淺析小接地系統兩相接地 繼電保護動作情況

謝江寧　蔣星星　鄭璐

【摘 要】本文分析了小接地系統不同線路不同相別兩點接地短路故障時保護動作情況，以及故障電流數值的影響因素。

【關鍵詞】小接地系統；兩相接地；接地電阻；繼電保護

電力系統中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經大電阻接地等系統，統稱為小接地短路電流系統。在小接地電流系統中，發生單相金屬性接地故障時，理論上只有較小的電容電流，相間電壓仍是對稱的。為提高供電可靠性，允許電網帶一點接地繼續運行一段時間。故在這種電網中，在不同線路發生不同相兩點接地短路時，希望只切除一個接地故障點。

1 小接地系統電流保護的接線方式分析

小接地系統的電流保護接線方式一般采用兩相不完全星形接線，電流互感器裝設在每條線路同名的兩相（通常為A、C兩相）。在不同線路的不同相別上發生兩點接地短路時，保護動作有6種可能，其中有4種情況只切除一條線路，即2/3的幾率切除一條線路，1/3的幾率切除兩條線路，如表1所示。

以上分析未考慮接地電阻的影響，在接地電阻較小時，符合實際情況。

2 接地電阻較大時不同線路不同相別兩點接地實例

當接地電阻不能忽略時，在不同地點發生不同相兩點接地短路時的保護動作情況將與表1存在差異。

某35kV變電所，天氣晴，曾發生如下事件：

10kV母線接地；進行試拉后，發現線路1的A相、線路2的B相接地。發現的兩個故障點相距3-4公里，其中一個故障點在山區。按表1，線路1繼電保護本應動作。

2012年，江西贛東北某起事故時，10kV系統A、B兩相異點接地短路，短路電流經兩基故障水泥桿和桿間的土壤流通。兩故障點相距12公里，事故前一天曾下過大雨，環境為水田，事故最大電流為125A，未達到電流保護定值，繼電保護未動作。

3 不同線路不同相別兩點接地時的序網絡分析

4 接地實例計算分析

根據《工業與民用配電設計手冊》，決定土壤電阻率的因素主要有土壤的類型、含水量、溫度、溶解在土壤中的水中化合物的種類和濃度、土壤的顆粒大小以及顆粒大小的分布、密集性和壓力、電暈作用等。根據土壤種類不同，電阻率的參考值從10Ω.m到600Ω.m不等，并且還受濕度影響而大幅度變化。工程計算一般取黃土參考值200Ω.m。

小接地系統的線路一般不設架空地線，取X0=1.4Ω/km。鋼筋混凝土單桿，接地電阻Rjd≈0.2ρ。拉線鋼筋混泥土單、雙桿，接地電阻Rjd≈0.1ρ。ρ為所在電桿處的土壤電阻率。

計算圖1所示D、E兩點接地短路的短路電流。其中電網電壓10.5kV，歸算至10kV母線處的系統阻抗與上級線路阻抗之和為0.1 +j1.2，兩條10kV線路的導線型號采用LGJ-120，D點到母線5km，E點到母線2km。線路采用鋼筋混凝土單桿且無架空地線，土壤電阻率200Ω.m。

計算得出的短路電流為131.25A，與以上考慮系統和線路電阻加上接地電阻得出的短路電流值127.54A相差不大。

10kV線路的保護過電流定值需考慮線路負荷和導線載流量等因素，并與相鄰線路保護定值配合，上述線路1的保護過電流定值為一次電流400A，根據以上假設條件估算的短路電流無法使過電流保護動作。

5 小結

由以上分析可知，小接地系統兩相兩點接地短路的故障電流受土壤電阻率的影響大，土壤電阻率大時，短路電流小，可能達不到電流保護動作值。事故分析時應注意事故時的環境、天氣因素的影響，如山區土質、晴好天氣都可能使土壤電阻率增大。

【參考文獻】

[1]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[J].中國電力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系統兩相接地短路的分析[J].繼電器，2000（2）.

[3]任元會.工業與民用配電設計手冊[M].中國電力出版社，2005.

