配電網中性點不接地系統中的單相斷線現象分析

摘 要:通過對鎮江地區配電網實際運行中發生的一起35kV線路單相斷線故障進行了計算分析，理論分析與實際發生現象基本符合。通過故障事故分析與理論計算，分析了35kV單相斷線后的電壓變化情況，為今后出現類似故障時運行人員的判斷和處理提供了參考依據，使運行人員能夠及時正確地處理事故，避免造成大面積停電，對電網的安全可靠運行十分有益。

關鍵詞:中性點不接地系統;電壓不平衡;配電網;斷線故障

在電力系統中按接地處理方式可分為大電流接地系統(包括直接接地，電抗接地和低阻接地)、小電流接地系統(包括高阻接地，消弧線圈接地和不接地)。目前我國電力系統中，110kV及以上電壓等級的系統中采用中性點直接接地。3kV—60kV系統一般采用中性點不直接接地方式。

小電流接地系統網絡的線路分支多，分布面廣，特別是在一些條件較為惡劣的地方單相斷線故障較為常見。在小電流接地系統中，一般是通過檢測零序電壓的方法來判斷是否發生接地。當零序電壓3U0>(15~20)V時發出“接地”信號，但是在系統出現單相斷線時同樣存在3U0>(15~20)V，同樣會發出“接地”信號。所以在運行中不能僅僅根據是否發“接地”信號來判斷系統是否發生接地。

發生單相斷線故障，將導致三相電流和三相電壓的不對稱，系統處于非全相運行狀態，會出現負序電流，將使電能質量變壞，對用戶產生不良影響，如使電動機轉子產生附加損耗及發熱，破壞其正常工作，減少出力，降低壽命，同時還對繼電保護產生影響，并造成系統損耗增加，影響運行的經濟性。因而一旦發生單相斷線故障后，需要及時正確地處理事故，了解這種故障的特點，否則，很可能會因為誤判斷，造成處理延誤，而擴大事故范圍。

本文以鎮江地區電網中發生過的一次35kV線路單相斷線未接地事故的現象及處理為例，應用電網基礎理論分析中性點不接地系統單相斷線現象，探討該類事故處理時應注意的事項。

一、事故簡介

目前，鎮江地區35kV中高壓系統主要采用中性點不接地接法。發生斷線故障的但未出現單相接地所在配電網的具體線路情況如下圖:

故障前系統運行情況:220kV丁卯變1#主變供35kV正母線，帶三條35kV線路，分別為341線、343線、347線。

故障經過:3月16日21:30丁卯變35kV正母線電壓為:Ua=18.5，Ub=19.4，Uc=29.1，22:42，丁卯變:拉開啤酒343開關，電壓恢復正常，17日3:36拉開江心洲35kV過江電纜開關， 343線路恢復供電，電壓依舊不正常(19.2/20.1/26.3kV)。后查出啤酒343線路17#桿跳線C相燒斷，處理后送電，系統恢復正常。

二、對于35KV配電網發生單相斷線時故障分析

35kV系統為中性點不接地系統，先畫出此電網的等效電路如圖1:

其中EA、EB、EC電源電動勢，CA、CB、CC為全網A相、B相、C相對地總電容，RA、RB、RC為全網A相、B相、C相對地總泄漏電阻，可取RA=RB=RC=Rψ，Z1、Z2、Z3為三相總的負載阻抗。因中性點不接地，故流入地中的總電流為0。于是有方程(U b+E )Y +(U +E )Y +(U +E )Y =0

圖1 中性點不接地系統電網的等效電路

當取EA為基本準相量時，由上式可得(a=ej120)

其中、于是上式可化簡為

在通常情況下，(Yψ，ψ=A、B、C)中的電容電納jωCψ要比泄漏電導 大得多，故可忽略不計。于是，上式可簡化為當系統正常運行時，CA=CB+CC，則斷線故障后系統簡化分析C相對地電容明顯減小，為了便于計算，我們先假設完全斷開，即CC=0，設Eψ(ψ=A、B、C)=22kV，則母線對地電壓根據現場情況，我們可以認為C相有近一半線路斷開，即CA=CB，CC=CA，根據如圖2所示相量圖，則得

圖2 出現C相斷線后向量圖

母線對地電壓

三、結束語

通過以上分析，我們可以得出結論:中性點不接地系統斷線故障引起的斷線相對地電壓升高主要原因是斷線造成系統中各相對地電容變化，導致變壓器中性點偏移，分析結果與實際情況還是較相符的。同時，因為我們測定的電壓為母線電壓，其他一些因素也會對母線電壓有影響如:主變壓器低壓側阻抗、負荷電流，但這些因素對中性點的偏移影響不大，為簡化計算，所以我們在分析時可以不予考慮。在實際運行中為更好區別單相接地故障與單相斷線故障提供了理論依據。對于單相接地現象比較容易判斷，這里不再贅述。

參考文獻:

[1]李潤先.中壓電網系統接地實用技術[M].北京:中國電力出版社，2002.

[2]王巖鵬，趙麗萍.中性點不接地系統電壓不平衡的幾種現象分析[J].華北電力技術，2009.

[3]張慧芬，潘貞存，桑在中.小電流接地系統單相斷線加接地故障的分析[J].繼電器，2004.

注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文