配电网常见接地故障

配电网常见接地故障一、架空线路的接地故障架空线路接地故障要紧集中在绝缘子、PT、高压电容器、高压熔断器、电力变压器 等设备绝缘故障和高压导线与树枝树叶或其它高空接地物体的接触，开始表现为暂态闪络和 高阻接地，接地电流变现为数值很小，时刻很短，随着绝缘进一步破坏，碳化，慢慢引发刚 性接地故障，现在线路有较大谐振，另外两相电压提高倍，如不快速断电处置就会引发相 间短路事故扩大。一样操纵器能靠得住处置接地故障将能够幸免 80%线路故障，减少多数短 路故障的发生。二、 电缆线路接地故障电缆线路接地故障常常集中电缆终端，如环网柜电缆接头处、后插式避雷器还有高 压电容器、高压熔断器、PT、电力变压器等设备绝缘故障，还有城市建设常常显现高压电缆 被挖断。这些接地接地故障发生与会产生更为严峻的阻碍。 一、中性点不接地系统的接地分析1. 在负荷侧（用户侧）发生接地故障时 在中性点不接地系统上发生负荷侧接地故障时矢量图如下.PPI2Ass在负荷侧发生接地故障时接地电流值如下：现在从MPP-ASS检测出来的零序电流值如下【 =【01I = I + I =（V a-Vb）+（V a-Vc）01b1C1-jXC1-jXC1代a + qVca=3bqvzi2o+V3bqv/6o。在A相发生接地故障时，零序电压和零序电流如下。而且对地电容成份和 阻抗成份一路存在的矢量图如下：发生接地故障时 零序电压和零序电流ZCTI I JI,1ZZZZZ66】02180270在实际系统上存在阻抗成分时的零序电流和零序电压因此以零序电压的相位角为基准的零序电流的相位角位于 270 周围.2. 在电源侧发生接地故障时MPP- ASS现在零序电流值如下：在电源侧发生接地故障时，电容电流101检测不出来,亍0= -I02 = -(ib2+T0发生A相接地故障时在A相发生接地故障时，如阻抗成份存在的话，零序电流的方向矢量图如下:90P 018 厂V 0 0I /丄02 FII /丄02270阻抗成分存在的时候电源侧发生接地故障时零序电压和电感电流零序电压和零序电流3. 概要 在中性点不接地系统上，接地电流为容性电流，零序电流超前与零序电压， 如在负荷侧发生接地故障时零序电流以零序电压的相位为基准而位于 270周围， 如在电源侧发生接地故障时零序电流的相位角位于 90角周围，因此易判别接地 故障的方向。依照上述结果在中性点不接地系统中，操纵器的最适当的相位设定 范围是270 85 ，依照线路长度，线径、接线方式不同,若是接地回路为阻容负 载接地相位角在第四象限，若是接地回路为感容负载接地相位角在第三象限，动 作范围依照线路运行环境和条件能够调整。二、消弧线圈接地系统的接地爱惜MPP是采纳微电子技术，依据馈线接地故障稳态分量和对接地故障线路的故障相和非故障相暂态分量进行提取分析计算，依据零序电压V。和零序电流I。的幅值，零序电流1,、零序 电压V。的相位进行分析及比较，提掏出更靠得住的信号成份来作为接地故障位置的判据。适用中性点不接地(NUS)、经小电阻(NRS)或经消弧线圈(NES)接地系统。从故障点暂态电流的组成份析，要紧有：一、故障相的对地电容的放电波；二、非故障 相对地电容的充电波；3、消弧线圈的暂态电感电流。由于暂态接地电流的频率很高，幅值 专门大，而且暂态零序电流与零序电压之间存在着固定的相位关系。说明：由于消弧线圈的接入使NES的基波散布(如欠或过补偿)与NUS的基波散布不一样，从而适用于NUS的基波大小、相位判据关于NES失效。(日本判据：基波无功方向方式)NES由于消弧线圈的接入，使得其单相接地故障判据较NUS难度增加专门大，传统的单一 判据很难正确判定故障或故障点，而综合判据原理巧妙利用了故障的暂静态特点量，减小了 单一判据而致使的误判。1. 