小电流接地系统单相接地保护装置
中心议题：
?接地系统单相接地保护装置设计
解决方案：
?采用单片机和DSP双CPU作为小电流接地系统单相接地故障检测的核心
?采用6片AD转换芯片，实现了36路信号同步采集
?采用LCD显示模块实现了很好的人机交互
随着配电网的发展，小电流接地系统运行的可靠性越来越受到重视，针对小电流接地系统的各种保护装置也得到飞速发展。目前，主要的保护装置都是由工控机和单片机实现的，而单片机在实现保护方面有体积小、成本低、安装方便、运行可靠等优点。以前的很多产品都是利用接地故障时的稳态信息。但是当小电流接地系统在发生单相接地故障时，稳态零序电流幅值较小，而暂态零序电流幅值较大，故基于暂态零序电流的故障选线方法更可靠。
配电网的线路繁多，结构复杂，采集的数据包括由TV来的8路电压量(两段母线的三相电压和零序电压)以及由零序TA来的各路零序电流。对于这样多的数据采集、分析计算，并上传，单一的单片机是难以胜任的。数字信号处理器(DSP)由于具有处理速度快，适合数字信号处理的特点，可以很好地解决数据采集和处理问题。
考虑到装置的控制功能，本装置采用单片机和DSP双CPU结构为核心。
小波分析在时频两域都具有良好的局部化性能，能对不同频率成分采用逐渐精细的采样步长，聚焦到信号的任意细节，这一特性非常适合分析电力系统中的暂态信号。
小波分析在信号的分解与重构、特征提取、信噪分离等方面的优点决定了它在电力系统谐波分析、奇异点的检测与消噪、设备的状态监测与故障诊断、继电保护、输电线路故障定位及负荷预测等领域都具有广阔的应用前景。
1装置的研制
1．1总体方案设计
硬件平台是软件算法的运行载体，是实现准确、高效选线的保障。本文设计的选线装置采用双CPU。即"DSP+单片机"的处理机构。DSP作为运算CPU，负责信号采集、选线计算部分；单片机作为管理CPU，主要负责人机交互部分。DSP处理器由于内部采用哈佛总线结构，指令是流水线操作，以及独立的硬件乘法器结构等，非常适合进行数字信号处理，进行实时的数据分析和监控。本文采用TI公司的TMS320LF2407A(以下简称LF2407A)DSP芯片为数据采集和处理CPU，充分利用其强大的数据处理能力和速度，实现多点数据采集和快速参数计算。单片机采用瑞萨M16C／62P系列单片机，该单片机具有很强的抗干扰能力和1M的寻址空间，适用于事件管理和人机交互。系统总体方案如图1所示。本保护装置位于现场，进行数据采集和处理，并且与上位机之间进行通信。保护装置采用M16C／62P单片机为主CPU，负责系统显示、控制和与上位机通信；采用TMS320LF2407ADSP 为从CPU，负责数据采集和处理；DSP与单片机之间用双端口RAM进行通信。系统通过RS232和RS485与上位机通信。
1．2双CPU的连接
由于系统采用双CPU，为了实现两个CPU之间大量数据的快速交换，本装置采用双口RAM来实现两CPU之间快速的数据交换。
IDT7132是高速2k×8双端口静态RAM，可提供两个拥有独立的控制总线、地址
总线和I／O总线端口，允许CPU独立访问内部的任何存储单元。本文使用双端口RAMIDT7132来实现DSP与单片机双CPU的连接。图2是DSP与单片机通过RAMIDT7132的连接图。
采用硬件判优方案解决容易发生的争用问题。同时读取不同存储空间的数据和同时读取相同空间的数据时，左右端口可以同时进行。若同时对相同的空间进行写操作，或者某一端口在对一数据空间进行读操作的同时另一端口对该数据空间进行写操作，左右端口将发生冲突。我们在设计时通过BUSY引脚来解决这一问题。当左右端口对不同存储空间进行读写操作时，可以同时存取。此时，左右端口的BUSY 信号同时为高。若对同一存储空间同时进行写操作时，哪一端的存储请求信号先出现，则该端的BUSY信号置为高，允许存储。哪一端的存储信号出现在后，哪一端的BUSY信号将置为低，禁止存储。
1．3数据采集模块的设计
TMS320LF4207A本身虽然自带A／D转换器，但其转换精度只有10位，且转换速度也不高(500ns)。为了实现更高的速度和精度，选择了扩展ADS8364芯片。ADS8364是一种高速、低功耗、双16bA／D转换器，有6个模拟量输入通道。可用BVDD独立供电。它有6个完全相同的采样保持电路，分成A、B、C3组，每一组都由1个HOLD引脚控制。ADS8364可以从外部引入最大5MHz的时钟频率，此时采样时间是0．8μs，转换时间只有3．2μs，A／D的最大采样率达到250K，要达到此值，可在下一次转换开始时读取上一次的转换结果。此A／D完全可以满
足本装置的采样要求。AD芯片与DSP的连接如图3所示。
系统采用I／O接口启动AD转换。6片ADS8364的片选信号由译码器电路和IS、A15信号共同产生。通过IOPB4使得HOLDA、HOLDB、HOLDC同时为低电平，对6个通道同时采样。AD的EOC引脚与DSP的外部中断XINT1相连接，由AD 转换结束信号发出中断请求，读取AD转换结果。由A0、A1、A2控制采样模式。
1．4液晶显示模块的设计
本装置采用单片机与HG12605-A液晶显示模块连接来实现人机接口。本模块主要完成显示时间和日期；显示故障线路编号；显示装置运行状态与装置内部故障信息；显示串口通信参数的任务。
HG12605-A中内藏ST7920点阵式LCD控制与驱动芯片，可以显示字母、数字符号、汉字、以及自定义文字符号。ST7920芯片内部集RAM和ROM、字型产生器、以及液晶驱动器和控制电路于一体，因此，只要一个很小的处理系统，就可以操作HG12605-A液晶显示模块，并且硬件连接简单。液晶模块和单片机的连接如图4所示。
图中，E为芯片使能引脚。DB0-DB7为数据总线，通过D／I、R／W以及和DB0-DB7的各种组合，可以完成对液晶模块的初始化操作和数据读写。LEDA和LEDK为液晶模块的背光，可以通过可调电阻调节亮度。
1．5DSP与单片机的软件流程图
本保护装置要完成的主要任务有数据采集、数据处理、通信与显示。其中数据采集任务是由DSP负责，数据显示和通信的任务由单片机负责。单片机程序包括各种初始化子程序、通信子程序、显示子程序。DSP程序包括初始化子程序、自检子程序、接地发生检测子程序、A／D子程序、数据处理(小波分析)子程序，采用C 语言和汇编语言混合编写。其中主函数租DSP函数部分采用C程序编写；中断服务和控制程序采用汇编语言编写，并供C调用。程序流程图如图5所示。图中的Earthstart为接地故障发生标志，通过检测8路电压信号，当判别有接地故障时将Earthstart置1。
