MATLAB配电网故障选线方法研究(5)
第二章 配电网单相接地故障简介。分别分析中性点不接地和中性点经消弧线圈接地单相故障的特征。介绍自己针对这两种不同系统采用的两种故障选线方法：⑴中性点不接地：采用“零序电压、零序电流比幅比相法”；⑵中性点经消弧线圈接地：采用“提取各线路零序暂态电流在一个工频周期内绝对值之和，比较各馈线暂态零序电流差值的故障选线方法”。然后阐述选线判据、原理和选线步骤。
第三章 仿真实例分析。针对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地系统的单相接地故障，利用第二章提到的两种方法，用MATLAB/Simulink进行仿真，得出仿真结果，确定其正确性。并对两种方法进行对比。
最后 结论与展望。总结课题研究成果、存在的问题以及研究心得与体会，并且通过对现有问题的反思，分析后续研究的内容和方向。
2 小电流接地系统单相故障选线方法
2.1 单相接地故障特征分析
2.1.1 中性点不接地系统单相故障特征
分析如图2.1所示的中性点不接地系统。故障时，因为中性点不接地，所以无法形成短路电流通路。同时，三相间线电压保持对称，故障点的接地电流很小，对供电无影响，因此在一定时间内可以不用切除。可利用这段时间查明故障原因，并且排除故障。
2.1 中性点不接地系统
故障时，故障相电压下降，非故障相电压上升 倍至线电压，对电气设备的绝缘造成损伤。因此，单相接地故障发生后，系统不能长期运行。
对于中性点不接地系统，由于分布电容的存在，且电容数值不大，而容抗很大，接地故障点和导线对地电容能够形成电流通路，从而有电容性电流在导线和大地之间流通。通常情况下，这个电容性电流在故障点将以电弧形式存在，电弧产生高温会对设备造成损伤，甚至会引起附近建筑起火，不稳定的电弧燃烧还会引起弧光过电压，造成非接地相的绝缘击穿，进而发展成为相间故障，导致断路器跳闸，中断供电。
2.1.2 中性点不接地系统单相接地故障特点
1) 单相接地故障发生时，系统中将会出现零序电压；
2) 在故障线路上，零序电流的大小约为非故障线路元件对地电容电流之和，数值一般较大，实际方向为线路流向母线；
3) 在非故障线路上，元件上有零序电流，其大小等于对地电容电流，实际方向为母线流向线路。
2.1.3 中性点经消弧线圈接地系统单相故障特征
分析如图2.2所示的中性点经消弧线圈接地系统，在正常情况下，中性点N与大地之间的消弧线圈没有电流流过。发生故障时，零序电压会在中性点出现，在这个零序电压作用下，消弧线圈中将会有感性电流流过，并注入至配电网系统中，从而达到抵消或减小接地点的电容电流的目的。
经消弧线圈补偿，接地故障点将不再有容性电弧电流，或者只有很小的容性电流流过，但是接地故障可能任然存在，结果是接地相电压降低，非接地相电压任然很高，是不允许长期接地运行的。
图2.2 中性点经消弧线圈接地系统
当发生单相接地故障时，暂态电感电流和暂态电容电流组合形成了接地点的暂态电流。
零序电压 和暂态接地电流的暂态分量 为：
式中， 是线路和变压器等在零序回路中的等效电感， 是回路的自由振荡角频率。
当系统发生单相接地故障时，产生的暂态接地电流的频率和幅值主要由暂态电容电流决定[4]。
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