[責任編輯：薛俊歌]

【摘 要】本文分析了小接地系統不同線路不同相別兩點接地短路故障時保護動作情況，以及故障電流數值的影響因素。

【關鍵詞】小接地系統；兩相接地；接地電阻；繼電保護

電力系統中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經大電阻接地等系統，統稱為小接地短路電流系統。在小接地電流系統中，發生單相金屬性接地故障時，理論上只有較小的電容電流，相間電壓仍是對稱的。為提高供電可靠性，允許電網帶一點接地繼續運行一段時間。故在這種電網中，在不同線路發生不同相兩點接地短路時，希望只切除一個接地故障點。

1 小接地系統電流保護的接線方式分析

小接地系統的電流保護接線方式一般采用兩相不完全星形接線，電流互感器裝設在每條線路同名的兩相（通常為A、C兩相）。在不同線路的不同相別上發生兩點接地短路時，保護動作有6種可能，其中有4種情況只切除一條線路，即2/3的幾率切除一條線路，1/3的幾率切除兩條線路，如表1所示。

以上分析未考慮接地電阻的影響，在接地電阻較小時，符合實際情況。

2 接地電阻較大時不同線路不同相別兩點接地實例

當接地電阻不能忽略時，在不同地點發生不同相兩點接地短路時的保護動作情況將與表1存在差異。

某35kV變電所，天氣晴，曾發生如下事件：

10kV母線接地；進行試拉后，發現線路1的A相、線路2的B相接地。發現的兩個故障點相距3-4公里，其中一個故障點在山區。按表1，線路1繼電保護本應動作。

2012年，江西贛東北某起事故時，10kV系統A、B兩相異點接地短路，短路電流經兩基故障水泥桿和桿間的土壤流通。兩故障點相距12公里，事故前一天曾下過大雨，環境為水田，事故最大電流為125A，未達到電流保護定值，繼電保護未動作。

3 不同線路不同相別兩點接地時的序網絡分析

4 接地實例計算分析

根據《工業與民用配電設計手冊》，決定土壤電阻率的因素主要有土壤的類型、含水量、溫度、溶解在土壤中的水中化合物的種類和濃度、土壤的顆粒大小以及顆粒大小的分布、密集性和壓力、電暈作用等。根據土壤種類不同，電阻率的參考值從10Ω.m到600Ω.m不等，并且還受濕度影響而大幅度變化。工程計算一般取黃土參考值200Ω.m。

小接地系統的線路一般不設架空地線，取X0=1.4Ω/km。鋼筋混凝土單桿，接地電阻Rjd≈0.2ρ。拉線鋼筋混泥土單、雙桿，接地電阻Rjd≈0.1ρ。ρ為所在電桿處的土壤電阻率。

計算圖1所示D、E兩點接地短路的短路電流。其中電網電壓10.5kV，歸算至10kV母線處的系統阻抗與上級線路阻抗之和為0.1 +j1.2，兩條10kV線路的導線型號采用LGJ-120，D點到母線5km，E點到母線2km。線路采用鋼筋混凝土單桿且無架空地線，土壤電阻率200Ω.m。

計算得出的短路電流為131.25A，與以上考慮系統和線路電阻加上接地電阻得出的短路電流值127.54A相差不大。

10kV線路的保護過電流定值需考慮線路負荷和導線載流量等因素，并與相鄰線路保護定值配合，上述線路1的保護過電流定值為一次電流400A，根據以上假設條件估算的短路電流無法使過電流保護動作。

5 小結

由以上分析可知，小接地系統兩相兩點接地短路的故障電流受土壤電阻率的影響大，土壤電阻率大時，短路電流小，可能達不到電流保護動作值。事故分析時應注意事故時的環境、天氣因素的影響，如山區土質、晴好天氣都可能使土壤電阻率增大。

【參考文獻】

[1]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[J].中國電力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系統兩相接地短路的分析[J].繼電器，2000（2）.

[3]任元會.工業與民用配電設計手冊[M].中國電力出版社，2005.