FinFlag为计算完成标志。外部输入的电压、电流信号经过输入转换电路变为低压小信号，经过平移电路和信号调理，成为可以直接被A／D转换的采样信号，输入A／D转换器。DSP芯片从A／D的寄存器中读取数据。当所有的转换都结束时，DSP启动数据处理程序，即应用小波分析对数据进行分析和计算。计算完成后，
将计算结果存储在双口RAM中，并把FinFlag标志置1。当单片机查询到此标志为真时，启动数据读取程序，从双口RAM中读取DSP已经运算完成的数据。当读取完成时，FinFlag和Earthstart标志都置为0，然后完成显示任务和串行通信任务。系统等待下一次接地故障的发生。
1)采用单片机和DSP双CPU作为小电流接地系统单相接地故障检测的核心，充分发挥了单片机的控制功能和DSP强大的信号处理能力；通过双端口的RAM对两个CPU进行连接，并采用硬件判优方案，保证了双CPU数据交换的实时性和可
靠性。
2)采用6片AD转换芯片，实现了36路信号同步采集，使用DSP对数据进行分析，应用了小波分析方法中的信号奇异特性选出故障线路。
3)采用LCD显示模块实现了很好的人机交互。
38 2009年第7期 科园 的管理能力。针对企业领导层、管理层、技术研发层、操作层等不同层次的人员，以培训班、研讨会、专题讲座等多种形式，开展技术创新、信息安全、商业秘密、成果申报、专利申报、科技论文撰写等方面的系统培训。 6.应对侵权纠纷 企业不仅要学会应用法律武器来保护自己的知识产权，而且也要学会如何处理专利侵权纠纷。当事人可以通过以下途径进行解决：一是双方当事人协商；二是双方当事人在第三人（管理专利行政部门、人民调解委员会、律师等双方信任的机关或者个人）的协助下调解；三是请求管理专利行政部门处理；四是向仲裁机构申请仲裁；五是向人民法院起诉。由此可见，当面临专利侵权纠纷时，企业可选择的应对办法很多。企业要利用专利权保护自己，就必须学习、了解和熟悉专利制度。 7.专利档案保管 企业在申请专利并得到授权后，要及时做好专利档案资料的收集、整理、归档和保管工作。项目完成单位要在取得专利证书后一个月内将申请文件报送主管业务部门，移交档案室归档。需归档的申请文件分两类：一类是技术文件，包括请求书、权利要求书、说明书、说明书附图、说明书摘要和摘要附图等；另一类是程序文件，包括受理通知书、补正书、审查意见通知书、授权通知书、交费通知书和专利证书等。同时，对工程（项目）设计文件、竣工资料、竣工图、验收证书，以及专业期刊、出版物等，都要注意收集、整理、归档，以便查找利用，为企业生产经营提供高效服务。 （作者单位：中铁四局集团有限公司） 责任编辑：潘勇 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 我国配电网接方式通常采用中性点非有效接地（NUGS ），它包括中性点不接地系统（NUS ），经消弧线圈接地系统(NES)和经电阻接地系统（NRS ），因为这样的接线方式在发生单相接地故障时接地电流比较小，所以称其为小电流接地系统。由于故障点电流很小，而且三相之间的线电压仍然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许再继续运行1～2小时，而不必立即跳闸，这也是采用中性点非有效接地运行的主要优点。但是，为了防止故障扩大，就应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。 1.故障的示意图和仿真图 在采取措施前，必须弄清到底哪一相发生了故障，图1中a 是简单的中性点不接地系统单相故障的示意图，设A 相接地短路。图1中b 是MATLAB 仿真模块，设 0.05s 故障发生，0.25s 故障排除，总的模拟 时间是0s～0.3s 。通过调节3-phase Fault 的过渡电阻的阻值来模拟接地电阻；通过调节3-phase Fault 的选项来仿真不同的相的接地；同时还可以通过调整线路模型参数来模拟不同的距离、阻抗等接地。 2.仿真参数 三相电源电压是10kv ，频率是60Hz 。取每条线路长度不等，L1=300km ，L2= MATLAB 对小电流接地系统单相故障的仿真 尹 润张庆生 摘 要：在小电流接地系统中发生单相接地时，虽然故障点电流很小对负荷的供电没有太多影响，但是其他两相的 接地电压升高了，为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，应及时采取措施予以消除。MATLAB 是对系统进行仿真，通过零序电流和零序电压的波形对系统进行分析，从而推断出哪相发生故障。 关键词：小电流接地仿真零序电流零序电压 a.示意图 b.仿真图 图1 中性点不接地系统单相故障 一、引言 二、中性点不接地系统单相接地故障
小电流接地系统接地的原因分析及对策 小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中质量不易保证，运行中发生接地故障的几率很高。为了便于电网值班人员准确判断接地类别，及时处理故障，保证电网的安全可靠运行，提高用户电能质量。本文通过对兴义市地方电网的运行实践，从小接地系统绝缘监察装置的构成及动作原理，历年接地故障情况的统计、接地原因、故障判别及预防接地的措施等几个方面进行分析，对运行值班人员和工程技术人员有一定的借鉴作用。 1.问题提出 目前，小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统，由于其线路分支多，走向复杂，电压等级较低，在设计施工中线路质量不易保证，运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看，在小电流接地系统的接地故障中，35KV电网占8.2%，10KV电网占91.8%。