Matlab和PSCAD小电流接地系统故障仿真实例分析 苗全堂

基于Matlab和PSCAD的小电流接地系统故障仿真实例分析,苗全堂

一用Matlab进行的仿真如下：

1.用Matlab进行中性点不接地系统的仿真的的主要步骤如下：

进行模块连接和相关参数设置

图1. 10kV中性点不接地系统仿真模型

图2Line1的参数设置

图3Load1参数设置

图4 三相电压电流模块参数设置

图5 故障模块参数设置

图6系统的零序电压3U0及每线路始端零序电流3I0的获取方法

图7故障点的接地电流获取方法

.进行仿真。

采用离散算法，仿真结束时间秒，采样时间1*10-5s,系统在时，发生A相单相接地。得出的相关波形如下列图示：

图8系统三相对地电压波形图

图9系统三相线电压波形图

图10 系统零序电压3U0

图11 3I01

图12 3I03

图13 Id

.结果分析：

在中性点不接地系统中，当发生a相单相金属接地时，故障时间段为（），A相对地电压变为0，BC相对地电压升高的3倍，但线电压仍保持对称故对负荷没有影响。在中性点不接地方式下，非故障线路的零序电流为全系统非故障元件对地电容电流总和。零序电流滞后零序电压90度。故障线路的的零序电流和非故障线路的零序电流相位差为180度。

2用Matlab进行中性点经消弧线圈接地系统仿真

仿真电路及主要结果

图14电路结构图

图15接地电路Id

图16消弧线圈电流IL 结果分析

在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地(黄色线)时，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍（b 紫色线，c蓝色线），故障Ua突变为接近零。由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic 和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il相位相反，在接地点相互补偿。本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。

二．用PSCAD进行中性点不接地系统仿真的主要步骤如下：

1.用PSCAD进行中性点不接地系统仿真

仿真电路及参数设置如下

图17仿真电路连接模块

图18故障模块设置

图19传输线路模型参数设置

图20相电压图

图21线电压图

图22各相电流图

结果分析：

在中性点不接地系统中，当发生a相接地时，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非

接地相电压变为原来的3倍，故障相Ua突变为接近零，但线电压仍保持对称，故对负荷没有影响。接地短路电流Ia=Ib+Ic，变为原来的3倍，非故障Ib、Ic

相为接地容性电流，一般为几安培。

2．用PSCAD进行中性点经消弧线圈接地系统仿真仿真电路及结果如下如下：

结果分析：

在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生a相接地，故障时间段为（），这一相直接经过接地点和导线对地电容接地形成短路，如图所示，在故障段非故障Ub、Uc非接地相电压变为原来的3倍，故障Ua突变为接近零。由于消弧线圈的存在，通过接地处的电流是接地电容电流Ic和线圈电感电流Il的相量和，Ic与Il 相位相反，在接地点相互补偿。本系统采用了略过补偿，使流过接地短路电流的电流不超过就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流，电弧就不会产生，也就不会产生间歇过电压。

小电流接地系统原因与分析

小电流接地系统接地的原因分析及对策 小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中质量不易保证，运行中发生接地故障的几率很高。为了便于电网值班人员准确判断接地类别，及时处理故障，保证电网的安全可靠运行，提高用户电能质量。本文通过对兴义市地方电网的运行实践，从小接地系统绝缘监察装置的构成及动作原理，历年接地故障情况的统计、接地原因、故障判别及预防接地的措施等几个方面进行分析，对运行值班人员和工程技术人员有一定的借鉴作用。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo 反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa+ùb+ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：

小电流接地系统接地故障分析

小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压 升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C0，在相电压作用下，每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是

架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向，每相对地电压就等于相电压。 图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对 地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = - U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC = U A’jwC0，I BC = U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相

