目前，電力系統(tǒng)依據(jù)中性點接地方式不同可分小電流接地系統(tǒng)(不直接接地)和大電流接地系統(tǒng)(直接接地)。我國的現(xiàn)狀是當配電網(wǎng)在110kV以上時，主要考慮的是絕緣問題，故廣泛使用大電流接地系統(tǒng)。66kV 及以下配電網(wǎng)為了保證給用戶持續(xù)供電而大多使用小電流接地系統(tǒng)。小電流接地系統(tǒng)又分為三類，分別為中性點不接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。

中性點不接地系統(tǒng)：中性點對地是絕緣的，這種接地方式節(jié)約成本且結(jié)構簡便，在一些電容電流較小的系統(tǒng)中應用廣泛。該系統(tǒng)在正常運行三相平衡，中性點對地電壓為零，各相電壓滯后電流 90°，線路中沒有零序電壓。

中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)：隨著配電網(wǎng)規(guī)模變化，不接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障電流變大且存在電弧很難自熄的問題，由此出現(xiàn)了經(jīng)消弧線圈系統(tǒng)(也叫諧振接地系統(tǒng))，即在中性點處連接一個電感線圈，利用電感線圈產(chǎn)生的電流來補償線路過大的電容電流，接地電流變小，電弧更好熄滅。

中性點經(jīng)電阻接地系統(tǒng)：經(jīng)電阻接地就是在中性點與大地間接入一個合適的電阻，可理解為該電阻和線路中電容形成并聯(lián)關系。由于接地電阻的阻尼作用可以較好的抑制弧光過電壓，并且不需要像經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)嚴格匹配電容電流。故障后接地電流更大，有利于故障選線，但對設備絕緣要求更高。

今天主要討論的是中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。

經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)故障分析

●穩(wěn)態(tài)特征分析●

中性點不直接接地系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，全系統(tǒng)伴隨零序電壓的產(chǎn)生會有零序電流產(chǎn)生，所有非故障線路上元件的對地電容電流之和在數(shù)值上等于故障線路的零序電流，故障相電流方向從線路流向母線，與非故障線路相反。

由于消弧線圈的補償作用，使得故障電流方向變?yōu)榕c非故障線路相同(過補償時)，因此，基于穩(wěn)態(tài)量選線原理的選線方法難以奏效。

●暫態(tài)特征分析●

當發(fā)生故障后半個周期到一個周期內(nèi)被認為是暫態(tài)時期，一般暫態(tài)期零序電流幅值比較大，是穩(wěn)態(tài)期幾倍到幾十倍，且有高頻分量。

配電網(wǎng)發(fā)生接地故障時，全網(wǎng)絡的暫態(tài)電容電流相當于放電電流和充電電流這兩個電容電流之和：

放電電流，此電流方向由母線流向故障點處，是由于故障線路的電壓突然降低而產(chǎn)生;充電電流，該電流通過電源形成回路，是由于非故障線路的電壓突然升高而產(chǎn)生。

一般在相電壓接近最大值時刻較多地發(fā)生接地故障，此時電容電流遠遠大于電感電流，消弧線圈補償作用可以忽略不計，所以可以認為中性點不接地系統(tǒng)和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生故障時的暫態(tài)特征是相似的，因此可以利用故障時的暫態(tài)特征作為選線的基本依據(jù)。

常用選線裝置原理

并聯(lián)中電阻投切

并聯(lián)中電阻投切的選線方法本質(zhì)上是基于穩(wěn)態(tài)量的選線方法。

系統(tǒng)發(fā)生單相接地障時，對于瞬時接地故障：由于流過消弧線圈的電感性電流與流入接地點的電容性電流相位相反，接地弧道中所剩殘流很小，瞬間接地將自行消失;當選線裝置判定故障為永久性故障時，經(jīng)一定延時后投入并聯(lián)電阻(投入時間小于1秒)，在中性點電壓作用下，并聯(lián)電阻會產(chǎn)生有功電流分量。

該電流分量只通過接地點流過故障線路的故障相，使故障線路的零序電流增大，且遠大于非故障線路的零序電流。并聯(lián)電阻產(chǎn)生的電流方向與系統(tǒng)零序電壓方向相反，使故障線路的零序電流增大很多，但是非故障線路零序電流的大小仍為自身對地電容電流。

因此在故障選線時，通過對比各線路的零序電流大小，其中零序電流最大的為故障線路;或比較各線路有功電流的大小及相位，其中有功分量最大且與零序電壓方向相反的為故障線路。

暫態(tài)選線原理

暫態(tài)選線方法主要包括暫態(tài)電流群體比較與暫態(tài)(無功功率)方向兩種。

暫態(tài)電流群體比較選線的依據(jù)是：故障線路暫態(tài)零序電流幅值最大，流向與健全線路相反，如下圖所示。選線裝置比較變電站各出線的暫態(tài)零序電流，將暫態(tài)電流幅值最大、極性與其他線路相反的線路選為故障線路;在所有出線暫態(tài)電流極性一致時，判為母線接地故障。

暫態(tài)(無功功率)方向的原理為：在某一選定的低頻區(qū)段內(nèi)，所有健全線路分別可用一集中電容等效。在該選定頻段內(nèi)，故障線路的暫態(tài)零序電流或無功功率方向與非故障線路相反：健全線路的暫態(tài)容性無功功率從母線流向線路，方向為正;故障線路的暫態(tài)容性無功功率從線路流向母線，方向為負。

有點繞?沒關系，我們仔細研究一下。

我們都知道電容電流、電容和電壓這三者之間的數(shù)學關系：

對于非故障線路來說：

對于故障線路來說：

Ck為第k條非故障線路的等效電容，Coh為所有非故障線路的零序電容之和。暫態(tài)方向的原理就是通過判斷電壓變化率與電流間的正負關系來檢測故障線路的。

故障線路：

非故障線路：

由上圖可見，特定頻帶內(nèi)故障線路零序電壓導數(shù)與電流波形始終保持反極性，非故障線路零序電壓導數(shù)與電流的波形始終同極性，保證了接地故障方向檢測的可靠性。