在负荷侧(用户侧)发生接地故障时在消弧线圈接地系统上发生负荷侧接地故障时情形如下.ZCT: V !：A A i 在负荷侧发生接地故障时电流值如下：=I01 + I02+I现在从MPP-ASS 检测出来的零序电流值如下:=【01 + Il1=110 G 02I = I + I =（V a-Vb）+（V a_Vc）01 b1 C1_jXci_jXci叫ba 叫ca=1灯乙120。+ QNO。3C3C=v ”乙90。3CL =耳=j3LV = NLVz（_90。）在A相发生接地故障时，零序电压和零序电流如下，在实际系统线路上除纯电感成份和对地电容成份之外，阻抗成份也一路存在。因此考虑电阻因素能够表现为如下2（90。+ _a）2)1C+2RVIL = VR2 + （wL）2Vz（_90_ B）上述的计算式能够表现为如以下图式 .对零序电压的电容电流 位于 90 以上角 度，电感电流位于-90以下角度。过补偿和欠补偿时零序电压和零序电流的关系如下：因此，以零序电压的相位为准，零序电流的相位在过补偿时位于90 180 范围，在欠补偿时位于180 + V =(Va-Vl +(V-Vi C2-jXC2-jXC2丄+ r丄 V-hg ba g Ca=32120。+ 並卫”乙60。3C23C2=tv ”乙90。考虑阻抗成份的零序电流的方向如下:在实际系统上I在电源侧发生接地故障时零序电压和电容电流I零序电压和零序电流在电源侧发生接地故障时，以零序电压的相位为基准，零序电流的相位位于0 V 90角度范围，3. 概要在消弧线圈接地系统中，如消弧线圈的电感补偿值充分补偿于线路电容值条件时（即IL IC），在负荷侧发生接地故障时零序电流值极小，零序电压和零序电流位于180。的相位 差。但现在能够造成线路谐振，因此发生过补偿或欠补偿的问题。按上述计算方式，尤其经消弧线圈（NES）接地系统，不管安装在变电站出线端、线路中 段和线路结尾，在负荷侧发生接地故障，过补偿时位于90。180角度范围，如欠补 偿时位于180270角度范围。在电源侧发生接地故障时，位于090 角度范围。因此，MPP-ASS的最适当的相位设定范围是180。85 。不管安装在变电站出线端、 线路中段和线路结尾，依据零序电压V。和零序电流I。的幅值和零序电流I。零序电压V。的相位能准确判定接地故障和故障点位置。MPP-ASS的接地故障的判据原理一、接地故障的判据原理单相接地爱惜、高阻抗接地故障爱惜和断线爱惜功能的判据：采纳微电子技术，依据 馈线接地故障稳态分量和对接地故障线路的故障相和非故障相暂态分量进行提取分析计 算，依据零序电压V0和零序电流10的幅值、零序电流10零序电压V0的相位进行分析及比 较，提掏出更靠得住的信号成份来作为接地故障位置的综合判据，准确、迅速地判定接地 故及故障点位置；二、接地故障的检测进程1）MPP-ASS搜集故障线路暂态分量为主作为故障计算分析依据，结合搜集稳态分量作为比较 参数，采纳以下三个因素和综合比较判据来判定接地故障与否和区内或区外的接地故障。 零序电流I。的大小 零序电压V。的大小 以零序电压V。比较零序电流I。的相位角2）零序电流I。的检测进程如下.3）零序电压V。的计算进程如下.4）接地故障的判定进程3设定相位角（经消弧线圈接地系统）(30k)(巧)说明：如是中性点不接地系统、经小电阻接地系统，设定相位角为：MTA基相位角2700. TAW 相位角范围850.4.单相接地故障判据：以V（零序电压）相位角为设定基准，MTA是基相位角，TAW是相位角的范围。如在MTA 土 TAW的范围（划斜线的范围）知足零序电流I。和相位即判定为区内故障（负荷侧接地故 障）。在其（划斜线的范围）范围外判定为区外故障（电源侧故障）。1、稳态I0 V0I0原理的判据存在问题在中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障，会造成采纳稳态零序电流（I。）