电力系统matlab仿真

1.目前常用的电力系统仿真软件有：BPA 程序和EMTP(程序；PSCAD /EMTDC; NETOMAC; PSASP;MATLAB 2.SimPowerSystems库产品 SimPowerSystems 4.0中含有130 多个模块，分布在7个可用子库中。这7个子库分别为“应用子库(Application Libraries)”、“电源子库(Electrical Sources)”、“元件子库(Elements)”、“附加子库(Extra Library)”、“电机子库(Machines)”、“测量子库(Measure-ments)”和“电力电子子库(Power Electronics)”。此外，SimPowerSystems 4.0中还含有一个功能强大的图形用户分析工具Powergui和一个废弃的“相量子库”(Phasor Elements) 3.MATLAB的特点:(1) 提供了便利的开发环境。(2) 提供了强大的数学应用功能。(3) 编 程语言简易高效。(4) 图形功能强大(5) 提供了功能强大的工具箱。(6) 应用程序接口功能强大。(7) MATLAB的缺点。和其它高级程序相比，MATLAB程序的执行速度较慢。 4.SIMULINK的特点:(1) 建立动态系统的模型并进行仿真。(2) 以直观的方式建模。(3) 增 添定制模块元件和用户代码。(4) 快速、准确地进行设计模拟。(5) 分层次地表达复杂系统。(6) 交互式的仿真分析。 5.SimPowerSystems库的特点:(1) 使用标准电气符号进行电力系统的拓扑图形建模和仿 真。(2) 标准的AC和DC电机模型模块、变压器、输电线路、信号和脉冲发生器、HVDC 控制、IGBT 模块和大量设备模型。(3) 使用SIMULINK强有力的变步长积分器和零点穿越检测功能，给出高度精确的电力系统仿真计算结果。(4) 利用定步长梯形积分算法进行离散仿真计算，为快速仿真和实时仿真提供模型离散化方法(5) 利用Powergui交互式工具模块可以修改模型的初始状态，从任何起始条件开始进行仿真分析(6) 提供了扩展的电力系统设备模块，如电力机械、功率电子元件、控制测量模块和三相元器件。 (7) 提供大量功能演示模型，可直接运行仿真或进行案例学习。 6.默认的程序主界面主要包括下列区域：①菜单；②工具栏；③命令窗口；④当前 路径浏览器；⑤工作空间浏览器；⑥命令历史浏览器。 7.菜单功能:(1) [File>New>M-File]：进入文本编辑窗界面，建立一个文本文件，实现 MATLAB命令文件的输入、编辑、调试、保存等处理功能，保存时文件后缀名为.m。(2) [File>New>Figure]：进入图形窗界面，建立一个图形文件，实现MATLAB图形文件的显示、编辑、保存等处理功能，保存时文件名后缀为.fig.(3) [File>New>Model]：建立一个SIMULINK模型文件，实现SIMULINK仿真模型的建模、仿真、调试、保存等处理功能，保存时文件名后缀为.mdl。 8.：进入SIMULINK仿真环境界面，作用相当于在MATLAB的命令窗口中输入 simulink命令并按回车键。 9.Matlab默认工作路径：安装路径\Matlab\work .修改路径（1）利用图标 （2）利用菜单项[File>Set Path>Add Folder]将用户拟采用的 目录添加到Matlab 搜索路径中。 10.MATLAB编程有两种工作方式：一种称为行命令方式，就是在工作窗口中一行一行地输 入程序，计算机每次对一行命令做出反应，因此也称为交互式的指令行操作方式；另一种工作方式为M文件编程工作方式。 11.变量是保存数据信息的一种最基本的数据类型。变量的命名应遵循如下规则：(1) 变量 名必须以字母开头；(2) 变量名可以由字母、数字和下划线混合组成；(3) 变量名区分字母大小写；(4) MATLAB保留了一些具有特定意义的默认变量(见表2-3)，用户编程时可以直接使用，并尽量避免另外自定义例如，Long和My_long1均是有效的变量名，Long

小电流接地故障现象及原因分析通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD721 小电流接地故障现象及原因分析通用 版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

