1.1引言

电力系统是一个完成对电能生产、输送、分配、保护、消费过程的统一整体，一般包括发电装置、变配电装置、输电线路和负载等相关一次设备构成的三相交流系统^[1]。 广义的现代电力系统是指电力系统主体、信息通信和电网监测、控制系统、二次保护设备组成的统一整体，它是一个巨大而又复杂的整体^[2]。

连接方式是指采用星接的发电机或是变压器的中性点即是电力系统的中性点^[3]。在国内的大部分中低等电压等级的配电网中，最常采用的方法是不直接接地的方法。目前国内大部分的中低电压等级的配电网（3-66kV）均选用的是中性点非有效接地的方式运行，通常被称为小电流接地系统^[4-5]。由于此种方式的中性点接地阻抗非常大，所以当发生了单相故障时，短路电流比线路上流过的小很多，又被称为小电流接地系统^[6]。在小电流接地系统所发生的故障中，超过80%的是单相接地故障^[7]。在发生单相故障时，故障相电压下降至零，其它相电压上升至为原来的相电压√3倍，但系统三相对称性没有任何改变。系统在故障状态下仍然被允许运行1～2h，使得系统运行的可靠性得到一定提高^[4]。但是在系统发生故障以后，正常线路将会发生过电压，很有可能会引起故障范围扩大，会损害网络的绝缘，并导致故障发展成两相或多相短路故障^[8]。所以，必须在继续运行时间内尽快找出故障相并排除故障，避免事故扩大和设备损坏^[9]。研究单相接地故障时的各电量特征，然后根据这些电量特征进行模型搭建、仿真以及开展降压模拟实验，对故障点的迅速定位、线路维护等具有直接帮助，对小电流接地的日后继续深入研究、未来发展、教学实践提供借鉴。

1.2小电流接地系统国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

消弧线圈是有彼得逊在一战的时候最先提出来的，随后在德国的中低压电网中开始尝试并逐渐广泛使用消弧线圈的接地方式。由于220kV网络中经常产生事故，所以此种方式又逐渐被取消了^[10]。

20世纪中上页，在北美的中低压配电网络中，高达70%以上的网络都采用了中性点直接接地的方法，中性点不接地的方式逐渐被代替，并且到今天一直在沿用。通过电阻接地的方法在英国66kV电力系统网络被广泛使用，而33kV等级的网络基本都是通过消弧线圈接地。

20世纪70年代，法国电力公司开始在20kV电压等级的网络中推广采用中性点经低值阻抗接地^[11]。当发生故障时，线路需要迅速跳闸，但不考虑此段时间产生的跨步电压以及故障电压。大概10年后，法国在原有基础上增加了要求，需要将故障时的短路电流降到40至50A，并且需要考虑故障时对低压设备造成破坏^[12]。

1.2.2国内研究现状

近年来，我国引进了大量的国外设备，由于各国的接地方式不同，各国设备的设计标准也不一致，特别是设备的耐压不同，要使用这些设备，首先必须决定电力系统的接地方式。因此在对接地方式的选择上引起争论。在某些大城市中，已经有一部分的配电网络接地方式改为了不接地。还有的部分改为了经大电阻接地，但是绝大多数的网络采用消弧线圈补偿电容电流的方式，以减小故障点的电流，实现熄弧，提高网络运行的稳定性、可靠性，能够避免跳闸^[4]。

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