本文通过笔者在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结，分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障，在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。 2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析 为了便于展开下文，我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时，便有接地信号发出，而Uo 反映的是零序电压，其计算公式为： Uo=（ùa+ùb+ùc）/3 从上式可以看出，当电网各相电压ùa、ùb、ùc不平衡时，便有中性点电压Uo产生，而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键，本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料，我们统计了如下几类经常发生接地的情况：
浅析RCS-985中的发电机乒乓式转子接地保护 摘要：针对我厂使用的RCS-985发电机-变压器组保护中的乒乓式转子接地保护，从转子接地的 故障危害、乒乓式转子接地保护优缺点、基本原理、调试和转子一点接地和两点接地的现象和处理方法各个方面对乒乓式转子接地保护进行浅析。 关键词：乒乓式转子接地保护；转子一点接地；转子两点接地 1、前言 发电机在长期运行过程中，由于转子内部受潮、冷却介质泄漏、绝缘老化以及机械振动等诸多方面的原因，容易造成转子对地绝缘水平的降低进而引发转子接地故障。当转子发生一点接地故障时，虽然不会对发电机本身造成直接的危害，但若再相继发生两点接地，则将严重威胁发电机的安全。针对发电机转子接地故障，我厂装设的保护为发电机乒乓式转子接地保护（RCS-985发电机-变压器组保护），正常运行情况下一点接地保护投入，而两点接地保护退出。 2、发电机转子接地故障的危害 2.1 转子一点接地的危害 发电机转子一点接地故障是常见的故障形式之一，发生一点接地故障时励磁绕组与地之间尚未形成电气回路，转子的励磁电压和流过转子的转子电流受到的影响很小，所以并不对发电 机造成危害，此时可通过转移负荷，平稳停机后再检查故障。 2．2 转子两点接地的危害 （1）破坏发电机气隙磁场的对称性，使气隙磁场发生畸变，气隙磁通失去平衡，引起发电机剧烈振动，使电机损坏、无功出力降低。汽轮发电机励磁回路两点接地还可引起轴系和汽机磁化，后果严重。若装有横差保护，还会引起其误动，因此，转子一点接地保护动作后要将横差保护加上一个短的延时，防止误动。 （2）两点接地造成非短路的绕组电流增大，如果流过转子本体的短路电流大(通常以l 500 A为界限)，热效应烧损转子的同时还会使转子发生缓慢变形，造成偏心，加剧振动。另外，还可能损坏其他励磁装臵，导致失磁故障，危及发电机和系统的安全。为确保发电机的安全运行，当发电机转子绕组发生一点接地时，应发出信号，运行人员立刻进行处理；若发生两点接地应立即停止发电机的运行。因此，发电机装设转子一点和两点接地保护是非常必要的。 3、乒乓式转子接地保护的优缺点 3．1 乒乓式转子接地保护的优点 目前的励磁回路一点接地保护主要有：电桥式、叠加直流电压式、叠加交流电压式和乒乓式等不同原理的保护。其中，乒乓式保护是一种简单有效的保护原理。乒乓式一点接地保护能测出一点接地位臵和过渡电阻大小，相对其它保护灵敏度较高，且其灵敏度不随接地点的位臵
大电流接地系统与小电流接地系统（不接地系统）发生故障的区别，对系统设备运行的影响，处理原则和注意事项。 中性点直接接地（包括经小阻抗接地）得系统，当发生单相接地故障时，接地电流一般都比较大，所以称为大电流接地系统.一般110kv及以上的系统采用大电流接地系统。 中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，发生单相接地故障时，由于不构成短路回路，接地短路电流比负荷电流小很多，这种系统称为小电流接地系统。一般66kv及以下系统常采用这种系统 1 中性点不接地电网的接地保护 中性点不接地系统的接地保护、接地选线装置 (1) 系统接地绝缘监视装置：（陡电6.0KV厂用电系统） 绝缘监视装置是利用零序电压的有无来实现对不接地系统的监视。 将变电所母线电压互感器其中一个绕组接成星形，利用电压表监视各相对地电压，另一绕组接成开口三角形，接入过电压继电器，反应接地故障时出现的零序电压。 当发生单相接地故障时，开口三角形出现零序电压，过电压继电器动作，发出接地信号。 该保护只能实现监测出接地故障，并能通过三只电压表判别出接地的相别，但不能判别出是哪条线路的接地。要想判断故障线路，必须经拉线路试验。且若发生两条线路以上接地故障时，将更难判别。 装置可能会因电压互感器的铁磁谐振、熔断器的接触不良、直流的接地、回路的接触不良而误发或拒发接地信号。(2) 零序电流保护：零序电流保护是利用故障线路的零序电流比非故障线路零序电流大的特点来实现选择性的保护，如DD-11接地电流继电器和南自厂的RCS-955系列保护。 该保护一般安装在零序电流互感器的线路上，且出线较多的电网中更能保证它的灵敏度和选择性。但由于零序电流互感器的误差，线路接线复杂，单相接地电容的大小、装置的误差、定值的误差、电缆的导电外皮等的漏电流等影响，发生单相接地故障线路零序电流二次反映不一定比非故障线路大，易发生误判断、误动。 (3) 零序功率保护： 零序功率方向保护是利用非故障线路与故障线路的零序电流相差180°来实现有选择性的保护。如传统的零序功率方向继电器，无人值守综自所应用的如南瑞DSA113、119系列零序功率方向保护。 零序功率方向保护没有死区，但对零序电压零序电流回路接线等要求比较高，对系统中有消弧线圈的需用五次谐波功率原理。 (4) 小电流接地选线综合装置：
中性点不接地系统单相接地时的向量分析 为了熟悉不接地电网的零序保护，需要首先熟悉这类电网发生单相接地故障时电压、电流零序分量的特点。下面着重介绍单相接地时稳态电容电流的特点。下面图a示出最简单的中性点不接地网，图中表示负荷是断开的，因为单相接地时三相的相线电压和负荷电流仍然对称，所以不考虑负荷电流，不会影响分析的结果。 正常运行情况下，各相对地有相同的电容 C（用集中参数表示）， 在相电压的作用下，每相都有一超前电压90°的电容电流流入地中，并三相电容电流之和为零，中性点对地无电压，因为电容电流很小，其在线路上产生的电压降可以忽略不计，故可以认为各相电压均与各相电势相等，电压、电流向量图如图b所示。 发生单相（例如A相）金属性接地时，若忽略较小的电容电流