小电流接地故障现象及原因分析通 用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短

大电流接地系统与小电流接地系统

大电流接地系统与小电流接地系统（不接地系统）发生故障的区别，对系统设备运行的影响，处理原则和注意事项。 中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统.一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。 中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统 1 中性点不接地电网的接地保护 中性点不接地系统的接地保护、接地选线装置 (1) 系统接地绝缘监视装置：（陡电6.0KV厂用电系统） 绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。 将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。 当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。 该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。要想判断故障线路，必须经拉线路试验。且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。 装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。 该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。 (3) 零序功率保护： 零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。如传统的零序功率方向继电器，无人值守综自所应用的如南瑞DSA113、119系列零序功率方向保护。 零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。 (4) 小电流接地选线综合装置：

电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用汇总

1 八、Simulink 仿真环境 Simulink使用入门 模型的创建 连续系统的建模与仿真 子系统的创建与封装及条件执行子系统 用MATLAB命令创建和运行Simulink模型

2 8.1 Simulink 使用入门 Simulink是面向框图的仿真软件，具有以 下特点： ●用绘制方框图代替编写程序，结构和流程 清晰； ●智能化地建立和运行仿真，仿真精细、贴 近实际，自动建立各环节的方程，自动地在 给定精度要求下以最快速度进行系统仿真； ●适应面广，包括线性、非线性系统，连续、 离散及混合系统，单任务、多任务离散事件 系统。 【例8－1】创建一个正弦信号的仿真模型。 (1) 在MATLAB的命令窗口运行simulink命令， 或单击工具栏中的图标，就可以打开Simulink 模块库浏览器(Simulink Library Browser) 窗口。模块库列表 模块列表当前模块的文字说明 关键字搜索 菜单 工具条 (2) 单击工具栏上的图标或选择菜 单“File”——“New”——“Model”，新建一个 名为“untitled”的空白模型窗口。 8.1.1 Simulink入门

3 (4) 用鼠标单击所需要的输入信号源模 块“Sine Wave”(正弦信号)，将其拖放到空 白的模型窗口“untitled”，则“Sine Wave” 模块就被添加到untitled窗口；也可以用鼠 标选中“Sine Wave”模块，单击鼠标右键， 在快捷菜单中选择“add to ‘untitled’”命令， 就可以将“Sine Wave”模块添加到untitled窗 口。 (5) 用同样的方法打开接收模块库 “Sinks”，选择其中的“Scope”模块(示波 器)拖放到“untitled”窗口中。 (6) 在“untitled”窗口中，用鼠标指向 “Sine Wave”右侧的输出端，当光标变为十 字符时，按住鼠标拖向“Scope”模块的输入 端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的 信号线连接，一个简单模型已经建成。 (7) 开始仿真，单击“untitled”模 型窗口中“开始仿真”图标，或者 选择菜单“Simulink”——“Start”，则 仿真开始。双击“Scope”模块出现示 波器显示屏，可以看到黄色的正弦 波形。 (8) 保存模型，单击工具栏的图 标，将该模型保存为“exm08_01.mdl”文

小电流接地故障现象及原因分析(正式版)

文件编号：TP-AR-L2950 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 小电流接地故障现象及 原因分析(正式版)

小电流接地故障现象及原因分析(正 式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供 电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对 地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运 行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故 障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变 压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷 器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停 电等事故发生。

1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 2 故障现象判断与分析 2.1 绝缘监视装置自身故障的判断 2.1.1 TV熔断器一相熔断的现象与判断 (1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV一次侧A相熔断器熔断，则

