动作，因此故障特征比较明显，可以作为断线判据。
所以，在中性点不接地系统中判别断线的依据在负荷侧，而不在电源侧。
线路缺相运行，不仅影响供电质量，且严重影响负载设备的正常运行，甚至使负载电机等设备损坏，所以必须立即退出运行。
参考文献：
[ 1 ]国家电力调度中心.电网调度运行实用技术问答[M]. 北京：中国电力出版社，2008.。