产生的电压降，则电网中各处故障相的对地电压都变为零。于是A 相对地电容被短接，只有B 相和C 相对地电容中还存在电流，此时 中性点对地电压上升为相电压（－a E ），非故障相的对地电压变为线 间电压（升高 3 倍），其向量关系图如下图c 。 这时三相对地电压可分别写为：A U ' ＝0，B U ' =BA U =A B E E -＝ 3A E 0 150j e -，C U ' =CA U =C E -A E = 3A E 0 150j e ，由于相电压和电容电流的 对称性已破坏，因而出现了零序电压和零序电流，因为A U ' ＝0，所以 零序电压0 3U =B U ' ＋C U ' ＝－3A E ，即等于故障相正常电势的三倍，则相位与之相反。在B U ' 和C U ' 的作用下，在两非故障相及其对地电容中出现超前电压90°的电流， B I ＝ C B jX U －' =B U ' 0 jWC ， C I ＝ C C jX U －' =C U ' jWC ，其有效值为B I ＋C I = 3X U WC ,X U 为相电压的有效 值，从故障点流回的电流即零序电流为：0 3I ＝-(B I +C I )＝－（B U ' ＋C U ' ）0jWC 。式中负号表示零序电流与通常规定的电流方向相反，因 为B U ' ＋C U ' ＝－3A E ，所以故障点的零序电流有效值为0 3I ＝3X U 0 WC ,
以下为有关转子接地保护的相关规程规定和要求： 1、HB中国华能集团公司企业标准 Q/HB—J—08.L03—2009火力发电厂继电保护监督技术标准 5.8 对于300MW及以上大型发电机的转子接地保护应采用两段式转子一点接地保护方式，一段报信，二段跳闸。 2、GB/T 14285-2006 代替 GB 14285-1993继电保护和安全自动装置技术规程 4.2. 11 对1 MW及以下发电机的转子一点接地故障，可装设定期检测装置。1 MW 及以上的发电机应装设专用的转子一点接地保护装置延时动作于信号，宜减负荷平稳停机，有条件时可动作于程序跳闸。对旋转励磁的发电机宜装设一点接地故障定期检测装置。 3、防止电力生产重大事故的二十五项重点要求 11.11 当发电机的转子绕组发生一点接地时，应立即查明故障点与性质。如系稳定性的金属接地，应立即停机处理。 4、中华人民共和国电力行业标准 DL/T 684—1999 大型发电机变压器继电保护整定计算导则 4.4 励磁回路接地保护 汽轮发电机通用技术条件规定：对于空冷及氢冷的汽轮发电机，励磁绕组的冷态绝缘电阻不小于1MΩ，直接水冷却的励磁绕组，其冷态绝缘电阻不小于2kΩ。水轮发电机通用技术条件规定：绕组的绝缘电阻在任何情况下都不应低于0.5MΩ。 励磁绕组及其相连的直流回路，当它发生一点绝缘损坏时(一点接地故障)并不产生严重后果；但是若继发第二点接地故障，则部分转子绕组被短路，可能烧伤转子本体，振动加剧，甚至可能发生轴系和汽轮机磁化，使机组修复困难、延长停机时间。为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机或汽轮发电机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修。对装有两点接地保护的汽轮发电机组，在一点接地故障后继续运行时，应投入两点接地保护，后者带时限动作于停机。 5、中国南方电网大型发电机变压器继电保护整定计算规程（征求意见稿） 4.4 励磁回路接地保护 为了大型发电机组的安全运行，无论水轮发电机或汽轮发电机，在励磁回路一点接地保护动作发出信号后，应立即转移负荷，实现平稳停机检修。水轮发电机不装设两点接地保护。对装有两点接地保护的汽轮发电机组，在一点接地故障后，应投入两点接地保护，两点接地保护带时限动作于停机。
变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析 [摘要] 在大电流接地系统中，线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大比例.本文通过对某地区工典型故障案例进行分析,介绍了处理方法，并对相关的知识点进行阐述，为现场运行人员正确判断和分析事故原因提供了借鉴。 [关键词]大电流接地系统；小电流接地系统；判断；分析 我国电压等级在110kV 及其以上的系统均为大电流接地系统，在大电流接地系统中，线路单相接地故障在电力系统故障中占有很大的比例，造成单相故障的原因有很多，如雷击、瓷瓶闪落、导线断线引起接地、导线对树枝放电、山火等。线路单相接地故障分为瞬时性故障和永久性故障两种，对于架空线路一般配有重合闸，正常情况下如果是瞬时性故障，则重合闸会启动重合成功；如果是永久性故障将会出现重合于永久性故障再次跳闸而不再重合。 为帮助运行人员正确判断和分析大电流接地系统线路单相瞬时性故障，本案例选取了某地区一典型的220kV线路单相瞬时接地故障，并对相关的知识点进行分析。 说明，此案例分析以FHS变电站为主。 本案例分析的知识点： （1）大电流接地系统与小电流接地系统的概念。 （2）单相瞬时性接地故障的判断与分析。 （3）单相瞬时性接地故障的处理方法。 （4）保护动作信号分析。 （5）单相重合闸分析。 （6）单相重合闸动作时限选择分析。 （7）录波图信息分析。 （8）微机打印报告信息分析。 一、大电流接地系统、小电流接地系统的概念 在我国，电力系统中性点接地方式有三种： （1）中性点直接接地方式。 （2）中性点经消弧线圈接地方式。 （3）中性点不接地方式。 110kV及以上电网的中性点均采用中性点直接接地方式。 中性点直接接地系统（包括经小阻抗接地的系统）发生单相接地故障时，接地短路电流很大，所以这种系统称为大电流接地系统。采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，所以这种系统称为小电流接地系统。 大电流接地系统与小电流接地系统的划分标准是依据系统的零序电抗X0与正序电抗X1的比值X0/X1。 我国规定：凡是X0/X1≤4～5的系统属于大接地电流系统，X0/X1＞4～5的系统则属于小接地电流系统。事故涉及的线路及保护配置图事故涉及的线路和保护配置如图2-1所示，两变电站之间为双回线，线路长度为66.76km。
