浅析小接地系统两相接地 继电保护动作情况

谢江宁　蒋星星　郑璐

【摘 要】本文分析了小接地系统不同线路不同相别两点接地短路故障时保护动作情况，以及故障电流数值的影响因素。

【关键词】小接地系统；两相接地；接地电阻；继电保护

电力系统中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经大电阻接地等系统，统称为小接地短路电流系统。在小接地电流系统中，发生单相金属性接地故障时，理论上只有较小的电容电流，相间电压仍是对称的。为提高供电可靠性，允许电网带一点接地继续运行一段时间。故在这种电网中，在不同线路发生不同相两点接地短路时，希望只切除一个接地故障点。

1 小接地系统电流保护的接线方式分析

小接地系统的电流保护接线方式一般采用两相不完全星形接线，电流互感器装设在每条线路同名的两相（通常为A、C两相）。在不同线路的不同相别上发生两点接地短路时，保护动作有6种可能，其中有4种情况只切除一条线路，即2/3的几率切除一条线路，1/3的几率切除两条线路，如表1所示。

以上分析未考虑接地电阻的影响，在接地电阻较小时，符合实际情况。

2 接地电阻较大时不同线路不同相别两点接地实例

当接地电阻不能忽略时，在不同地点发生不同相两点接地短路时的保护动作情况将与表1存在差异。

某35kV变电所，天气晴，曾发生如下事件：

10kV母线接地；进行试拉后，发现线路1的A相、线路2的B相接地。发现的两个故障点相距3-4公里，其中一个故障点在山区。按表1，线路1继电保护本应动作。

2012年，江西赣东北某起事故时，10kV系统A、B两相异点接地短路，短路电流经两基故障水泥杆和杆间的土壤流通。两故障点相距12公里，事故前一天曾下过大雨，环境为水田，事故最大电流为125A，未达到电流保护定值，继电保护未动作。

3 不同线路不同相别两点接地时的序网络分析

4 接地实例计算分析

根据《工业与民用配电设计手册》，决定土壤电阻率的因素主要有土壤的类型、含水量、温度、溶解在土壤中的水中化合物的种类和浓度、土壤的颗粒大小以及颗粒大小的分布、密集性和压力、电晕作用等。根据土壤种类不同，电阻率的参考值从10Ω.m到600Ω.m不等，并且还受湿度影响而大幅度变化。工程计算一般取黄土参考值200Ω.m。

小接地系统的线路一般不设架空地线，取X0=1.4Ω/km。钢筋混凝土单杆，接地电阻Rjd≈0.2ρ。拉线钢筋混泥土单、双杆，接地电阻Rjd≈0.1ρ。ρ为所在电杆处的土壤电阻率。

计算图1所示D、E两点接地短路的短路电流。其中电网电压10.5kV，归算至10kV母线处的系统阻抗与上级线路阻抗之和为0.1 +j1.2，两条10kV线路的导线型号采用LGJ-120，D点到母线5km，E点到母线2km。线路采用钢筋混凝土单杆且无架空地线，土壤电阻率200Ω.m。

计算得出的短路电流为131.25A，与以上考虑系统和线路电阻加上接地电阻得出的短路电流值127.54A相差不大。

10kV线路的保护过电流定值需考虑线路负荷和导线载流量等因素，并与相邻线路保护定值配合，上述线路1的保护过电流定值为一次电流400A，根据以上假设条件估算的短路电流无法使过电流保护动作。

5 小结

由以上分析可知，小接地系统两相两点接地短路的故障电流受土壤电阻率的影响大，土壤电阻率大时，短路电流小，可能达不到电流保护动作值。事故分析时应注意事故时的环境、天气因素的影响，如山区土质、晴好天气都可能使土壤电阻率增大。

【参考文献】

[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[J].中国电力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系统两相接地短路的分析[J].继电器，2000（2）.

[3]任元会.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社，2005.