[責任編輯：薛俊歌]

【摘 要】本文分析了小接地系統不同線路不同相別兩點接地短路故障時保護動作情況，以及故障電流數值的影響因素。

【關鍵詞】小接地系統；兩相接地；接地電阻；繼電保護

電力系統中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點經大電阻接地等系統，統稱為小接地短路電流系統。在小接地電流系統中，發生單相金屬性接地故障時，理論上只有較小的電容電流，相間電壓仍是對稱的。為提高供電可靠性，允許電網帶一點接地繼續運行一段時間。故在這種電網中，在不同線路發生不同相兩點接地短路時，希望只切除一個接地故障點。

1 小接地系統電流保護的接線方式分析

小接地系統的電流保護接線方式一般采用兩相不完全星形接線，電流互感器裝設在每條線路同名的兩相（通常為A、C兩相）。在不同線路的不同相別上發生兩點接地短路時，保護動作有6種可能，其中有4種情況只切除一條線路，即2/3的幾率切除一條線路，1/3的幾率切除兩條線路，如表1所示。

以上分析未考慮接地電阻的影響，在接地電阻較小時，符合實際情況。

2 接地電阻較大時不同線路不同相別兩點接地實例

當接地電阻不能忽略時，在不同地點發生不同相兩點接地短路時的保護動作情況將與表1存在差異。

某35kV變電所，天氣晴，曾發生如下事件：

10kV母線接地；進行試拉后，發現線路1的A相、線路2的B相接地。發現的兩個故障點相距3-4公里，其中一個故障點在山區。按表1，線路1繼電保護本應動作。

2012年，江西贛東北某起事故時，10kV系統A、B兩相異點接地短路，短路電流經兩基故障水泥桿和桿間的土壤流通。兩故障點相距12公里，事故前一天曾下過大雨，環境為水田，事故最大電流為125A，未達到電流保護定值，繼電保護未動作。

3 不同線路不同相別兩點接地時的序網絡分析

4 接地實例計算分析

根據《工業與民用配電設計手冊》，決定土壤電阻率的因素主要有土壤的類型、含水量、溫度、溶解在土壤中的水中化合物的種類和濃度、土壤的顆粒大小以及顆粒大小的分布、密集性和壓力、電暈作用等。根據土壤種類不同，電阻率的參考值從10Ω.m到600Ω.m不等，并且還受濕度影響而大幅度變化。工程計算一般取黃土參考值200Ω.m。

小接地系統的線路一般不設架空地線，取X0=1.4Ω/km。鋼筋混凝土單桿，接地電阻Rjd≈0.2ρ。拉線鋼筋混泥土單、雙桿，接地電阻Rjd≈0.1ρ。ρ為所在電桿處的土壤電阻率。

計算圖1所示D、E兩點接地短路的短路電流。其中電網電壓10.5kV，歸算至10kV母線處的系統阻抗與上級線路阻抗之和為0.1 +j1.2，兩條10kV線路的導線型號采用LGJ-120，D點到母線5km，E點到母線2km。線路采用鋼筋混凝土單桿且無架空地線，土壤電阻率200Ω.m。

計算得出的短路電流為131.25A，與以上考慮系統和線路電阻加上接地電阻得出的短路電流值127.54A相差不大。

10kV線路的保護過電流定值需考慮線路負荷和導線載流量等因素，并與相鄰線路保護定值配合，上述線路1的保護過電流定值為一次電流400A，根據以上假設條件估算的短路電流無法使過電流保護動作。

5 小結

由以上分析可知，小接地系統兩相兩點接地短路的故障電流受土壤電阻率的影響大，土壤電阻率大時，短路電流小，可能達不到電流保護動作值。事故分析時應注意事故時的環境、天氣因素的影響，如山區土質、晴好天氣都可能使土壤電阻率增大。

【參考文獻】

[1]張保會，尹項根.電力系統繼電保護[J].中國電力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系統兩相接地短路的分析[J].繼電器，2000（2）.

[3]任元會.工業與民用配電設計手冊[M].中國電力出版社，2005.

[責任編輯：薛俊歌]