发电机转子接地保护 正常运行时，发电机转子电压（直流电压）仅有几百伏，且转子绕组及励磁系统对地是绝缘的。因此，当转子绕组或励磁回路发生一点接地时，不会构成对发电机的危害。但是，当发电机转子绕组出现不同位置的两点接地或匝间短路时，很大的短路电流可能烧伤转子本体；另外，由于部分转子绕组被短路，使气隙磁场不均匀或发生畸变，从而使电磁转矩不均匀并造成发电机振动，损坏发电机。 为确保发电机组的安全运行，当发电机转子绕组或励磁回路发生一点接地后，应立即发出信号，告知运行人员进行处理；若发生两点接地时，应立即切除发电机。因此，对发电机组装设转子一点接地保护和转子两点接地保护是非常必要的。 规程规定，对于汽轮发电机，在励磁回路出现一点接地后，可以继续运行一定时间（但必须投入转子两点接地保护）；而对于水轮发电机，在发现转子一点接地后，应立即安排停机。因此，水轮发电机一般不设置转子两点接地保护。 一发电机转子一接地保护 1 转子一点接地保护的类别 转子一点接地保护的种类较多，主要有叠加直流式、乒乓式及测量转子绕组对地导纳式（实质是叠加交流式）。目前，在国内叠加直流式转子一点接地保护及乒乓式转子一点接地保护得到了广泛应用。 2 叠加直流式转子一点接地保护 （1）构成原理 叠加直流式转子一点接地保护的构成原理是：在发电机转子绕组的一极（正极或负极）对大轴之间，加一个直流电压，通过计算直流电压的输出电流，来测量转子绕组或励磁回路的对地绝缘。其构成原理框图如图43所示。 U = 图43 叠加直流式转子一点保护原理图 在图42中： U－外加直流电压； = I－计算及测量元件； p R－转子接地电阻。 正常工况下，发电机转子绕组或励磁回路不接地，外加直流电压不会产生电流；当转子绕组或励磁回路中发生一点接地时（设接地电阻为R），则外加直流电压通过部分转子绕组、接地电阻、发电机大轴构成回路，产生电流 i。接地电阻越小，p i越大；反之亦反。 p 测量计算装置根据电流 i的大小，便可计算出接地电阻值。 p
转子一点接地保护和转子两点接地保护的作用及发 生的原因和处理 转子一点接地保护： 作用：用于监视发电机转子励磁回路绝缘（即发生接地或某处绝缘下降时报警） 发生的原因：滑环绝缘环，转子槽口绝缘损坏，引线绝缘损坏，转子铜线严重变形和端部严重积灰 如何判断：检查励磁回路电压检测开关，通过切换开关测量正，负对地电压，若发现某极对地电压降为0，另一级对地电压升至全电压（正，负极之间的电压值）说明发生接地。 处理：1：检查励磁回路是否有人工作，如由于工作人员引起，纠正。 2:检查励磁回路，各部位有无明显损伤或脏污，若是脏污引起接地应吹扫。 3：检查接地点是在转子回路（测量保护回路），还是在励磁回路。 4：对有关回路进行详细外观检查，辨明是否由于整流柜直流回路接地引起。 5：若转子接地为一点稳定金属接地，因无法查明故障点，除加强监视机组运行外，在取得领导同意后，将两点接地投入。 6：转子带一点接地运行时，若机组发生欠励磁或失步，一般可以认为转子已发展为两点接地，这时转子两点接地应动作跳闸，否则应人为停机。 两点接地保护是否投入的判断：1：发电机转子的滑环至绕组的引接线与转轴相碰而发生的一点接地，（绕组两端正极或负极接地）时则转子两点接地不须投入。 2：是励磁机的励磁绕组回路不能投入。 3：是励磁电枢回路，而不是正，负极处，可以投入。
转子两点接地保护发生的危害及现象和处理： 危害：一部分励磁线圈被短接，与发电机所对应的磁极的磁动势均衡遭到破坏，使转子产生强烈震荡，损坏发电机及其设施，甚至引起火灾。 现象：1：电气停机报警监视中出现转子回路两点接地信号。 2：转子电流剧烈增加。 3：发电机无功负荷降低，功率因数可能进相。 4：发电机发生强烈震动。 处理：1：若投入两点接地保护，保护装置动作，应自动跳闸，此时应按发电机自动跳闸处理方法处理。 2：若未投入两点接地或保护未动作，应立即按紧急停机进行解列。 发电机转子一点接地，和两点接地都是点什么保护。具体保护的方式，和动作的条件。问什么两个保护柜。 对于水轮发电机，不允许在励磁回路中有一点接地的情况下运行，所以要装设一点接地保护，作用于信号，以便及时消除一点接地故障。(水轮机的一点接地故障容易排除) 对汽轮发电机来说，励磁回路出现一点接地时，不会产生危害，但此时出现第二点接地时，由于产生短路电流，不仅会烧坏励磁回路及转子，还会引起电机的强烈振动，产生严重后果。因此在汽轮发电机组上要装设一点接保护和两点接地保护，运行时，只投入一点接地保护，两点接地保护备用不投。一点接地保护投入只作用于信号。当发生一点接地时，保护发出信号，此时投入两点接地保护并加强监视和检查，选择合适的时机仃机检修。两点接地保护作用于跳闸，以便在发生两点接地时切除电机。 两种保护都是基于电桥平衡的原理。 发电机转子一点接地保护是什么？有什么作用？ 发电机转子是直流系统，通过滑环与外部直流电源连接，转子绕组有绝缘保护，与转子间没有电的联系。如果有一点接地，说明转子绕组绝缘有破坏，绕组与转子有接触，这种情况可能引起发电机损坏，应当停机进行检修。所以要设置转子一点接地保护，此保护仅用于报警，有运行人员到现场观察后，根据实际情况确认是否停机.发电机一点接地保护在运行时就投
Xx学院课程设计说明书设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真 系（部）：机电工程系 专业：自动化 班级： 姓名： x x x 学号： 20 12 年 12 月 12 日
目录 第一章matlab简介 (3) 第二章小电流接地系统单相故障matlab仿真 (4) 2.1小电流接地系统单相故障特点简介 (4) 2.2 小电流接地系统的仿真模型构建 (5) 2.3 仿真结果及分析 (11) 第三章心得与体会 (16) 参考文献 (16)
