【《配电网单相接地故障原因危害及特点分析》3100字】

第一章绪论配电网单相接地故障原因危害及特点分析目录TOC\o"1-3"\h\u31023配电网单相接地故障原因危害及特点分析 121421.1配电网的运行原理 1222741.2单相接地故障发生的原因 2280191.3单相接地故障的危害和影响 2323121.4电源中性点接地的类型和特点 3322691.4.1中性点不接地系统 373751.4.2电源中性点经消弧线圈接地系统 519791.4.3电源中性点直接接地系统 61.1配电网的运行原理相对于电力系统其他的部分，配电系统还是具有一些特点REF_Ref29184\w\h[1]REF_Ref28994\w\h[2]：配电系统在运行过程中会因负荷随机变化和外界的干扰，必然会降低供电可靠性。通常，系统运行分为正常运行状态、检修运行状态、故障运行状态（图2-1）。图2-1配电网的运行状态我国配电网的特点：1电缆线路密集复杂，高度不均匀，故障定位难度大；2主要故障是单相接地故障；3有独特的中性点接地方式；4采用的是单电源的开环方式；5配电网位于用户前端，线路短且测距精度要求高。1.2单相接地故障发生的原因在农村10kV配电线路的实际运行中，发生单相接地故障的主要原因：1导线断了，放在地板上或放在旁边。2导线没有被固定在绝缘体中，所以要掉落在横杆或地板上。3导线的风太强了，导线和建筑物的距离太近了。4变压器的高压引下线断裂。5变压器高压侧线圈不满足接地条件。6绝缘体损坏。7熔断器的绝缘损坏。以上原因中，断线、绝缘子破坏、树枝状短路是故障的主要原因，据统计占全部故障原因的85%以上。1.3单相接地故障的危害和影响单相接地故障造成地危害也是有很多方面的：1对变电站的危害：10kV配电线路发生故障后，电压互感器检测到零序电流，以至铁心达到饱和状态，增加励磁电流，长时间工作，电压会停机。在实际运转中，由于强风，塑料薄膜掉落在电线上，变电站电压互感器被烧毁，造成设备损坏和该地区的重大电力故障。故障发生后会产生共振过电压，是正常电压的数倍，破坏设备绝缘性。2对配电电网的危害：较大的故障会破坏电网的稳定，以此发生许多事故。3对人畜的危害：电线着地等类似故障，需要断开接地线，否则会发生人畜触电事故。4对供电可靠性的影响：发生故障后，隔断互相连接的配电线，影响供电可靠性，关闭故障配电线路。寻找和排出故障过程中可能会影响用户正常用电。特别是农作物的季节、强风、暴雨和雪灾、山区、林区等复杂地区，夜晚不利于故障排除，长时间停电，必定影响供电可靠性。5对线路的影响：故障发生时，线路的表面会放电，损失很多能量，长时间运行将损失较大功率。6线路一处若单相故障，电压互感器的铁芯达到饱和状态，增大了励磁电流，长时间运行会烧坏电压互感器，损坏其他运行设备，进而出现大面积停电，带来不必要的经济损失。7若出现单相接地故障，产生的高电压大电流会击穿设备的绝缘层，进一步损坏设备，产生的火花可以引燃附近的可燃物造成火灾。8故障发生后很有可能将裸露的导线接触到地面，周围会产生高电压区域，人畜一旦经过，必然会形成跨步电压，造成人身触电的危险。9故障发生后，为了持续生产生活，其一要进行人工选线，要求对整个配电线路实行断电处理，这样会停滞人们的生产生活，影响供电可靠性。其二，游客造成电能供应的长期中断，此现象发生在地理位置偏僻且环境恶劣的地区，必然会维修的很困难。1.4电源中性点接地的类型和特点中性点接地方式是综合性、复杂性、系统性的问题，涉及到电网可靠性和经济性，也能够影响系统的绝缘等级、过载等级、过载保护元件的选择、继电保护方式、系统可靠性、通信信号等。