[责任编辑：薛俊歌]

【摘 要】本文分析了小接地系统不同线路不同相别两点接地短路故障时保护动作情况，以及故障电流数值的影响因素。

【关键词】小接地系统；两相接地；接地电阻；继电保护

电力系统中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经大电阻接地等系统，统称为小接地短路电流系统。在小接地电流系统中，发生单相金属性接地故障时，理论上只有较小的电容电流，相间电压仍是对称的。为提高供电可靠性，允许电网带一点接地继续运行一段时间。故在这种电网中，在不同线路发生不同相两点接地短路时，希望只切除一个接地故障点。

1 小接地系统电流保护的接线方式分析

小接地系统的电流保护接线方式一般采用两相不完全星形接线，电流互感器装设在每条线路同名的两相（通常为A、C两相）。在不同线路的不同相别上发生两点接地短路时，保护动作有6种可能，其中有4种情况只切除一条线路，即2/3的几率切除一条线路，1/3的几率切除两条线路，如表1所示。

以上分析未考虑接地电阻的影响，在接地电阻较小时，符合实际情况。

2 接地电阻较大时不同线路不同相别两点接地实例

当接地电阻不能忽略时，在不同地点发生不同相两点接地短路时的保护动作情况将与表1存在差异。

某35kV变电所，天气晴，曾发生如下事件：

10kV母线接地；进行试拉后，发现线路1的A相、线路2的B相接地。发现的两个故障点相距3-4公里，其中一个故障点在山区。按表1，线路1继电保护本应动作。

2012年，江西赣东北某起事故时，10kV系统A、B两相异点接地短路，短路电流经两基故障水泥杆和杆间的土壤流通。两故障点相距12公里，事故前一天曾下过大雨，环境为水田，事故最大电流为125A，未达到电流保护定值，继电保护未动作。

3 不同线路不同相别两点接地时的序网络分析

4 接地实例计算分析

根据《工业与民用配电设计手册》，决定土壤电阻率的因素主要有土壤的类型、含水量、温度、溶解在土壤中的水中化合物的种类和浓度、土壤的颗粒大小以及颗粒大小的分布、密集性和压力、电晕作用等。根据土壤种类不同，电阻率的参考值从10Ω.m到600Ω.m不等，并且还受湿度影响而大幅度变化。工程计算一般取黄土参考值200Ω.m。

小接地系统的线路一般不设架空地线，取X0=1.4Ω/km。钢筋混凝土单杆，接地电阻Rjd≈0.2ρ。拉线钢筋混泥土单、双杆，接地电阻Rjd≈0.1ρ。ρ为所在电杆处的土壤电阻率。

计算图1所示D、E两点接地短路的短路电流。其中电网电压10.5kV，归算至10kV母线处的系统阻抗与上级线路阻抗之和为0.1 +j1.2，两条10kV线路的导线型号采用LGJ-120，D点到母线5km，E点到母线2km。线路采用钢筋混凝土单杆且无架空地线，土壤电阻率200Ω.m。

计算得出的短路电流为131.25A，与以上考虑系统和线路电阻加上接地电阻得出的短路电流值127.54A相差不大。

10kV线路的保护过电流定值需考虑线路负荷和导线载流量等因素，并与相邻线路保护定值配合，上述线路1的保护过电流定值为一次电流400A，根据以上假设条件估算的短路电流无法使过电流保护动作。

5 小结

由以上分析可知，小接地系统两相两点接地短路的故障电流受土壤电阻率的影响大，土壤电阻率大时，短路电流小，可能达不到电流保护动作值。事故分析时应注意事故时的环境、天气因素的影响，如山区土质、晴好天气都可能使土壤电阻率增大。

【参考文献】

[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[J].中国电力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系统两相接地短路的分析[J].继电器，2000（2）.

[3]任元会.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社，2005.