小电流接地系统接地故障选线方法 涂少煌

小电流接地系统接地故障选线方法涂少煌 发表时间：2019-09-18T10:09:46.183Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：涂少煌[导读] 摘要：本文简要总结近年来现有的选线的理论方法，对选线方法的原理做了简要分析，并指出了小电流接地系统故障选线的主要侧重方向。 (广州智光电气技术有限公司广州 510760) 摘要：本文简要总结近年来现有的选线的理论方法，对选线方法的原理做了简要分析，并指出了小电流接地系统故障选线的主要侧重方向。 关键词：小电流接地系统；单相接地；故障选线；选线方法 1单相接地故障信号特征的分析 1.1稳态特征信号分析 中性点不直接接地系统发生接地故障时，全系统伴随零序电压的产生会有零序电流产生，所有非故障线路上元件的对地电容电流之和在数值上等于故障线路的零序电流，故障相电流方向从线路流向母线，与非故障线路相反。为了减少故障点处的故障电流，在中性点处接入了消弧线圈，相当于叠加了一个与故障电流相反的感性电流，在实际运行中，由于消弧线圈过补偿的作用，所叠加的感性电流在数值上大于故障电流，使得故障电流方向发生改变与非故障线路相同，由此，使得基于稳态量的选线方法失败。 1.2暂态特征信号分析 配电网发生接地故障时，所产生的故障电流包含的暂态成分比稳态成分多。可以被利用的有效的信息较多，全网络的暂态电容电流相当于2个电容电流之和：放电电流，此电流方向由母线流向故障点处，是由于故障相的电压突然降低而产生；充电电流，该电流通过电源形成回路，是由于非故障相的电压突然升高而产生。一般在相电压接近最大值时刻较多地发生接地故障，此时电容电流远远大于电感电流，消弧线圈补偿作用可以忽略不计，所以可以认为中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统发生故障时的暂态特征是相似的，因此利用故障时的暂态特征作为选线的基本依据的重要意义显而易见。 2小电流接地系统故障选线方法 2.1基于稳态分量的选线方法 2.1.1零序电流比幅法 零序电流比幅法所需的特征量是零序电流，是根据系统故障的稳态特征来进行选线，比较母线处各出线零序电流幅值大小，其中幅值最大的线路即为故障线路，此方法比较简单容易实行。但是，当幅健距不大或母线故障时，会造成选线失败，此外还有各种复杂因素的影响，如不平衡的CT，系统运行方式等问题。由于电容电流在中性点经消弧线圈接地系统中被补偿，使得该方法不适用于此系统，但可用于小电流不接地系统，适用范围较小。 2.1.2零序电流相位法 配电网发生接地故障时，该方法利用故障稳态特征选出与各条出线零序电流方向不同的线路作为故障线路。当线路很短且零序电很小时容易产生“时针效应”，在零序电流方向的判断上出现错误。同时，系统运行方式、电流不平衡以及过渡电阻也会对故障线路产生一定程度的干扰。同样，由于消弧线圈的补偿作用可以改变故障线路电流的方向，同零序电流比幅法一样，此方法也不适用谐振接地系统，只能用于不接地系统。 2.1.3群体比幅比相法 该方法是前两个方法的结合。首先比较各条线路的零序电流幅值大小，选出3条以上幅值相对较大的线路，然后再比较它们的相位，方向与其他线路相反的即为故障线路，若所有方向线路都相同则为母线故障。但此方法易受过渡电阻的大小以及CT不平衡等因素的影响，且死区和盲点的存在会对相位的判断产生影响。除此以外，由于是前两种方法的结合，同样只能适用于不接地系统。 2.1.4有功分量法 电网中各条线路存在对地电导，消弧线圈串／并联的电阻在发生故障时，会产生一定有功电流且不能被消弧线圈补偿。以零序电压作为参考量，将有功分量取出，然后利用故障线路零序电流有功分量比非故障线路大且方向相反来选线此方法虽然不受消弧线圈的限制，但接地电流中有功分量的成分较少，降低了检测的灵敏度，且受接地电阻和电流互感器不平衡的影响。 2.2基于暂态分量的选线方法 2.2.1首半波法 此方法最重要的一点就是假设故障发生的时刻是相电压接近峰值的瞬间，此时，暂态电容电流远远大于暂态电感电流。该方法的选线原理是在发生单相接地故障后的首个半周期内，故障线路的零序暂态电流和电压的极性与非故障线路相反。但是如果故障发生在相电压经过零的时刻，暂态电流的信号非常薄弱，特征信号不明显，不易检测。显而易见，该方法有一定的局限性，并且过渡电阻和谐波会造成一定的干扰，降低故障选线的准确性。 2.2.2小波分析法 小波分析理论可以在一定的频带内将暂态信号分解，尤其是对奇异信号和变化不明显的信号应用较好，信号突变部分和信号的奇异点处包含有能清晰反映原始信号中重要信息的成分。而在小电流系统发生接地故障时，暂态信号的奇异处隐藏有较多有价值的故障信息，能清晰地反映故障的暂态特征，所以可以利用小波分析法来分析和提取故障信息。故障发生时电流会突然改变，小波分析法就是利用这一特点来进行选线，首先利用小波奇异性检测的方法对各条线路的暂态零序电流使用小波变换，然后对各条线路的零序电流经过小波变换后的模极大值的峰值和相位进行分析和对比，模极大值最大且相位与其他线路相反的线路即为故障线路。对信号进行小波变换时，也涉及到一些细节选择：小波基函数的选取对小波变换的结果非常关键，要选择紧支集正交性的小波；对故障信号进行小波分解后，选择小波变换细节部分中绝对值幅值最大的点所在的尺度作为分解尺度；信号的采样频率也有相应的要求，应该大于等于信号中最高频率的2倍；还要进行细节分量的重构以及边界的处理。本文认为小波分析在信号处理方面是一种比较理想的数学工具，所以应将小波分析法应用于现场的实际运行中，并结合实际继续深入研究，使得小波分析法能适用于各种类型的单相接地故障的选线。 2.2.3暂态能量法

