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小电流接地微机选线装置原理

更新时间：2019-12-22 10:13:09 大小：19K 上传用户：xuzhen1查看TA发布的资源 标签：小电流接地系 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

小电流接地系统单相接地故障选线原理

目前世界各国的配电网都采用中性点不直接接地方式（NUGS ）。因其发生接地故障时，

流过接地点的电流小，所以称其为小电流接地系统。可分为中性点不接地系统（ NUS）、中

性点经电阻接地系统（ NRS）和中性点经消弧线圈接地系统（ NES）。故障时由于三个线电

压仍然对称， 特别是中性点经消弧线圈接地系统， 流过接地点的电流很小， 不影响对负荷连

续供电，《电力系统安全规程》规定仍可继续运行0.5~2 个小时。但小接地电流系统在单相

接地时， 非故障相电压会升为线电压， 长时间带故障运行极易产生弧光接地， 形成两点接地

故障， 引起系统过电压， 从而影响系统的安全。因此， 需要一种接地后能选择故障线路的装

置进行故障检测，一般不动作于跳闸而仅动作于信号。

1 研究状况回顾

国外对小电流接地保护的处理方式各不相同。前苏联采用中性点不接地方式和经消弧线

圈接地方式， 保护主要采用零序功率方向原理和首半波原理。日本采用高阻抗接地方式和不

接地方式， 但电阻接地方式居多， 其选线原理较为简单， 不接地系统主要采用功率方向继电

器，电阻接地系统采用零序过电流保护瞬间切除故障线路。近年来一些国家在如何获取零序

电流信号及接地点分区段方面作了不少工作并已将人工神经网络应用于接地保护。美国电网

中性点主要采用电阻接地方式， 利用零序过电流保护瞬间切除故障线路， 但故障跳闸仅用于

中性点经低阻接地系统， 对高阻接地系统， 接地时仅有报警功能。法国过去以地电阻接地方

式居多， 利用零序过电流原理实现接地故障保护， 随着城市电缆线路的不断投入， 电容电流

迅速增大， 已开始采用自动调谐的消弧线圈以补偿电容电流， 并为解决此种系统的接地选线

问题，提出了利用Prony 方法[1] 和小波变换以提取故障暂态信号中的信息（如频率、幅值、

相位） 以区分故障与非故障线路的保护方案， 但还未应用于具体装置。挪威一公司采用测量

零序电压与零序电流空间电场和磁场相位的方法， 研制了一种悬挂式接地故障指示器， 分段

悬挂在线路和分叉点上。加拿大一公司研制的微机式接地故障继电器也采用了零序过电流的

保护原理，其软件算法部分采用了沃尔什函数，以提高计算接地故障电流有效值的速度。9

0 年代，国外有将人工神经网络及专家系统方法应用于保护的文献。


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小电流接地系统单相接地故障选线原理  
目前世界各国的配电网都采用中性点不直接接地方式  
（NUGS ）。因其发生接地故障时，  
流过接地点的电流小，所以称其为小电流接地系统。可分为中性点不接地系统（  
NUS）、中  
性点经电阻接地系统（ NRS）和中性点经消弧线圈接地系统（  
压仍然对称， 特别是中性点经消弧线圈接地系统， 流过接地点的电流很小， 不影响对负荷连  
续供电，《电力系统安全规程》规定仍可继续运行 0.5~2 个小时。但小接地电流系统在单相  
NES）。故障时由于三个线电  
接地时， 非故障相电压会升为线电压， 长时间带故障运行极易产生弧光接地， 形成两点接地  
故障，引起系统过电压， 从而影响系统的安全。 因此，需要一种接地后能选择故障线路的装  
置进行故障检测，一般不动作于跳闸而仅动作于信号。  
1 研究状况回顾  
国外对小电流接地保护的处理方式各不相同。 前苏联采用中性点不接地方式和经消弧线  
圈接地方式， 保护主要采用零序功率方向原理和首半波原理。 日本采用高阻抗接地方式和不  
接地方式， 但电阻接地方式居多， 其选线原理较为简单， 不接地系统主要采用功率方向继电  
器，电阻接地系统采用零序过电流保护瞬间切除故障线路。  
近年来一些国家在如何获取零序  
电流信号及接地点分区段方面作了不少工作并已将人工神经网络应用于接地保护。  
美国电网  
中性点主要采用电阻接地方式， 利用零序过电流保护瞬间切除故障线路， 但故障跳闸仅用于  
中性点经低阻接地系统， 对高阻接地系统， 接地时仅有报警功能。 法国过去以地电阻接地方  
式居多， 利用零序过电流原理实现接地故障保护， 随着城市电缆线路的不断投入， 电容电流  
迅速增大， 已开始采用自动调谐的消弧线圈以补偿电容电流， 并为解决此种系统的接地选线  
问题，提出了利用 Prony 方法[1]和小波变换以提取故障暂态信号中的信息（如频率、幅值、  
相位）以区分故障与非故障线路的保护方案， 但还未应用于具体装置。 挪威一公司采用测量  
零序电压与零序电流空间电场和磁场相位的方法， 研制了一种悬挂式接地故障指示器， 分段  
悬挂在线路和分叉点上。 加拿大一公司研制的微机式接地故障继电器也采用了零序过电流的  
保护原理，其软件算法部分采用了沃尔什函数，以提高计算接地故障电流有效值的速度。  
0 年代，国外有将人工神经网络及专家系统方法应用于保护的文献。  
9
我国配电网和大型工矿企业的供电系统大都采用中性点不接地或经消弧线圈接地的运  
行方式，近年来一些城市电网改用电阻接地运行方式。 矿井 6~10kV 电网过去一直采用中性  
点不接地方式， 随井下供电线路的加长， 电容电流增大。 近年来消弧线圈在矿井电网中得到  
了推广应用并主要采用消弧线圈并串电阻的接地方式。 单相接地保护原理研究始于  
1958 年，  
保护方案从零序电流过流到无功方向保护， 从基波方案发展到五次谐波方案， 从步进式继电  
器到群体比幅比相，以及首半波方案，先后推出了几代产品，如许昌继电器厂的  
ZD 系列产  
品，北京自动化设备厂的 XJD 系列装置， 中国矿大的 μP-1 型微机检漏装置和华北电力大学  
研制的系列微机选线装置等。  
2 单相接地时 NUGS 的主要特征  
现对 NUGS 单相接地故障前后的特征归纳如下  
:
(1) 零序电压互感器开口电压通常为零。  
(实际上由于不平衡电压的影响小于  
5V) 。接地  
后接近 100V( 金属性接地 :经电阻接地 U02 (30,100)) 。  
(2) 非接地线路 (设线路序号为 K)的零序电流 Iok 为该线路对地等效电容电流，相位超  
前零序电压 U090° 。  
(3) 接地线路的零序电流 I0 和非接地线路的零序电流方向相反， 即相位滞后零序电压  
090°，且等于所有非接地线路中电容电流与变压器中性点电流之和。  
U
(4) 对经消弧线圈接地系统 (NES) ，零序电流 5 次谐波对以上结论成立。  
(5) 以上结论，与故障点接地电阻，系统运行方式，电压水平和负荷无关。  
常规微机小电流接地选线装置的工作原理一般都是基于以上几个特点设计的，  
但实现方  
式和可靠性程度不尽相同。  
3 对几种选线保护原理的讨论  
3.1 早期的单一判据原理  
由于线路自身的电容电流可能大于系统中其他线路的电容电流之和，  
所以按零序电流大  

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