电网接地故障保护若干问题的讨论部分内容的不同看法

如同很多人一样，笔者对行业会议也时刻关注，会后的报告能看到的都会抽时间阅读学习，尤其自己钻研的领域就更不能放过了，上一篇文章就是笔者阅读某教授的会议报告（具体就不说哪位了），实在坐不住了，因为里面基本的概念存在混淆，不吐不快啊。在报告的一节“高阻接地电流和母线（线路）电压”中，原文摘录如下：一、关于高阻故障的零序电流/接地电流的分析公式

笔者认为分析计算中忽略零序阻抗Zs0要根据接地方式来定，原因是它不像是线路本身的阻抗，其相比于线路对地容抗要小得多，那么在定性分析中，往往求个方便而忽略不计。但是零序阻抗在不同接地方式的情况下，其值并不一定小于接地阻抗。

根据配电导则，1000欧姆以上的接地电阻归于高阻故障，当然10k欧姆也更是高阻故障，实际上零序阻抗根据不同的接地方式同样可以估算出来，到底能不能忽略要看其值的大小是否远小于过渡电阻大小。根据笔者发表的论文“配网接地故障统一论”中的结论，零序阻抗的大小取决于电网本身状态和接地方式的不同配置，不同接地方式，对应的零序阻抗差异很大。图1摘自“配网接地故障统一论”。图1

不同中性点接地方式的检测灵敏度其中，v指的是脱谐度，d为系统阻尼率，σw为灵敏度因子，S为检测灵敏度-----论文摘录----系统正常运行时，不同的中性点接地方式，对应不同的v和d，如：电流完全补偿：

v=0;

d=0容性电流全补偿：v=0;

d=4%消弧线圈接地：

v=5%;

d=4%不接地：

v=-100%；d=4%大电阻接地：

v=-100%；d=23%小电阻接地：

v=-100%；d=148%直接接地：

v=-100%；d=∞注：v=-100%可看作消弧线圈未接入，即v=(0-Ic)/Ic=-100%)；d的具体算法可参考论文，正常系统阻尼率d为2%-5%，此处取4%；中性点经电阻接地，由于电阻本身阻值提高了系统阻尼率，其值比正常系统阻尼率要大。根据公式（17）（18），可得到图1表格中的数据结果。在此有必要说明下，在不考虑谐波电流和不平衡电流的情况下，电容电流Ic,脱谐度v和d直接决定了零序阻抗的大小，因为：-----论文摘录----电网正常运行时，系统中无功电流（I_CL）为电感电流和电容电流的差值，电感电流在非电感线圈接地时，其值为零，对应的v为-100%，由公式（3）可知：电流完全补偿：

I_CL=0*Ic容性电流全补偿：I_CL=0*Ic消弧线圈接地：

I_CL=0.05Ic不接地：

I_CL=Ic大电阻接地：

I_CL=Ic小电阻接地：

I_CL=Ic直接接地：

I_CL=Ic

系统有功电流(Ir)取决于阻尼率，由公式（4）可知：电流完全补偿：

Ir=0*Ic容性电流全补偿：Ir=0.04Ic消弧线圈接地：Ir=0.04Ic不接地：

Ir=0.04Ic大电阻接地：

Ir=0.23Ic小电阻接地：

Ir=1.48Ic直接接地：

Ir=

∞*Ic根据公式（5）可得知，正常运行时的系统状态在发生金属性接地故障时，零序电流/接地电流3i0/IN为：电流完全补偿：

3i0=0*Ic容性电流全补偿：3i0=0.04Ic消弧线圈接地：3i0=0.064Ic不接地：

3i0=1Ic大电阻接地：

3i0=1.027Ic小电阻接地：

3i0=1.786Ic直接接地：

3i0=

∞*Ic

要注意，因为金属性接地故障时没有过渡电阻，所有零序电压均由零序阻抗分压，表现在中性点偏移为接近100%，所以我们便可以根据欧姆定律计算出零序阻抗的大小，即R=U/I.假设10kV配电网，电容电流Ic=100A;

系统正常阻尼率d0=4%；中性点最大偏移UEN=Uph=5773V,根据上述结果，我们可以计算出零序阻抗(Z0)：电流完全补偿：Z0=UEN/3i0=5773/(0*100)=∞容性电流全补偿：Z0=1443Ohm消弧线圈接地：Z0=902Ohm不接地：

Z0=57.7Ohm大电阻接地：

Z0=56.2Ohm小电阻接地：

Z0=32.3Ohm直接接地：

Z0=0Ohm由此可见，在同样的系统运行状态下，不同的接地方式，零序阻抗的值的范围为0到∞，其中常见的接地方式，零阻阻抗大到1000欧姆以上，小到零欧姆；所以，笔者认为上述报告中关于接地电流的公式：当以接地电阻2000欧姆为例，接地电流大小受零序阻抗的影响权重P，可以通过以下公式计算：

其中，Rf为过渡电阻/接地电阻不同接地方式下，零序阻抗影响权重分别为：电流完全补偿：

P=100%容性电流全补偿：P=41.9%消弧线圈接地：

P=31%不接地：

P=2.8%大电阻接地：

P=2.7%

小电阻接地：

P=1.6%直接接地：

P=0%结论：零序阻抗在一定接地电阻的情况下，其影响零序电流的权重差异较大，在做定性分析时，应当区别对待，至少在消弧线圈接地和电容电流全补偿的情况下，由于其影响权重大，应当不可忽略；其它接地方式，忽略零序阻抗对于计算分析结果影响较小，视需要可忽略。二、关于高阻接地母线（线路）零序电压的分析公式同样，使用上述的数据分析结果，我们可以对比计算在“忽略分母中零序阻抗”和“不忽略”

两种情况下的结果差异：中性点接地方式母线（线路）零序电压忽略零序阻抗(Zs0/3Rk)*Upn不忽略零序阻抗[Zs0/(3Rk+Zs0)]*Upn电流完全补偿∞1*Upn容性电流全补偿0.72Upn0.419Upn消弧线圈接地0.45Upn0.31Upn不接地0.029Upn0.028Upn大电阻接地0.028Upn0.027Upn小电阻接地0.016Upn0.016Upn直接接地0*Upn0*Upn表1

母线零序电压分析中在零序阻抗忽略和不忽略情况下的差异注：公式中Zs0对应零序阻抗Z0;

3Rk对应过渡电阻2000欧（为例）；Upn即零序电压最大值UEN/Uph表1数据以折线图可表示为