单相接地时零序电流电压分析.doc

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1、单相接地时零序电流电压分析6 / 8F面对系统单相接地时，零序电流与电压之间的关系做简单的分析将某用电系统简化为上图：（将所有正常回路简化为第一条回路，假定第二条回路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2）F面就分别对存在或不存在接地故障情况下，电压及对地电容电流进行分析。对该系统电压情况分析如下：一、在正常情况下一次电压，二次电压（测量、开口三角）关系如图:UA（向量）与Ua（向量）、UaO（向量）;UB向量）与Ub（向量）、UbO（向量）；UC向量）与Uc向量）、UcO向量）;方向分别相同在测量线圈中变比为:6000UA UB UC=60UaUb UcWO即一二次侧电压比为60,即如果

2、系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线 圈中电压为1叭? V,两相之间的电压为100V在开口三角线圈中变比为：6000UAUBUCJ3_= SO 占UaO UbO UcO100 v3即一二次侧电压比为bwl,即如果系统线电压为6000V,则在每只PT的开口三角二次线圈中电压为10 V,UL0（向量）=Ua（向量）+ Ub（向量）+Uc（向量）=ij t . -I :訂.=r -I . 、i.:-i ; I : I ： 丨：，- K |Um sin -=0心 1 占 cos wt - sin wt - cos cot用向量图的形式表示如下,由上图也可以看出系统正常时开口三角UL0（向量

3、为0二、如果C相保险熔断，那么UC（向量）=0，有UL0（向量）=Ua0（向量）+ Ub0（向量）= I: I II=11; - I :Um1承-sin cut + cosWlU=IJ: I.1丨二：丨：衣、l :I=I. i i .；=UcO （向量）用向量图的形式表示如下,可以看出此时开口三角电压与C相电压大小相等，方向相反。即有：一相保险熔断（无论高压侧低压侧）开口三角电压约为33.3V,同理可知：如果一相保险熔断（无论高压侧低压侧），开口三角电压与该相 二次电压大小相等，方向相反。电压约为 33.3V如果两相保险熔断（无论高压侧低压侧），开口三角电压与正常相二次电压 大小相等，方向相

4、同。电压约为 33.3V三、如果存在一相金属性接地（假设为 C相金属性接地）则有：UA （向量）=UAC向量）=UA（向量）-UC（向量）UA（ 向量）+Un（向量）UB （向量）=UBC向量）=UB（向量）-UC（向量）中性点N对地的电位丁为零UA（向量）=UAC向量）=UA（向量）-UC向量）=1 |- | 1 =1| - | fUM sin（i）t +晶11謁UMsin（i）t +at=-sin 30 + cus fdtsin 30 | =,jl3UMs）n （dji + 30）UB（向量）=UBC向 量）=UB（向 量）-UC向 量）=卜 - * - - . 1二.门忆I sin wt

5、cos 90 + cos tdtsin 90 |=73UMsin （wt + %）用向量图的形式表示如下，UC IT B由三角函数的推导过程及向量图均可以看出，此时A相、B相相电压增大为原来的 倍，即升高到了线电压，而A相电压方向变为滞后原来的相电压，B相 电压方向变为超前了原来的 B相电压30,此时PT二次侧A相、B相电压也相应 增大为原来的 倍，且其方向分别与U A （向量）,U B （向量）相同。此时， 开口三角电压为：UL0=U a （向量）+U b（向量）（讥 + 30） + sin （血 + 90）.- - - |: I . |1-2 -Sin b)t + COS M 4- COS

6、3Um-sin +=1:I I 1: 1 I= . I由三角函数的推导结果及向量图均可以看出,此时开口三角电压与原来的 C相电压方向相反，大小为其正常值的3倍即3V=100V对该系统电容电流情况分析如下:所谓的对地电容，实际上是导体对电缆半导体、屏蔽层及钢铠的电容1A容（向缸）CM(向IB容（向童）1/B(向量3 畑祥J2容（向园）UE（向城-XC餐其中XA（容）XB（容）XC（容）=X（容）零序互感器中流过的电容电流是三相导体对地电容的矢量和。正常情况下，每相电容电流幅值大致相等，方向滞后于产生它的电压 90度，即三相电容电流 大小相等，方向互差120度。其矢量和为0.出现单相金属性接地后，

