小电流接地系统故障仿真-中性点不接地与经消弧线圈接地仿真模型

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中性点不接地

中性点不接地是最简单的一种，接地电流的大小受变电站、所出线的类型和长度影响。在此种方式下发生单相接地故障时，线路与对地电容构成故障回路，故障电流以电容电流为主，故障电流小。但是当出线多、线路长并包含有大量的电缆线路时，故障电流会变大，给系统的交全带来隐患。通过大量的实践表明，当系统发生单相接地故障时，大多数情况下将引起谐振过电压和弧光过电压，同时存在较大的过电流。若故漳持续时间过长，绝缘薄弱点会遭到破坏，引起相间的短路，扩大故障范围，全电网受到威胁。因此中性点不接地系统将不再适用。

正常情况:三相电容电流之和为零，三相导线对地电压相等。故障情况:中性点对地电压由零升高为正常运行时的相电压，非故障相导线对地电压提高为线电压，故障相对地电压降为零。相间电容对系统故障没有影响，因此不予以考虑。

系统在0.04时发生A相金属性单相接地。

由上图，左图为三相对地电压，由图线电压，系统在0.04s时发生A相金属性单相接地后，A相对地电压变为零，BC相对地电压升高为线电压，但线电压仍然保持不变。

系统的零序电压3U0及每条线路的零序电流3I0，故障点接地电流ID如图所示：

故障后的零序分量的三相序分量模块如图所示：

中性点经消弧线圈接地

为改善中性点不接地系统存在的问题，可将中性点的接地方式改为中性点经消弧线圈接地。消弧线圈通常安装在大地与设备内部的中性点之间，当发生单相接地故障时，故障相与消弧线圈形成新的回路，消弧线圈可以产生于接地电容电流相位相反的电感电流，起到了补偿的作用，有利于接地电狐的熄灭。此种方式避免了故障事故扩大，系统供电可靠性提高，此接地方式得到广泛应用。

配电系统选用中性点经消弧线圈接地方式时，系统有一相发生接地故障时，会产生零序电压和零序电流。非故障线路的零序电流的分布情况类似于中性点不接地系统，区别在于故障线路除各线路对地电容电流外还包括经过消呱线圈的电感电流。当消弧线圈在过补偿运行方式下时，故障线路与非故障线路零序电流方向相同，且同为母线流向线路

消弧线圈可分为:过补偿，欠补偿和完全补偿三种补偿方式。为防止谐振过电压的出现，一般采用采用过补偿度为5%~10%的方式。由于越来越多的电缆线路接入电网，接地故障电流变大，对消弧线圈容量要求也随之增加，当电容电流为几百安时，从经济、技术和占地等方而考虑，中性点经消弧线圈接地系统就不再适用。

运行10kV中性点经消弧线圈接地系统仿真模型，得到系统故障点接地电流。

接地点电流

非故障点的电压和

可见,当单相接地故障的暂态过程结束后,故障点的接地电流id的有效值在2.9A左右，远小于中性点不接地系统的接地电流，因此补偿的效果十分明显。对于非故障线路来说，其零序电流仍是本身的电容电流，零序电流超前零序电压90°,电容性无功功率的实际方向为由母线流向线路，这与中性点不接地系统是相同的。但是对于故障线路来说,其零序电流将大于本身的电容电流，并且电容性且电容性无功功率的实际方向也是由母线流向线路。因此，在这种情况下无法用功率万问的差别来判断故障线路,也很难用零序电流的大小来找出故障线路。