滿麗 呂赟 張建猛 龐亞亞 孔凡超

【摘要】小電流接地方式在我國電網(wǎng)系統(tǒng)中被廣泛采用，中性點的接線方式選擇至關重要，選擇正確的接線方式，利于電網(wǎng)的可靠安全運行。本文利用MATLAB/simulink軟件搭建了中性點不接地小電流系統(tǒng)，仿真實驗中，對三相對地電壓的變化進行了分析，并分別計算了各相零序電流的大小，以及接地點電流大小，并對其結果進行分析。

【關鍵詞】小電流接地系統(tǒng);三相電壓;零序電流;接地點的電流;MATLAB

1.仿真原理（見圖1）

參數(shù)設置：電源模塊：輸出電壓10.5kv，采用Y連接。

本次仿真輸電線路模塊：四條線路線長均為100km，=50Hz， 。

中將線路加長到100km，可以使仿真的故障特征更加明顯，不影響結果的正確性。

三相電壓電流測量模塊：將系統(tǒng)中的電壓電流信號變?yōu)镾imulink信號，類似于電壓電流互感器的作用。

當系統(tǒng)不發(fā)生故障時，系統(tǒng)中是沒有零序電流的，零序電流只有在不對稱故障時才會產(chǎn)生。故障前，中性點處沒有電壓。其中三相對地電容是相等的，在各相電壓作用下，各相的電容電流相等并超前于相應的電壓90°，系統(tǒng)中不存在零序電流和接地電流。如圖1所示，當一相發(fā)生接地故障時，中性點中產(chǎn)生電壓，使得其電位發(fā)生偏移，導致其他兩相的對地電壓升高。此時，故障相由于接地，相對地電壓變?yōu)榱?，非故障相的電壓上升到故障前的線電壓。系統(tǒng)中有了零序電流，零序電流的大小等于其自身對地電容電流大小。全系統(tǒng)非故障元件上零序電流之和就等于故障元件零序電流，故障元件零序電流數(shù)值相對要大一些，而且故障線路和非故障線路的零序電流是相反的。

非故障線路Ⅰ、Ⅱ所反應的零序電流有效值分別為：

（Ⅰ）

（Ⅱ）

故障線路III 的零序電流有效值：

接地點電流的有效值為（故障線路III始端的零序電流加線路本身零序電容電流）：

2.仿真分析（見圖2）

從圖2中可見，系統(tǒng)在發(fā)生單相接地后，故障相變成電位為零的直線，非故障相相對地電壓升高，其值為故障前的線電壓。但是從圖2可以看到，系統(tǒng)三相線電壓仍然保持對稱，所以系統(tǒng)仍然可以可靠工作，使系統(tǒng)正常運行。非故障線路零序電流的最大值為6.32A，故障線路零序電流的最大值為12.64A。要注意的是圖中顯示波形的最大值，計算得到的是有效值，要進行轉換。

對仿真結果驗證計算，非故障線路I、II始端的零序電流有效值分別為：

故障線路III始端零序電流有效值：

接地點電流有效值：

3.總結

仿真和計算結果雖然存在誤差，但誤差小于3%，說明仿真達到了預計的效果。經(jīng)上述仿真和計算知，小電流中性點不接地系統(tǒng)接線方式相對其他接線方式較為簡單，運行方便，線路造價低，經(jīng)濟性強。本次仿真接線方式的接地點電流為13.29A，數(shù)值較大，線路上易產(chǎn)生電弧，造成兩相或者三相短路，十分危險。但是線電壓仍然保持對稱，可以繼續(xù)對負荷供電小于2小時，工作人員可以在有限時間內(nèi)排除故障，以免產(chǎn)生更大的危害，提高了對供電的可靠性。

參考文獻

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作者簡介：滿麗（1989—），女，山東臨沂人，山東科技大學電氣與自動化工程學院研究生在讀。