小电流接地系统接地故障的原因分析及对策(正式版)

文件编号：TP-AR-L5942 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 小电流接地系统接地故障的原因分析及对策(正 式版)

小电流接地系统接地故障的原因分 析及对策(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小 接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级 较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生 接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的 运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障 中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通 过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验 的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起 误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着

重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa ùb ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc 不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：

小电流接地故障现象及原因分析

小电流接地故障现象及原因分析 摘要：随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 关键词：小电流接地故障原因分析 1 引言 随着全国农村电网改造工程的全面展开，农村供电网络健康水平明显提高，小接地电流电网中三相对地电压不平衡现象是电网异常和故障的反映，电气运行人员若能正确判断并限制故障发展，迅速排除故障，则可保证电网安全运行。反之，往往导致配电变压器电磁式电压互感器烧损、高压熔断器熔断、避雷器爆炸、导线烧断、线路短路、保护误动、大面积停电等事故发生。 2 故障现象判断与分析 2.1 绝缘监视装置自身故障的判断 2.1.1 TV熔断器一相熔断的现象与判断 (1)单相TV接线Y0/Y0/Δ接线时，由于磁路系统为单路回路，如果TV一次侧A相熔断器熔断，则二次侧A相无感应电压，但因TV负载另两侧相电压与A相形成一串联回路，故A相对地有很小的电压，A相二次熔断器熔断时，也同样因TV有负载，A相有很小的电压，电压表可能有一点指示。 (2)三相五柱式TV接成Y0/Y0/Δ接线时，它们的磁路是互通的，高压侧A相熔断器熔断，二次侧A相仍能感应出一定的电压，但此时的A相电压比单相TV接线时要高一些，二次侧断开一相时，情况与单相TV接线时相同。 2.1.2 TV熔断器两相熔断的现象与判断 (1)高压熔断器两相熔断时，熔断的两相相电压很小或接近于零，未熔断一相的相电压接近于正常相电压。熔断器熔断的两相相间电压为零(即线电压为零)，其它线电压降低，但不为零。 (2)低压熔断器熔断两相时，熔断的两相相电压降低很多，但不为零，未断的一相电压正常，熔断器熔断的两相间电压为零，其它线电压降低，但不为零。 2.1.3 TV一次侧中性线断线的现象与判断

小电流接地系统

什么是小电流接地系统？什么又是大电流接地系统？ 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，让瓦斯继电器发出告警信号（轻瓦斯保护），短路严重的时候，气温很高，会让油面上升，冲到瓦斯继电器的动作位置，发生跳闸信号（重瓦斯保护）。由于瓦斯保护可以保护到差动保护所保护不到的位置——铁心。所以瓦斯和差动一起构成变压器的主保护。 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，

