【正文】 0()iIf錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 4）對(duì)于消弧線圈全補(bǔ)償電網(wǎng)，故障暫態(tài)分量是疊加在工頻穩(wěn)態(tài)分量上的。 （ 2）暫態(tài)分量的幅值主要由單相接地發(fā)生的時(shí)刻決定，也與電網(wǎng)對(duì)地電容、線路電感以及故障點(diǎn)電阻有關(guān)。 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0020xx40006000800010000t/sIs （ 圖 ） 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 1 0 0 0 0 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0020xx400060008000t/sIc （ 圖 ） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0020xx40006000t/sIs （ 圖 ） 0 0 . 0 5 0 . 1 0 . 1 5 0 . 2 0 . 2 5 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 00100020xx30004000 （ 圖 ） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 0 . 0 1 5 0 . 0 1 6 0 . 0 1 7 0 . 0 1 8 0 . 0 1 9 0 . 0 2 0 . 0 2 1 0 . 0 2 2 0 . 0 2 3 0 . 0 2 4 0 . 0 2 5 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 0 0020xx40006000800010000t/sIs （ 圖 ） 0 . 0 1 5 0 . 0 1 6 0 . 0 1 7 0 . 0 1 8 0 . 0 1 9 0 . 0 2 0 . 0 2 1 0 . 0 2 2 0 . 0 2 3 0 . 0 2 4 0 . 0 2 5 8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 02 0 0 0020xx40006000800010000t/sIc （ 圖 ） 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 00100020xx3000400050006000t/sIs （ 圖 ） 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 00100020xx300040005000 （ 圖 ） 通過分析，觀察以上波形圖，通過試驗(yàn)得到的結(jié)果與前面理論分析結(jié)論是一致的 : 小電流接地系統(tǒng)通過消弧線圈全補(bǔ)償?shù)姆绞较掳l(fā)生單相接地故障時(shí)，由于零序中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 電流中含有大量高頻暫態(tài)分量，此時(shí)消弧線圈電感很大，可以等效為開路（經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證這是合理的）。 均為 !未找到引用源。 錄波儀來 自 T V 的 零 序 電 壓1C2C3CjdRNRTA 1T A 2T A 3T A 4kB3 8 0 V6 k V 圖 31 小電流接地模擬電網(wǎng)電路 為分析小電流接地電網(wǎng)故障電流的暫態(tài)特征，在以上模擬電網(wǎng)上，在不同的電網(wǎng)對(duì)地電容值、不同的接地故障電阻條件下，得到實(shí)驗(yàn)實(shí)錄典型波形如下圖示。 為零序電流互感器； B 為經(jīng)消弧線圈接地變壓器； NL 為消弧線圈電感； nR 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 綜合以上，暫態(tài)接地電流的幅值和頻率主要由暫態(tài)電容電流的特性所決定，其幅值和故障發(fā)生時(shí)相電壓初相角相關(guān)。 暫態(tài)接地電流 [2,4,7] 暫態(tài)接地電流由暫態(tài)電容電流和暫態(tài)電感電流疊加而成，其特性隨兩者的具體情況而定。 有關(guān)。 mL UN? ??為穩(wěn)態(tài)時(shí)磁通， arctan( )rL? ?? 為補(bǔ)償電流的相角；為消弧線圈中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁 22()Z r L??? 阻抗； ? 為電感回路時(shí)間常數(shù)。由此得出 39。 。依據(jù)圖 27 列出微分方程： sin ( ) LmL dU t r i N dt???? ? ? ?； () 式中， N 為消弧線圈相應(yīng)分接頭的線圈匝數(shù)； L? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。故障發(fā)生在相電壓最大值附近時(shí)，高頻衰減的暫態(tài)零序電流最大，發(fā)生在相電壓最大值 030? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。因此，暫態(tài)過程中，電容電流的最大值是和發(fā)生接地瞬間故障相電壓的瞬時(shí)值有關(guān)的。 ，均可能造成接地故障。t? =2? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。當(dāng)故障發(fā)生在電壓峰值，即 ? 