[责任编辑：薛俊歌]

【摘 要】本文分析了小接地系统不同线路不同相别两点接地短路故障时保护动作情况，以及故障电流数值的影响因素。

【关键词】小接地系统；两相接地；接地电阻；继电保护

电力系统中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经大电阻接地等系统，统称为小接地短路电流系统。在小接地电流系统中，发生单相金属性接地故障时，理论上只有较小的电容电流，相间电压仍是对称的。为提高供电可靠性，允许电网带一点接地继续运行一段时间。故在这种电网中，在不同线路发生不同相两点接地短路时，希望只切除一个接地故障点。

1 小接地系统电流保护的接线方式分析

小接地系统的电流保护接线方式一般采用两相不完全星形接线，电流互感器装设在每条线路同名的两相（通常为A、C两相）。在不同线路的不同相别上发生两点接地短路时，保护动作有6种可能，其中有4种情况只切除一条线路，即2/3的几率切除一条线路，1/3的几率切除两条线路，如表1所示。

以上分析未考虑接地电阻的影响，在接地电阻较小时，符合实际情况。

2 接地电阻较大时不同线路不同相别两点接地实例

当接地电阻不能忽略时，在不同地点发生不同相两点接地短路时的保护动作情况将与表1存在差异。

某35kV变电所，天气晴，曾发生如下事件：

10kV母线接地；进行试拉后，发现线路1的A相、线路2的B相接地。发现的两个故障点相距3-4公里，其中一个故障点在山区。按表1，线路1继电保护本应动作。

2012年，江西赣东北某起事故时，10kV系统A、B两相异点接地短路，短路电流经两基故障水泥杆和杆间的土壤流通。两故障点相距12公里，事故前一天曾下过大雨，环境为水田，事故最大电流为125A，未达到电流保护定值，继电保护未动作。

3 不同线路不同相别两点接地时的序网络分析

4 接地实例计算分析

根据《工业与民用配电设计手册》，决定土壤电阻率的因素主要有土壤的类型、含水量、温度、溶解在土壤中的水中化合物的种类和浓度、土壤的颗粒大小以及颗粒大小的分布、密集性和压力、电晕作用等。根据土壤种类不同，电阻率的参考值从10Ω.m到600Ω.m不等，并且还受湿度影响而大幅度变化。工程计算一般取黄土参考值200Ω.m。

小接地系统的线路一般不设架空地线，取X0=1.4Ω/km。钢筋混凝土单杆，接地电阻Rjd≈0.2ρ。拉线钢筋混泥土单、双杆，接地电阻Rjd≈0.1ρ。ρ为所在电杆处的土壤电阻率。

计算图1所示D、E两点接地短路的短路电流。其中电网电压10.5kV，归算至10kV母线处的系统阻抗与上级线路阻抗之和为0.1 +j1.2，两条10kV线路的导线型号采用LGJ-120，D点到母线5km，E点到母线2km。线路采用钢筋混凝土单杆且无架空地线，土壤电阻率200Ω.m。

计算得出的短路电流为131.25A，与以上考虑系统和线路电阻加上接地电阻得出的短路电流值127.54A相差不大。

10kV线路的保护过电流定值需考虑线路负荷和导线载流量等因素，并与相邻线路保护定值配合，上述线路1的保护过电流定值为一次电流400A，根据以上假设条件估算的短路电流无法使过电流保护动作。

5 小结

由以上分析可知，小接地系统两相两点接地短路的故障电流受土壤电阻率的影响大，土壤电阻率大时，短路电流小，可能达不到电流保护动作值。事故分析时应注意事故时的环境、天气因素的影响，如山区土质、晴好天气都可能使土壤电阻率增大。

【参考文献】

[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[J].中国电力出版社，2010.

[2]余水忠.小接地系统两相接地短路的分析[J].继电器，2000（2）.

[3]任元会.工业与民用配电设计手册[M].中国电力出版社，2005.

[责任编辑：薛俊歌]