一起小电流接地系统单相断线故障分析

起小电流接地系统单相断线故障分析 摘要：本文对一起小电流接地系统35kV 线路单相断线故 障进行了理论计算分析，得出了单相断线后的变压器各侧母线电压变化规律，对今后类似故障的判断及处理具有一定的借鉴作用。 关键词：小电流接地系统；单相断线；电压近几年，随着城市 建设步伐加快，不接地系统线路接地和断相的现象有所增加，或是负载原因，或是外力破坏在本地区近年的配网线路中发生过几起。文章针对一起35kV 系统单相断线故障，进行深入分析及研究。 1故障情况 变电站一次接线如图1所示，正常运行时，35kV B站由甲线供电。某日10:06 A站35kV I母电压不平衡，A相20kV, B相 20kV,C相23kV°35kV B站低压侧电压不平衡：A相6kV，B相 3kV，C相3kV。令值班员现场检查。10：15发现B站负荷从23MW 急剧下降至2MW 。 2处理过程 考虑故障侧10kV母线两相电压下降到正常相电压的一半，与正常侧10kV母线存在电压差，若采用10kV侧合解环调电方法，合环时将导致较大的不平衡电流，并且影响到主变的正常运行和负荷供电。因此，不宜采用10kV 合解环方法调电。也考虑到35kV B站进线有备自投，且大量负荷已甩掉，所以决定直接将断线线路拉停，B

站负荷靠自投恢复[1] 。10：25 拉停甲线后A 站、B 站电压恢复正常。 3事故现象分析中性点电压的大小与断线线路对地电容在系统中的所 占份额有关，当母线上只有唯一一条线路且缺相运行时，=+0N=。实际运行时，各相对地电容不完全对称，且A站35kV I 段母线上有多条线路运行，断线相对地电容电流变化不大，所以ONv，＜＜，、略为减小。所以A站35kV母线电压现象为断线相电压升高，正常相电压略为降低。 对于B站（负荷侧）、正常运行时、10kV母线相电压三相平衡、均在6kV左右。以A相为参考相、甲线C相断线后、负荷端高压线圈上的电压为=Ue、=Ue, =0。其中、U为相电压数值。根据对称分量法、有： 从计算结果可以看出、35kV甲线C相断线时、B站10kV 侧母线电压变化情况为一相（A相）对地电压正常、两相（B、C相）相电压降低至正常相电压的一半。 4结论 ①小电流接地系统线路单相断线时、如果断线相对地电容减小不多、则电源侧中性点不平衡电压不大、故障特征不明显、反映到电压互感器开口三角上电压达不到继电器的动作值时，不会发信号，但三相对地电压仍有差别，断线相电压升高，非断线相电压略降。②对于负荷侧，由于电源缺相，三相对称性被破坏，三相动力负载将

小电流接地系统单相接地故障处理(通用版)

( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 小电流接地系统单相接地故障 处理(通用版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes

小电流接地系统单相接地故障处理(通用 版) 小电流接地系统发生单相接地故障时，由于线电压的大小和相位不变（仍对称），而且系统的绝缘又是按线电压设计的，因此允许短时间运行而不立即切除故障，带接地故障运行时间，一般10kV、35kV线路允许接地运行不超过2h，这主要是受电压互感器和消弧线圈带接地允许运行时间的限制。 1接地故障的判断 电压互感器一相高压保险熔断，报出接地信号。 区分依据：接地故障时，故障相对地电压降低，非故障相对地电压升高，线电压不变，而电压互感器一相高压保险熔断时，对地电压一相降低，另两相电压不变，线电压指示则会降低。 用变压器对空载母线合闸充电时，断路器三相合闸不同期，三