為 2? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。當(dāng) ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為一常數(shù)。 39。39。 =0,(0)i 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，同時(shí)故障點(diǎn)的接地電阻一般較小，弧道電阻也可忽略，其 0R 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 002 LC 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為零序回路中的等效電阻（其中包括故障點(diǎn)的接 地電阻和弧道電阻）， r 和 L 分別為消弧線圈的有功損耗電阻和電感（因暫態(tài)電流頻率高，故中性點(diǎn)消弧線圈的感抗很大， r 和 L 支路可視為開路），()tu 錯(cuò)誤 !未找到引用源。本文僅分析充電電流的 暫態(tài)過程。 小電流接地暫態(tài)過程的基本特征 暫態(tài)電容電流 經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相暫態(tài)電流的分布如下圖所示 i L = 0i d = 0 圖 26 單相接地暫態(tài)電流的分布 電弧性接地是由于介質(zhì)承受不了兩端電壓而被擊穿所引起，經(jīng)常發(fā)生在相電壓接近于最大值的瞬間，暫態(tài)電容電流可看成兩部 分電流之和： （ 1）由于故障相電壓中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁 突然而引起的放電電容電流，它通過母線而流向故障點(diǎn)，放電電流衰減很快，振蕩頻率高達(dá)數(shù)幾十 kHz 到幾百 kHz，振蕩頻率主要決定于電網(wǎng)中線路的參數(shù)（ R 和 L的數(shù)值）， 故障點(diǎn)的位置，以及過渡電阻的數(shù)值。 相位相反，因此，故障點(diǎn)的電流將因消弧線圈的引入而減少，由此得到零序等效網(wǎng)絡(luò)如下圖所示： 1線 路線 路 201C02C0 SC 01I02I0SI0 SI01I 0fULI L LITL 圖 25 消弧線圈接地電網(wǎng)中單相接地故障的零序等效網(wǎng)絡(luò) 由圖 25可以看出，由于消弧線圈的補(bǔ) 償作用，其單相接地故障時(shí)零序電流特中國(guó)礦業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁 征與中性點(diǎn)不接地不相同，零序電流的大小和方向隨著補(bǔ)償方式的不同而變化，其單相接地故障特征如下 : （ 1）當(dāng)采用完全補(bǔ)償方式時(shí) LI = CI? ，即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。中性點(diǎn)位移電壓 0U 變?yōu)楣收宵c(diǎn)零序電壓 AE? ，中性點(diǎn)接入消弧線 圈后，忽略線圈電阻，在中性點(diǎn)電壓作用下的電感電流為 AL EI jwL??,其中 L 表示消弧線圈電感。 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)單相接地故障的特點(diǎn) 據(jù)上述分析，當(dāng)中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中發(fā)生單相接地時(shí)，在中性點(diǎn)要流過全系統(tǒng)的對(duì)地電容電流，如果此電流過大，就會(huì)在接地點(diǎn)燃起電弧，引起弧光過電壓，從而使非故障相的對(duì)地電壓進(jìn)一步 升高，因此，使絕緣破壞，形成兩點(diǎn)或者多點(diǎn)的接地短路，造成停電事故。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有發(fā)電機(jī)（ F）和多條線路存在時(shí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)和每條線路，每臺(tái)發(fā)電機(jī)和每條線路對(duì)地均有電容存在，設(shè)以 0fC ， 01C ， 02C 等集中電容來表示，當(dāng)線路 II A 相接地后，如果忽略負(fù)荷電流和電容電流在線路阻 抗上的電壓降，則全系統(tǒng) A相對(duì)地的電壓等于零，因而各元件 A 相對(duì)地的電容電流也等于零，同時(shí) B相和C 相得對(duì)地電壓和電容電流也都升高 3 倍，仍可用式 ()至式 ()表示。 假設(shè) A 相發(fā)生了單相接地故障，則各相對(duì)地電壓為 0ADU? ? () 01503。 中性點(diǎn)直接接地與經(jīng)小阻抗接地屬于有效接地系統(tǒng)或大電流接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和經(jīng)高阻抗接地屬于非有效接地系統(tǒng)或者小接地電流系統(tǒng)。 變壓器 Y線圈的中性點(diǎn)，目前有三種處理方式，一是不接地， 10~35Kv 系統(tǒng)多屬這類情況。最后，給出本文的選線判據(jù)。 研究的主要內(nèi)容有：首先分析了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障穩(wěn)態(tài)過程和暫態(tài)過程，為選線方法尋找理論 依據(jù)。主要討論的是在小電流接地系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，如何正確的進(jìn)行故障線路的選擇。 ④電流互感器和電壓互感器的影響。當(dāng)電流諧振回路工作于過補(bǔ)償狀態(tài)時(shí)，殘流中含有有功分量和感性無功分量，殘流相位滯后于中性點(diǎn)位移電壓。 ①補(bǔ)償電網(wǎng)失諧度的影響。 （ 2）故障穩(wěn)態(tài)分量小，給信號(hào)的檢測(cè)和選線判斷造成困難。 到目前為止，基于不同選線理論已經(jīng)先后推出了幾代產(chǎn)品。 70年代后期，上海繼電器廠和許昌繼電器廠等單位研制生產(chǎn)了一批有選擇性的接地信號(hào)裝置，如反映中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)零序功率方向保護(hù) ZD4 型保護(hù)，反映經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 5 次諧波零序功率方向的 ZD ZD6 型保護(hù)。法國(guó)使 用中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)幾十年后，現(xiàn)在正以中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)取代中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)，同時(shí)開發(fā)了高新技術(shù)產(chǎn)品：零序?qū)Ъ{接地保護(hù)。裝置由電磁式繼電器，晶體管發(fā)展到了模擬集成電路和數(shù)字電路，而微機(jī)構(gòu)成的裝置較少。 但是，隨著配電網(wǎng)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)中電纜線路的比例上升，纜線混合線路越來越多，系統(tǒng)線路也增多，系統(tǒng)單相接地故障電流增大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就容易 使故障擴(kuò)大成兩點(diǎn)或者多點(diǎn)接地短路，弧光接地還會(huì)引起全系統(tǒng)過電壓，進(jìn)而損壞設(shè)備，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行，所以運(yùn)行人員必須及時(shí)查明故障線路，以便采取相應(yīng)對(duì)策解除故障，恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。電壓等級(jí)在 110kV 以下、 6kV 以上的中低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，其中性點(diǎn)接地方式主要為非直接接地方式，即不接地或者經(jīng)過消弧線圈接地，這樣的系 統(tǒng)一般稱為小電流接地系統(tǒng) [1]。 singlephase earth fault。鑒于模擬電網(wǎng)的局限性，本論文采用 搭建具有 10kV 五出線的仿真電網(wǎng)進(jìn)行大量的單相接地故障仿真實(shí)驗(yàn)。本論文首先分析了小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地的情況，指出了單相接地故障的選線難點(diǎn)，進(jìn)而綜述了當(dāng)前的研究現(xiàn)狀。由于單相接地故障的復(fù)雜性，在相當(dāng)多的電弧接地情況下，穩(wěn)態(tài)分量很小而暫態(tài)分量成分很高，因此，可以利用零序電流中暫態(tài)分量的豐富信息來判斷故障饋線。結(jié)合單相接地故障時(shí)的暫態(tài)特征，本文研究了現(xiàn)有的選線方法，利用實(shí)錄波形和仿真波形對(duì)選線判據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，比較分析了各種選線算法的優(yōu)缺點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 小電流接地選線；單相接地故障；零序電流；暫態(tài)分量； Simulink ABSTRACT In China， the indirectly earthed power system are monly used in distribution work. And singlephase earth fault accounted for about 80% of all the failures in distribution work. Due to the plexity of singlephase earth faults and the arc to ground when faults occurs in indirectly earthed distribution system, for most cases the steady state ponent of fault current is small or approximates to zero and the transient ponent is high. Therefore, zerosequence transient current can be used for fault feeder detection. First of all, this paper analyzes the occurrence of singlephase earth fault, pointing out the difficulties for fault feeder selection, and then an overview of current resear