一Matlab简介 Matlab是由英文单词matri和laboratory的前3个字母组成。目前matlab已成为国际认可的最优秀的科技应用软件之一。在大学里，他是用于初等和高等数学、自然科学和工程学的标准数学工具；在工业界，他是一个高效的研究、开发和分析的工具。随着科技的发展，许多优秀的工程师不断的对matlab进行了完善，使其从一个简单的矩阵分析软件逐渐发展成为一个具有极高通用性，并带有众多实用工具的运算操作平台。 Simulink是matlab提供的实现动态系统建模和仿真的一个软件包，是基于框图的仿真平台。Simulink挂接在matlab环境上，以matlab的强大计算功能为基础，利用直观的模块框图进行仿真和计算。Simulink提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大的方便。在simulink平台上拖拽和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模块框图，并对模型进行仿真。在simulink平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在matlab窗口使用matlab命令和函数仿真时，需要熟悉大量的M函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑就是一个福音。随着matlab的不断升级，simulink的版本也在不断的升级，从1993年的matlab4.0/simulink1.0版到2001年的matlab6.1/simulink4.1版、2002年的matlab6.5/simulink5.0版，现在的最常用的版本就是matlab7.0/simulink6.0 Simulink最初是为仿真控制系统而建立的工具箱，在使用中容易编程、容易扩展，并且可以解决在使用matlab过程中遇到的非线性、变系数等问题。它能够进行系统和离散系统的仿真，也能够进行线性和非线性系统仿真，并且支持多种采样频率系统的仿真，使不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。因此，不同的科学领域根据自己的仿真要求，以matlab为基础，开发了大量的专用仿真程序，并把这些程序以模块的形式放入simulink中，形成模块库。Simulink的模块库实际上就是用matlab基本语言编写的子程序集。现在simulink模块库有3级树状的子目录，在一级目录下包含了simulink 最早开发的数学计算工具箱、控制系统工具箱的内容，之后开发的信号处理工具箱、通信工系统工具箱等也并行列入模块库的一级子目录，逐级打开模块库浏览器的目录，就可以看到这些模块。 Simulink是基于matlab的图形化仿真设计环境。确切的说，它是matlab提供的对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并非在此基础上采用matlab计算引擎对动态系统在时域内进行求解。Matlab计算引擎主要对系统微分方程和差分方程求解。Simulin和matlab是高度集成在一起的，因此，它们之间可以进行灵活的交互操作。 Simulink提供了友好的图形用户界面，模型由模块组成的框图来表示，用户通过简单的鼠标操作就能够完成建模。Simulink的模块库为用户提供了包括基本功能模块和扩展模块在
小电阻小电流接地糸统的区别 1、应用不同场合： 电力接地系统按接地处理方式可分为大电流接地系统和小电流接地系统，大电流接地系统包括直接接地、电抗接地、和低阻接地，小电流接地系统包括不接地、经高阻接地、经消弧线圈接地、和经配电变压器接地。 在以架空线为主体的配电网中，外力或雷电造成的瞬时单相接地故障占很大比例，因此，在这类配电网中采用中性点经消弧线圈接地方式的优越性是明显的；在城市中心区，配电网以电缆线路为主，为解决经消弧线圈接地方式出现的诸多问题，配电系统中性点采用小电阻接地方式。 一般对于郊区变电站10kV侧带出线的变电站采用的是消弧线圈接地方式，对于核心城区变电站采用的是小电阻的接地方式，小电阻接地方式在某些方面弥补了消弧线圈运行方式带来的不足。 我国3～66kV中低压配电网大多数采用中性点非有效接地运行方式，接地系统的单相接地故障是常见的故障形式，占全网故障的80%以上。 2、运行的各自优缺点 随着我国城市电网的发展，城市居民的增多，10kV出线中电缆所占的比重越来越大，中性点经消弧线圈接地运行方式的缺点日渐暴露，主要原因为： （1）消弧线圈各分接头的标称电流和实际电流误差较大，有些甚
至可达15%，运行中就发生过由于实际电流值与铭牌数据差别而导致谐振的现象。 （2）计算电容电流和实际电容电流误差较大，对于电缆和架空线混合的出线，单位长度的电容电流也不尽相同，消弧线圈补偿的正确性难以保证。 （3）出线电缆的单相接地故障多为永久性故障。由于中性点经消弧线圈接地的系统为小电流接地系统，发生单相接地永久性故障后，在接地故障点的检出过程中，这对城市中人口密集的现状而言，事故的后果会非常严重。 （4）中性点经消弧线圈接地系统仅能降低弧光接地过电压发生的概率，并不能降低弧光接地过电压的幅值，将使系统设备长时间承受过电压作用，对设备绝缘造成威胁。 然而在中性点接入消弧线圈接地后，发生单相接地时，非故障线路电容电流的大小和方向与中性点不接地系统是一样的。发生单相接地后，故障相对地电压降低，非故障两相的相电压升高，但线电压的大小和相位不变（依然对称），不影响对用户的连续供电，所以不需要立即切除故障，系统可运行1~2小时，这也是小电流接地系统的最大优点。若发生单相接地故障时电网长期运行，因非故障的两相对地电压升高，可能引起绝缘的薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响用户的正常用电。还可能使电压互感器铁心严重饱和，导致电压互感器严重过负荷而烧毁。同时弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。