相对地电容不平衡，使中性点发生位移，三相电压不对称，报出接地信号。 区分依据：这种情况在操作时发生，只要检查母线及连接设备无异常，即可判定。投入一条线路或投入一台所用变，接地信号即可消失。 系统中三相参数不对称，消弧线圈的补偿度调整不当，在倒运行方式操作时，报出接地信号。 区分依据：这种情况多发生在系统中有倒运行方式操作时。经汇报调度，在相互取得联系时，可以了解到。可先恢复原运行方式，将消弧线圈停电调整分接头，然后投入，再进行倒运行方式操作。 在合空载母线时，可能发生铁磁谐振过电压，报出接地信号。 区分依据：电压表有一相、两相、三相指示会超过线电压或以低频摆动，表针会打到头。可分为基波谐振、高频谐振、分频谐振三种。 2单相接地故障的查找处理方法 2.1判明故障性质和相别

大电流接地系统与小电流接地系统故障判断分析

大电流接地系统与小电流接地系统故障判断分析大电流接地系统与小电流接地系统故障判断、分析 我国电压等级在110kV 及其以上的系统均为大电流接地系统，在大电流接地系统中，线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大的比例，造成单相故障的原因有很多，如雷击、瓷瓶闪落、导线断线引起接地、导线对树枝放电、山火等。线路单相接地故障分为瞬时性故障和永久性故障两种，对于架空线路一般配有重合闸，正常情况下如果是瞬时性故障，则重合闸会启动重合成功；如果是永久性故障将会出现重合于永久性故障再次跳闸而不再重合。为帮助运行人员正确判断和分析大电流接地系统线路单相瞬时性故障，本案例选取了某地区一典型的220kV 线路单相瞬时接地故障，并对相关的知识点进行分析。说明，此案例分析以FHS 变电站为主。本案例分析的知识点：（1）大电流接地系统与小电流接地系统的概念。（2）单相瞬时性接地故障的判断与分析。（3）单相瞬时性接地故障的处理方法。 （4）保护动作信号分析。（5）单相重合闸分析。（6）单相重合闸动作时限选择分析。（7）录波图信息分析。（8）微机打印报告信息分析。一、大电流接地系统、小电流接地系统的概念在我国，电力系统中性点接地方式有三种：（1）中性点直接接地方式。（2）中性点经消弧线圈接地方式。（3）中性点不接地方式。 110kV 及以上电网的中性点均采用中性点直接接地方式。中性点直接接地系统（包括经小阻抗接地的系统）发生单相接地故障时，接地短路电流很大，所以这种系统称为大电流接地系统。采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回 路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统称为小电流接地系统。大电流接地系统与小电流接地系统的划分标准是依据系统的零序电抗X 0与正序电抗X 1的比值X 0/X 1。我国规定：凡是X 0/X 1≤4～5的系统属于大接地电流系统，X 0/X 1＞4～5的系统则属于小接地电流系统。事故涉及的线路及保护配置图事故涉及的线路和保护配置如图1所示，两变电站之间为双回线，线路长度为66.76km 。 FT 线路及保护配置三、事故基本情况 2001年5月24日16时42分，FHS 变电站FT 一回线C 相瞬时性故障，C 相重合闸重合成功，负荷在正常范围内，系统无其他异常,FT 一回线(FT为双回线) 线路全长66.76km 四、微机监控系统主要信号 FT 一回SF-500收发信机动作 FT 一回SF-600收发信机动作 FT 一回WXH-11X 保护动作 FT 一回LEP-902A 保护动作 FT 一回C 相断路器跳闸 FT 一回WXH-11X 重合闸动作 FT 一回LEP-902A 重合闸动作 FT 一回WXH-11X 保护呼唤值班员 FT 一回LEP-902A 保护呼唤值班员3号录波器动作 5号录波器动作 1号主变压器中性点过流保护掉牌 2号主变压器中性点过流保护掉牌 220kV 母线电压低本站220kV 其他相关线路高频收发信机动作五、继电保护屏保护信号 WXH-11X 型微机保护：跳C 、重合闸、高频收发信、呼唤灯亮。 LFP-902A 型微机保护：TC 、

