12

德国：
– 广泛应用谐振接地方式 – 供电可靠性很高
13
国内情况

有人主张城市电缆配电网络采用小电阻接地 深圳、广州、北京等地的部分电缆网络采取了小 电阻接地方式
14
建议：尽量采用谐振接地方式
15
二、小电流接地故障信号特征
16
2.1稳态分析
C
B
A
EA UC0 U0 o UB0
If
Ic
3Lk iL
i01 F C01
i0s
i02 C02 U0f iof
20
消弧线圈接地电网零序电流、电压关系
IhIf LFra bibliotek过补偿状态下，故障线路电流方向与非故障线路一致，由 母线流向故障点，幅值往往也小于非故障线路。 故障线路电气量失去“唯一性”特征，这是谐振接地系统 小电流接地故障选线难的根本原因。
(b)
18
中性点不接地电网零序电流、电压关系
Ih
If
故障线路零序电流是所有非故障元件（线路）电容电流之 和，方向是由故障点流向母线。 非故障相零序电流等于线路本身电容电流，方向由母线流 向故障。 故障线路电流大于非故障线路，二者反极性。

19
F C01
3Lk C0s
C B A
C02
谐振接地电网 零序网络

意大利
– – – – 中压配电网中性点主要采用不接地方式 采用瞬时短接接地相母线的方法消弧、选线 接地瞬间故障电流大，灭弧效果不理想。 2000年以来实施谐振接地改造工程，已有25%的变电 所完成改造。 – 采用可调消弧线圈后，接地故障引起的供电中断减少 50%以上。 – 采用固定调谐消弧线圈，接地故障引起的供电中断减 少26%以上。
Ic
EC
EB
A相接地后,接地相电压为零,非故障相电压升高1.73倍, 零序电压与故障前故障点电压大小相等，极性相反。接 地点电流是正常运行时三相对地电容电流的算术和。
17
F C01
C0s
C (a)
B
A
C02
i01
中性点不接地电网 零序等效网络
F i0s i01+i0s
C01
C0s
i02 U0f C02
3
小电流接地系统
IL
中性点不接地（绝缘）系统
谐振（消弧线圈）接地系统
4
小电流接地系统的优点

主要避免接地故障跳闸，提高供电可靠性。
– 大部分情况下，接地电弧能够熄灭，电网自动恢复正 常运行。

接地电流小，可防止事故进一步扩大。 沿海某地变电所统计数据：
– 采用小电流接地运行方式，10kV线路平均每年跳闸27 次。 – 改造为经小电阻接地之后平均每年跳闸46次 – 采用小电流接地运行方式跳闸率减少近50%
5
小电流接地系统存在的问题

非故障相电压升高，危害电网绝缘。
– 正常情况下，非故障相电压升高1.732倍。 – 接地点间歇拉电弧，线路电容反复充放电，电压升高 可达3.5倍。

接地电弧长期存在，可能烧坏接地点绝缘，造成 相间短路故障。
6
小电流接地系统存在的问题（续）

继电保护配置困难：
– 故障电流微弱，接地电弧不稳定，接地故障选线的问 题一直没有得到很好地解决； – 许多供电部门仍然采用拉路法选择接地线路。供电瞬 时中断，影响用户用电设备正常工作，甚至可能造成 停电事故。

21
2.2暂态分析
充电
C B
A
If
放电
暂态过程： 故障相电压突然降低引起的放电电流，不经过电源流 向故障点，频率在数千赫兹，衰减快； 故障相电压突然升高，引起的电容充电电流，经过电 源形成回路，频率数百赫兹，衰减慢。
22
L1




分析暂态过程需要使用变 换矩阵是实数的模变换法 实际工程中，一般使用卡 伦包尔（Karenbauer）变 换。 模量1、2是两相导体（A、 B相与A、C相）之间流动， 参数与正序网络一致。 模量0在三相导体与大地 之间流动，参数与零序网 络一致。
主要内容
概述 小电流接地故障信号特征 稳态电气量选线方法 暂态电气量选线方法 瞬时性接地故障监测 结论

1
一、概述
2



小电流接地故障：指小电流接地系统（中性点非 有效接地系统）的单相接地故障。 小电流接地故障选线，又称小电流接地保护，选 出带有接地故障的线路，给出指示信号。 小电流接地故障选线难，主要难在谐振接地系统。
10
国际上情况

法国
– – – – 早期采用中性点不接地或消弧线圈接地方式 1960年代推广小电阻 1990年代改为谐振接地 发明了PDTR选线法

英国
– 中压电网中性点主要采用大电流接地方式 – 英格兰北部的约克郡（York)电力公司已对50个变电所 中压配电网进行了消弧线圈接地改造
11
国际上情况（续）
R1
u1 t=0 L2 R2 u2
3Rf
L0
R0
e(t)
3Lk
C0
u0
接地电流计算复合模网
23
L
L等于2倍的线模（正 序）电感，R是3倍的
3LK C0
e(t) R
L
过渡电阻加上线模 （正序）电阻。e(t) 是虚拟电压源，与故 障前故障点电压大小 相等，方向相反。
e(t) R
C0
接地电流计算（零序）简化等效电路
7
中压配电网中性点接地方式的选择

是目前行业上关注的关键技术问题之一
不是一个简单的技术经济问题。 考虑问题的角度很重要：
–对电网运行管理的影响 –用户角度：供电可靠性、电能质量（电压骤降）

考虑运行方式：N-1要求
8

小电阻接地方式一度受到推崇：
– 电网规模的扩大、电缆线路的广泛应用，使故障电流 增大，接地电弧难以自行熄灭，难以体现小电流接地 方式的优势。 – 继电保护配置简单，选择性好。发生接地故障时保护 瞬时动作，切除故障线路，减少过电压危害。
9
中性点接地方式选择（续）

近年来，小电流接地方式又引起了人们的重视：
– 电力市场化，对供电可靠性要求不断提高。 – 消弧线圈自动调谐技术的应用，可以精确地补偿电 容电流，使接地点电流尽可能的小，提高了电弧自 动熄灭的几率。 – 小电流接地故障选线技术取得了重大进展 – 统计数据表明：电缆网络也存在大量的瞬时性故障
24
L
故障发生在电压最大值时电流：
0 t i f U mc( e sin 0t sin t )

0
R 2L
e(t) R
C0
--衰减系数 --回路自由振荡频率
1 LC 0
接地电阻较小时等效电 路。充电过程短暂，可 以忽略消弧线圈影响。
25
暂态接地电流特点
u0 i0