原理、零序功率方向（V0I0）原理的接地故障为判据的正确率急剧下降。其缘故是中性点经消弧线圈接地系统单相接地时，电容电流散布的情形与中性点不接地系统不一样了。a.欠补偿IlVIc曲若是补偿以后的接地电流 大于本身线路电容电流，且方向由线路流向母线，故障线路 零序电流将减少。若是补偿以后的接地电流 小于本身线路电容电流，故障线路零序电流不但大小转变， 且方向也变成由母线流向线路。b.当过补偿时，即，这种补偿方式没有发生过电压的危险，因此取得了普遍的。采纳过补偿后，通过故障线路爱惜安装处的电流为补偿以后的感性电流，它与零序电压的相位关系和非故障线路电容电 流与零序电压的相位关系相同，数值也和非故障线路的容性电流相差无几，故零序过流、零序方 向爱惜无法检测出已接地的故障线路。因此不接地系统中经常使用的零序电流选线原理和零序功 率方向选线原理已不能采纳。（指深圳日高、平高安川的方向接地判据）C.目前在配网接地检测中还存在的问题有：故障信号叠加在负载电流上、稳态幅值较小（与消弧线圈的补偿情形有关）、环境的电 磁干扰等阻碍着故障分辩的正确性；系统运行方式多变、故障状态多变、不确信因素多，故 要求检测方式具有更强的适应能力（单一的采纳稳态零序电流（I原理为判据，尽管提高 了 ZCT的检测精度，但在利用上存在较大的局限性，也已不能全数、准确判定故障，）；变电站的专用选线装置接线复杂，并与馈线故障点相距又远，爱惜不一体，阻碍了对故 障点的在线参数感测的精度和准确性，无益于馈线。2、MPP接地故障爱惜的判据要提高小电流接地系统单相接地故障判定的正确率，必需采纳先进、可行的爱惜原理，并对 接地故障的判定依据2个以上的判据，单相接地故障爱惜的正确率才能达到较高的水平。MPP是依据馈线接地故障暂态电流分量（Transient Current Component, TCC）、零序电 压V0和零序电流I0为判据，能准确判定接地故障和故障点位置。、依据零序电流I0的幅值；2、采纳微电子技术，依据对接地故障线路的故障相和非故障相暂态电流的波形、零序 电流I0,零序电压V0的幅值和相位进行分析及比较，提掏出更靠得住的信号成份来作为接地 故障位置的判据。3、依据故障暂态电流分量（Transient Current Component， TCC）和正交小波分解算法，通 过提取三相暂态电流特点频带（the Feature Band of Transient Current， FBTC）之间特点测度的比 值形成接地爱惜继电器的判定准那么。该准那么是按故障相和非故障相上暂态电流特点频带（FBTC）中特点频带测度的比值系数为依据。该判据与运行方式、负载或TA的对称性、故 障状态特点等都无关，是基于理论分析的概念因此是固定不变的准那么，动作特性具有更高 的靠得住性、稳固性、灵敏性和适应性。单相接地馈线暂态电流爱惜，其特点如下：（1）在小电流接地系统中，故障馈线（Faulty Feeder， FF）FF故障相中的TCC是由本FF 的非故障相提供的自供性TCC和其它非故障馈线（Healthy Feeder，HF）HF提供的相似性TCC 组成，为小波分解的特点频带提取提供了可行性、有效性和稳固性。（2）单相接地FF（区内）故障相识别和测度比值大于判定准那么，即KFF； HF（区外）靠 得住识别测度比值小于或等于判定准那么，即KHF。HF对接地爱惜是起助增作用的。（3）所提出的判据准则是特征频带测度的相对比值，完全不同于常规选线原理，也不 同于目前保护原理的定值。它对系统的多变因素、不确定因素具有较强的抑制性和自适应能 力。(4) 所提出的保护方式能与分布式馈线保护单元构成一体化，就地安装在开关上，有 利于方便地实现馈线自动化。