小电流接地系统 单相接地故障分析与检测 为了提高供电可靠性，配电网中一般采取变压器中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地方式，这样当某一相发生接地故障时，由于不能构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小得多，因而这种系统被称为小电流接地系统。 小电流接地系统中单相接地故障是一种常见的临时性故障，当该故障发生时，由于故障点的电流很小，且三相之间的线电压仍保持对称，对负荷设备的供电没有影响，所以允许系统内的设备短时运行，一般情况下可运行1-2个小时而不必跳闸，从而提高了供电的可靠性。但一相发生接地，导致其他两相的对地电压升高为相电压的倍，这样会对设备的绝缘造成威胁，若不及时处理可能会发展为绝缘破坏、两相短路，弧光放电，引起去系统过压。然而当系统发生单相接地故障时，由于构不成回路，接地电流是分布电容电流，数值比负荷电流小得多，故障特征不明显，因此接地故障检测仍是一项世界难题，很多技术有待克服。 单相接地故障分析 当任意两个导体之间隔着绝缘介质时会形成电容，因此在简单电网中，中性 ，在相电压作用下，点不接地系统正常运行时，各相线路对地有相同的对地电容C 每相都有一个超前于相电压900的对地电容电流流入地中，然而由于电容的大小与电容极板面积成正比而与极板距离成反比，所以线路的对地电容，特别是架空线路对地电容很小，容抗很大，对地电容电流很小。 系统正常运行时，如图1，由于三相相电压U A、U B、U C是对称的，三相对地电容电流I co.A、I co.B、I co.C也是平衡的，因此，三相的对地电容电流矢量和为0，没有电流流向大地，每相对地电压就等于相电压。
图1中性点不接地电力系统电路图与矢量图 当系统中某一相出现接地故障后，假设C相接地，如图2所示，相当于在C 相的对地电容中并联了一个大电阻，由于故障电流I C没有返回电源的通路，只能通过另外两项非故障A、B相线路的对地电容返回电源。此时C相线路的对地电压为U C’ = U CD = 0，而A相对地线电压即U A’ = U AD = U AC = -U CA = -U C∠-300 = U B∠-900，而B相对地线电压即U B’ = U BC = U B∠-300，则U A’和U B’相差600。非故障相中流向故障点的电容电流I AC= U A’jwC0，I BC= U B’jwC0，且I AC、I BC超前U A’和U B’ 900，I AC、I BC大小相等为I co.A之间相差600。 图2中性点不接地电力系统发生C相接地故障电路图与矢量图由此可见，C相接地时，不接地的A、B两相对地电压U A’和U B’由原来的相电压升高到线电压，即值升高到原来的倍，相位由原来的相差1200变为相差600。此时，从接地点流回的电流I C应为A、B两相的对地电容电流之和，即I C = I AC + I BC。
发电机注入式转子一点接地保护 一、保护原理 保护采用注入直流电源原理，直流电源由装置自产。因此，在发电机运行及不运行时，均可监视发电机励磁回路的对地绝缘。该保护动作灵敏、无死区。 考虑到双套化配置方案中，转子接地保护由于保护原理的要求不能双套化，否则会相互影响导致测量失误。如采用一套运行一套备用方式，需要时应可靠安全地带电切换。 要说明的是：对于励磁系统是可控硅整流系统时，由于励磁电压中有较高的谐波分量（例如ABB 公司生产的励磁装置，运行时产生的6次谐波、12次谐波电压远大于直流分量电压），可能影响转子一点接地保护的测量精度。 保护的输入端与转子负极及大轴连接。保护有两段出口供选用。 其保护逻辑如图一； 大负号 号 单元件横差加延时及投入转子两点接地保护机 图一 转子一点接地保护逻辑框图 二、一般信息 2.3出口跳闸定义（方式） 注：对应的保护压板插入，保护动作时发信并出口跳闸；对应的保护压板拔掉，保护动作时 只发信，不出口跳闸。
2.5 2.6投入保护 开启液晶屏的背光电源，在人机界面的主画面中观察此保护是否已投入。（注：该保护投入时其运行指示灯是亮的。）如果该保护的运行指示灯是暗的，在“投退保护”的子画面点击投入该保护。 2.7参数监视 点击进入发电机转子接地保护监视界面，可监视保护整定值，开/合电流，接地电阻计算值等信息。 三、保护动作整定值测试 3.1 动作值校正曲线的测定 在保护装置端子排接转子电压负极端子与接大轴的端子之间接一电阻箱，使电阻箱的电阻分别为5KΩ、10 KΩ，观察并记录界面上显示的测量电阻值。要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。 模范现场运行工况，接入专用转子一点接地测试装置，在此模拟测试装置的正极和负极之间加入一直流电压，设置接地电阻0KΩ、5KΩ、10 KΩ，设置接地方式负极接地、正极接地，观察界面显示的测量电阻值，要求：显示电阻值清晰稳定，显示电阻与外加电阻之差应小于10%。 如果测量精度不满足，需检查调整硬件，重新测试。 电阻小于整定值时，保护动作，记录动作电阻。 注：该保护在现场接入后需重新测试。在整定值那点，利用漏电流补偿，可以调整测量电阻的精度。 3.2动作时间定值测试 注：一点接地保护时间整定误差为±1秒 保护逻辑是否正确（打“√”表示）：正确□错误□ 保护出口方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□ 保护信号方式是否正确（打“√”表示）：正确□错误□
什么是小电流接地系统？什么又是大电流接地系统？ 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，让瓦斯继电器发出告警信号（轻瓦斯保护），短路严重的时候，气温很高，会让油面上升，冲到瓦斯继电器的动作位置，发生跳闸信号（重瓦斯保护）。由于瓦斯保护可以保护到差动保护所保护不到的位置——铁心。所以瓦斯和差动一起构成变压器的主保护。 我国现在的10KV 110KV 220KV 500KV （国网已经有1000KV）高压输电线路都是没有零线的，因为这些电压等级都是不可以直接被设备（少数超高压设备除外）所接受的。而我们平时用电最多的是3相4线制（TN—C系统），3根火线+1零线。而零线的作用是：1.中性线（N线），和火线一起接成相电压。2.充当某些运行设备的中性点接地（工作接地）。3.和设备外壳相接充当保护（P线）。