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告 题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院：电子信息与电气工程学院 班级: 13级电气 1 班 姓名:田震 学号: 20131090124 日期：2015年12月6日

基于MATLAB的电力系统仿真 摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。 电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况，从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点，利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。 关键词：电力系统；三相短路；故障分析；MATLAB仿真

目录 一．前言 (4) 二．无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 (5) 1.总电路图的设计 (5) 2.各个元件的参数设定 (6) 2.1供电模块的参数设定 (6) 2.2变压器模块的参数设置 (6) 2.3输电线路模块的参数设置 (7) 2.4三相电压电流测量模块 (8) 2.5三相线路故障模块参数设置 (8) 2.6三相并联RLC负荷模块参数设置 (9) 3.仿真结果 (9)

小电流接地系统 单相接地 故障现象分析 处理

小电流接地系统单相接地故障现象分析处理 1、系统接地的特点 电力系统按接地处理方式可分为大电流接地系统（直接接地、电抗接地、低电阻接地）、小电流接地系统（高阻接地、消弧线圈接地、不接地）。我国3-66KV电力系统大都采用中性点不接地和经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。 在小电流接地系统中单相接地是一种常见的临时性故障，在该系统中如发生单相接地时，由于线电压的大小和相位不变(仍对称)，且系统设备又是按线电压设计的，所以允许短时运行又不切断故障设备，系统可运行1—2小时，从而提高了供电可靠性，这也是小电流接地系统的最大优点。但是若一相发生接地，其他两相对地电压升高为相电压的1.732倍，特别是发生间歇性电弧接地时，非接地相对地电压可能升高到相电压的2.5-3 倍。 2、故障现象分析与判断 （1）警铃响，“xxKV母线接地”光字排亮，个性点经消弧线圈接地系统，常常还有“常常还有“消弧线圈接地”的光子牌亮。 （2）绝缘监察电压表三相电压值指示值不同，接地相电压降低或为零，其他两项升高为线电压，此时为稳定性接地。如果绝缘监察电压表指针不停的来回摆动，出现这种现象即为间歇性接地。 （3）当发生弧光接地产生过电压时，非故障相电压很高，指针打到头，常伴有电压互感器高压一次侧熔体熔断，甚至严重烧毁电压互感器。 （4）完全接地。如果发生A相完全接地，则故障相的电压降为零，非故障相的相电压升为线电压，此时电压互感器开口三角处出现100V高压，电压继电器动作，发出接地信号。 (5) 不完全接地。当发生一相（如A相）不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地时， 中性点电位偏移，这时故障相的电压降低但不为零，非故障相的相电压升高但不大于线电压。电压互感器的开口三角处的电压达到整定值，电压继电器器动作。发出接地信号。 （6）电弧接地。如果发生A相完全接地，则故障相的电压降低，但不为零，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V高压，电压继电器动作，发出接地信号。 （7）母线电压互感器一相二次熔断件熔断。此现象为中央信号警铃响，打出“电压互感器断线”光子牌。一相电压为零，另外两相电压正常。处理对策是退出低压等与该互感器有关的保护，更换二次熔断件。 （8）电压互感器高压侧出现一相（A相）断线或一次熔断件熔断。此时故障相电压降低，但指示不为零，非故障相的电压并不高。这是由于此相电压表在二次回路中经互感器线圈和其他两项电压表成串联回路，出现比较小的电压指示，但不是该相实际电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接地信号。对策是处理电压互感器高压侧断线故障或跟换一次熔断件。 3、单相接地故障的处理步骤 （1）发生单相接地故障后，值班人员应马上复归音响，做好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员的命令寻找接地故障，但是具体查找方法由现场值班员自己选择。 （2）先详细检查室内电气设备有无明显的故障现象，如不能找出故障点，再进行线路接地的寻找。 （3）分割电网，即把电网分割成电气上不直接连接的几个部分，以判断单相接地区域，如将母线分段运行，并列运行的变压器分列运行。分网时，应注意分网后各部分的功率