中性点非直接接地系统单相接地故障特点分析

中性点非直接接地系统正常运行时，系统的三相电压对称。为了便于分析，忽略电源和线路上的压降，用集中电容 C O.F表示三相各自的对地电容，即 CA=CB=CC=CO.F ，并设负荷电流为零。这3 个电容相当于一个对称星形负载，中性点就是大地，电源中性点与负荷中性点电位相等。正常运行时，电源中性点的对地电压等于零，即 =0，由于忽略电源和线路上的压降，所以各相的对地电压即相电动势。各相电容 C O.F在三相对称电压的作用下，产生的三相电容电流也是对称的，并超前相应的相电压90°。三相对地电压之和与三相电容电流之和都为零，所以电网正常运行时无零序电压和零序电流。

中性点非直接接地系统单相接地时，接地相对地电容 C O.F被短接，接地短路故障相对地电压变为零，该相电容电流也为零。由于三相对地电压以及电容电流的对称性遭到破坏，故会出现零序电压和零序电流。如图2−2−1所示，L3 线路上发生A 相接地时，分析可得出如下结论：

（1）接地相对地电压降为零，此时中性点对地电压线路各相对地电压和零序电压分别为

图2−2−1　中性点非直接接地系统单相接地

（a）电容电流的分布；（b）电流电压相量图

梳理零序电流的分布(www.xing528.com)

由此可知，A 相接地后，B 相和C 相对地电压升高到原来的倍，即升高为线电压，中性点发生位移，中性点电压等于正常运行时的相电压。此时三相电压之和不为零，出现了零序电压，其相量图如图2−2−1（b）所示。

（2）接地相电容电流为零，其他两相电容电流随该两相对地电压升高而增大到正常值的倍，因此线路上出现零序电流。非故障线路的零序电流为本线路两非故障相的电容电流的相量和，其相位超前零序电压90°，方向由母线流向线路；故障线路始端的零序电流等于系统全部非故障线路对地电容电流之和，其相位滞后零序电压90°，其方向由线路流向母线。

根据以上特点可构成不同原理的接地保护装置。

（3）综上所述，中性点非直接接地电网单相接地时零序分量的特点如下：

①　单相接地时，故障相对地电压降为零，非故障相电压升高为原来的倍，电网中出现零序电压，其大小等于故障前电网的相电压。

②　在非故障线路中保护安装处流过的零序电流，其数值等于线路本身非故障相对地电容电流之和，方向为由母线流向线路。

③　在故障线路中保护安装处流过的零序电流，其数值为所有非故障线路零序电流之和，方向为由线路流向母钱。