简析单相接地故障的特点以及应对措施

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1、简析单相接地故障的特点以及应对措施　　【摘要】电力系统故障主要分为短路故障和断线故障，对于以电缆作为配电方式的电力系统来说，线路故障绝大多数为短路故障，而其中又以永久性单相接地故障的发生频率为最高，本文结合高桥石化炼油板块供配电实际情况，对电力系统的单相接地故障的原理、特征及利害做一个简要的分析，同时提出一些故障发生后，如何快速查找故障，减少事故扩大的简单有效的方法。　　【关键词】单相接地消弧线圈中性点非直接接地过电压故障排查　　我厂的电力系统的电压等级主要有110kV、35kV、6kV以及0.4kV。运行方式属于中性点非直接接地方式，或称之为经消

2、弧线圈接地的小电流接地系统。用电负荷主要为6kV和0.4kV三相电动机，负荷等级大多为一、二级负荷，而该类负荷对供电的连续性要求相对较高，因三相负载的对称性，使得当系统仅发生单相接地故障时，生产负荷的持续性供电不会受到影响，这一运行方式恰好从另一个侧面辅助保证了连续性供电。单相接地故障时，系统内部的各个电气量究竟发生了什么变化，系统是如何保持持续运行的，以下将从六大方面详细分析　　1单相接地故障的电气量特点6　　假设线路A相单相金属性完全接地时，基本边界条件为非故障相B、C相相电流为零，故障相A相电压为零。在故障相（A相）的复合序网中，正序、负序、

3、零序三个网络串联并短接，由电路知识可知，正序、负序、零序电流三者向量相等，叠加后形成了故障点的单相接地短路电流，该短路电流正好是是零序电流的3倍。而非故障相B、C相的相电压也发生了变化，该变化主要受到零序阻抗的影响，：①当中性点直接接地时，零序阻抗理想情况下可视作零，即不存在零序电压，此时短路电流中只含有正序和负序分量，因此非故障相的电压会较短路前的正常相电压降低，极限可降低至原来的86.6%，相位相反；②当中性点不接地时，零序阻抗理想情况可视为无穷大，三相相电压的对称性被破坏，非故障相的电压会较短路前的正常相电压升高，极限可升高至173.2%，相

4、位差趋于60°，但三相线电压的对称型仍旧保持不变，这就使以电动机为主的三相对称负载的持续运行成为可能。但毕竟是处于故障状态，因此规程规定，允许系统继续运行不超过2小时，以便于运行技术人员查找故障点。这是小电流接地系统的优点。　　2零序电流的产生　　正常运行时，各相对地电容电流大小相等，相位互差120，因此，它们的电流向量和为零，即没有电容电流流入大地。单相接地故障发生时相电压的对称性遭到破坏后，每一相的相对地电容电流即发生了变化：故障相直接接地，该相的相电压降到了零，对地电容电流自然也变为了零；而非故障相的相电压可升高至原来的1.732倍，对地电容

5、电流也随之升高至1.732倍，三相电容电流和不等于零，接地点的电容电流为全系统所有非故障线路的非故障相对地电容电流的和值，可升高至正常时的3倍大小，此处所说的电容电流，即是由零序电压产生的零序电流。　　3非故障相电压、故障电流的危害6　　我们的变配电设备和电缆线路都是按照能承受系统电压等级所对应的最高电压来制造的，比如说6kV系统，对应的最高电压为7.2kV，理论上完全可以应对故障时非故障相相电压升高带来的冲击。但当绝缘存在薄弱点时，很可能造成非故障相相对地绝缘因受到过电压的冲击而致使绝缘损坏，系统随即发生另一相接地故障进而形成两相接地短路使事故扩

6、大，系统被迫停运。同时系统零序电压在单相接地故障时也达到最大值，威胁着变压器中性线处的绝缘，因此，在中性点不直接接地的系统中，不得采用分级绝缘的变压器，必须使用全绝缘的变压器以应对故障发生时不致设备损坏。　　接地电流的大小主要取决于线路对地电容的大小，对地电容值越大，容抗值就越小，产生的电容电流也就越高。如果接地电流不大，对于6kV电缆线路构成的系统来说，接地电流30A时，接地点处会产生持续持续性的电弧，它的危害在于会在接地点产生高温，直接破坏非故障相的绝缘，会大大缩短由单相接地升级为两相接地的时间。如果故障点是在电气设备内部，将直接损坏设备。　　

7、4消弧线圈的作用　　为了杜绝接地电弧出现的可能性，目前我厂采用的做法是在中性点串入消弧线圈并接地。消弧线圈实则为感性负载，当有零序电压加在消弧线圈上时，会产生与对地电容电流相位相反的电感6电流，我厂2#110kV变电站6kV四段母线各设1#-4#消弧线圈，均采用微机监测系统电容电流，可根据电容电流大小自动调整投入消弧线圈的容量，可以直接抵消故障点处所有的电容电流并最终形成数值较小感性电流，即过补偿的方式。接地电流减小了，接地电弧产生的可能性也基本消除了，这就很好的解决了间歇性弧光过电压和持续性弧光高温过热引发的问题。　　5接地故障排查方法　　当故障

8、发生时，应先查看系统故障报文，故障产生的时间，继保的发信和动作情况，再观察三相电压值，若出现一相降低另两相升高，基本可判断