1.4.1中性点不接地系统中性点不接地系统发生单相接地，A相接地，B相和C相的电压变为倍的电压，接地电流是A相容性电流的3倍；单相接地不影响三相电气设备的正常运行，线路电压与相位、宽度无关，而三级电气设备仍在运行，但供电部门只能工作两个小时，如有其他接地缺陷，则两相短接，造成短路电流，损坏line设备。中性点不接地系统的特点：发生接地时，电压平衡，故障电流小，系统能够持续运行1～2小时，适用于网点多、面积广、用户复杂的地方，可提高供电的可靠性。单相接地和无缺陷接地：工作频率增加三倍。在中性点接地电网中，应根据线路电压设计不同设备的隔离。10A时，可能会出现间歇性电弧过载，这种过载持续时间长，影响整个电网。对绝缘不良、绝缘薄弱、绝缘电阻低的设备构成重大威胁，影响电网安全运行。在许多电网中，多点着地等事故时有发生，设备的燃烧或间歇电弧过载接地引起的能量中断，系统谐振过电压往往导致高压电容器电路开关、电压互感器甚至主设备烧毁。中性点不接地系统单相接地的特点：中性点不接地系统运行维护简单、经济、供电连续性好，接地电流为线路和设备的容性电流。这种模式对电网的电流和负荷水平有着严格的要求，当超过一定值（3～10kV容性电流30A，35kV系统10A）时，会产生电弧过电压。图2-2中性点不接地电网电流示意图如图2-2所示，正常操作时，接地电容电流和为0，线路L2的A相单相接地，相电压为0，B、C相的电压上升为倍，接地电流增加了。故障点零序电压是：忽略功率阻抗上的电压降，系统A相的电压为0，B、C相的电压成为A相的线电压，接地电容电流增加倍。此时，流经故障点的电流是电网所有非故障相对地电容电流之和非故障首端的零序电流为：故障线路首端的零序电流为：1.4.2电源中性点经消弧线圈接地系统在中性点不接地的供电系统中，由于单相接地电流较大，产生间歇性电弧，引起线路电压谐振，在线路上形成R-L-C系列谐振电路，在线路上产生危险过载（1.5～3相电压倍），导致故障线路上绝缘薄弱的现场存在绝缘损坏的风险。为了防止此现象发生，规定在单相电容电流大于一定值（3～10kV接地电容电流大于30A）的供电系统中，电源中性点应采用经消弧线圈接地，此方法可持续系统工作两小时。中性点经消弧线圈接地的特点：单相接地时，设备能够正常工作且暂时运行2小时，可靠性高，还可减少接地电流。图2-3中性点经消弧线圈接地电网电流示意图图2-3是分解中性点后产生A相接地故障将产生电感电流:消弧线圈的电感电流经过故障点沿着故障线返回，将电感分量增加到故障点的电流，从接地点返回的总电流:因为IL和ICE的相位相反，故障线开头监视的零序列电流为:如果IL与ICE相等，电网进行全补偿，A相电流大于容性电流。1.4.3电源中性点直接接地系统110kv以上的电网采用中性点直接接地。城市的负荷增加，其他地区的供电也要增加，系统的容性电流大幅度增加，架空线路逐步被电缆线路取代，电网结构得到较大加强，以电缆为中心的城市电网采用不接地和经消弧线圈接地，而单相接地过载造成设备烧毁事故的可能性大大增加。许多城市电力部门在深入调研国外配电网中性点和当地电网具体情况的基础上，进行了全面的分析研究。中性点经电阻器接地的优点：1中性点电阻即使hao耗能元件也是阻尼元件；2能降低工频过电压，持续时间短；3接地电弧熄灭后，对地残荷会被释放，释放速度跟阻值有关；4中性点电阻能充当谐振回路中的对地阻尼电阻，消除谐振过电压，阻值越小，效果越好；5故障发生后，零序保护能快速切除故障线路，降低操作过电压，若线路是电缆线路，则此故障为永久性故障，将不进行重合闸，这样不会引起操作过电压。若线路是架空线路，则很大程度上会发生瞬时故障，跳闸后再重合一次；6低电阻接地发生故障后，快速切除电源，能提高系统安全水平和降低人身伤亡事故；7能够提高无间隙金属氧化物避雷器（MOA）的使用率，MOA不会长时间工作在较高的过电压状态下，不会因同容量不足和加速老化而产生爆炸；8降低设备绝缘水平，