7、整个系统中的C相对地电压变为0,C相导体与“地” 之间没有电压，也就不存在电容电流，此时零序互感器在流过的电流是B、C两相电容电流的矢量和。又有容性电流与产生它的电压在方向上超前 90度。非故 障回路中德电容电流值为I律（向凰=1A君（向虽）+1R容（向星UMsin （cot + 30 - 90） t 一 cos cut + sin at1 1 -COS (lit2：肌容）3WM| sin wtcos 30 - cos o)tsin 303JM用向量图的形式表示如下,UC单相接地时零序电流电压分析由以上分析可以看出：C相发生单相接地时，非故障回路的零序互感器测得 的是该回路上A、B两相电容电流

8、的矢量和。其大小为系统正常时该回路每相导 体对地电容电流的3倍，方向超前UA （向量）30度，而由前面的分析已知开口 三角电压滞后UA（向量）60度，所以非故障回路零序电流超前开口三角电压 90 度。而故障回路的零序电流是整个系统中 A、B两相电容电流的矢量和，其方向 为从外部流入导体，与正常回路的零序电流方向相反。所以有故障回路零序电流 滞后开口三角电压90度。电缆各相之间及各相对外皮之间象电容器 样 当电缆充电厂九会有微小电流，上电流叫电缆电容电流；接地电容电流性点接地三相系统当发生单相接地通过接地点电流；由于从变压器二次侧引出母线、导线、电缆等设备 各相之间及各相对地之间存 着电容 正常

9、运行时三相 电容电流 相同当发生单相接地未接地相 电容电流会从接地点返回形成回路因而通过接地点 电流 电容性又-因 接地而引起所 我们称之 接地电容电流；接地电容电流的大小与出线的多少，线路的形式，架空或电缆线路的长短有关系；一般来说，线路越长,接地电容电流越大，电缆越多，接地电容电流就越大；接地电容电流如果太大 会在接地点 拉弧，造成弧光接地过电压引发设备绝缘击穿造成事故，一般是在变压器的中性点加消弧线圈而减少接地电容电流，以降低接地点过电压幅值1AA小电流系统单相接地故障基本特征为中性点不接地系统发土单相接地时（15124何中A相接地* S打开表示中性点不接地系 统人如果翹略负荷电流和电容

10、电流在线路阻抗卜韵电压降，全系统A相对地电压均为零，A 相对地电容电流也为零；同时E相和C相的对地电儿和电容电流都升禺J7倍。这时的电容电 流分布如图21佃示。非故障线路I首端所反应的増庁电流为3 An二心十人17 / 8其有效值为37i = 3匚；创缶（1-1）即非故障线路零序电流为ft本身的电容电沆.电容性无功功率的方向为斑线流向线路争线路本身人电容性无功功率方向为由线路流向冉线.方向与非故障线路相反.单相接地时零丿序电流电压分析线路I=一阁hl (a)厶112-1 （b）9 / 8国2中性点非注接接地系统中.单相接地时的电流分布）用三相系统表示 盂库等效网络中性点不接地系统发牛单相接地时*在接地点妾沆过全系统的对地电奔电诡価果此电 流比较大.就会在接地点燃起电弧.引起弧光过电从而使非故隠相的对地电压进 步升 高，容易使绝缘损坏.形成曲点或名点接地.适成停申事故:：山解决此问题有些系统的中 性点对地之间接入消弧线Bi （如图2-1示，闭合表示中性点经消弧线圈补偿系统,般采 用5%-10%的过补偿方式.上述故障线路电流特点对消弧线圈接地系统芥再适用.此时，从接地点流回的总电流为十人1-5）直中厶二4系统的对地电獰电流;乙一消弧线圈的电流.设讥示它的电感，吩盏