而这些在10KV以上电压等级是不需要的，110KV以上的输电线路上方有2条架空零线（或称架空避雷线、架空地线），其作用是起避雷作用（防止雷电波）。所以日常见到的高压进线没零线。 9 r5 _/ w1 P$ d: C 问到1相接地的问题，高压输电线都是需要保护的（禁止在无保护的条件下运行），110KV一般有一套保护，220KV以上则需要2套原理不同、且来自不同厂家的保护，运用比较广泛的是光纤纵差和高频保护。当发生一相接地的时候会发生跳闸，因为线路都有重合闸（分单重、3重、综重），在判定为永久性故障后不进行重合。所以：短路——重合——跳闸。 , _" b" p+ V& h' x" A3 p 关于大、小电流接地系统的问题，大电流接地系统是指中性点直接接地系统，像我们的3相4 线制就属于，因为在发生故障的时候接地电流会比较大。小电流接地系统包括：中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点经大电阻接地系统。发生故障的时候接地电流比较小。电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护？在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，
设计题目：小电流接地系统单相故障matlab仿真 中文摘要：使用matlab和 simulink模拟小电流接地系统单相接地故障。 关键字：matlab， simulink，小电流系统，单相接地故障。小电流接地系统单相故障 电网中性点接地系统的分类方法有很多种，其中最常用的是按照接地短路时接地电流的大小分为大电流接地系统和小电流接地系统。电网中性点采用哪种接地方式主要取决于供电可靠性（是否允许带一相接地时继续运行）和限制过电压两个因素。我国规定110kv以上电压等级的系统采用中性点直接接地方式，35kv及以下的配电系统采用小电流接地方式（中性点不接地或经消弧线圈接地）。 在小电流接地系统中发生单相接地时，由于故障点的电流很小，而且三相之间的线电压任然保持对称，对负荷的供电没有影响，因此，在一般情况下都允许系统在继续运行1~2小时，而不必立即跳闸，这也是采用小电流接地系统运行的主要优点。但是在单相接地以后，其他两相的对地电压要升高根号三倍，为了防止故障进一步扩大成两点或多点接地短路，就应及时发出信号，以便运行人员采取措施予以消除。 小电流接地系统单相故障特点简介 对于如图1-1所示的中性点不接地系统，单相接地故障发生后，由于中性点N不接地， 所以没有形成短路电流通路，故障相都将流过正常 负荷电流，线电压任然保持对称，因此可以短时不 予以切除。这段时间可以用于查明故障原因并排除 故障，或者进行倒负荷操作，因此该方式对于用户 的供电可靠性高，但是接地相电压将降低，非接地 相电压将升高至线电压，对电气设备绝缘造成威胁。单相接地故障发生后系统不能长期运行。事实上，对于中性点不接地系统，由于线路分布电容（电容数值不大，而容抗很大）的存在，接地故障点和导线对地电容还是能够形成电流通路的，从而有数值不大的电容性电流在导线和大地之间流通。一般情况下，这个容性电流在接地故障点将以电弧形式存在，电弧产生的高温会损毁设备，甚至引起附近建筑物燃烧起火，不稳定的电弧燃烧还会引起弧光过电压，造成非接地相绝缘击穿进而发展成为相间故障，导致断路器动作跳闸，中断对用户的供电。 中性点不接地系统发生单相接地时的故障特点如下 1）在发生单相接地时，全系统都将出现零序电压。 2）在非故障的元件上有零序电流，其数值等于本身的对地电容电流，电容电流的实际方向为由母线流向线路。 3）在故障线路上，零序电流为全系统非故障元件对地电容电流之总和，数值一般较大，电容电流的实际方向为由线路流向母线。
1 课程设计的题目及目的 课程设计选题 如图1所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为Ua=1∠-120，Uc=1∠120. （1）求系统C 的正序电抗； （2）求K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）求K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流(假设故障前线路中没有电流)。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 2T 25.02==''X X d 图1 电路原理图 课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件；
2设计原理 基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 电力系统各序网络的制定 应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须作出电力系统的各序网络。为此，应根据电力系统的接线图，中型点接地情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况。凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。除中性点接地阻抗，空载线路以及空载变压器外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示，如图2所示；负序电流能流通的元件与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因次，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，便得到负序网络如图3所示；在短路点电流施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地才能构成通路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的接法有密切的关系。如图4所示。利用各序的网络图可以计算出相应的序阻抗。 图2 系统的正序网络 X c X T X L X T X d ” C V fa(1) G + + +