中性点不接地系统单相接地故障零序电流分析
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中性点不接地系统的单相接地故障特征1.发生相间短路:由于中性点不接地,当一个相线与地相连时,中性点电压会产生较大的幅值,可能达到相电压的一半甚至更高。
这会导致相间短路故障的发生,使得电力网络中的保护装置动作,造成系统的故障。
2.极限接地过电压:中性点不接地系统中,当系统发生相间短路时,中性点电压会升高,造成系统的过电压。
这会导致绝缘系统的耐压能力超过其额定电压而发生击穿,极限接地过电压的产生将对系统的稳定性造成严重的威胁。
3.零序电流的存在:在中性点不接地系统中,会发生零序电流的存在。
由于系统中的负载、非线性设备和不对称工作的原因,电流存在不对称的情况,导致系统中产生零序电流。
对于无限制地接的系统,零序电流会通过接地系统回流,但在中性点不接地系统中,零序电流无处回流,形成积累,对系统的性能产生负面影响。
4.地电流的存在:由于中性点不接地,系统中的电流无法通过接地系统回流,而是通过其他路径流出。
这会导致地电流的存在,造成地下管线腐蚀、土壤电势的升高以及对地结构的侵蚀。
地电流的存在也会对周围环境产生影响,如对植被的破坏等。
5.故障定位困难:由于中性点不接地系统中无法直接测量电流和电压之间的关系,故障的定位变得困难。
故障发生后,需要通过其他附加的检测装置进行故障的定位和诊断,这增加了故障处理和维修的复杂性。
总之,中性点不接地系统的故障特征主要包括相间短路、极限接地过电压、零序电流的存在、地电流的存在以及故障定位困难等。
这些问题对系统的稳定性和性能产生不利影响,因此在电力系统设计和运行中需要考虑中性点的接地问题,选择合适的接地方式,以确保系统的正常运行和安全性。
中性点不接地系统在线故障定位的零序相量法对中性点不接地配电系统发生单相接地故障进行了分析,得出了各支路零序电流与零序电压之间的幅值相位关系,进一步提出了在线故障定位的零序相量法。
该方法采用了相合成法测量方式,借助GPS和GPRS技术来实现相位差测量,并给出了相合成法实际检测判据。
理论分析和ATP仿真表明了该方法的有效性。
标签:在线故障定位;中性点不接地系统;相位差;零序相量;相合成法0 引言随着用户对供电质量要求的不断提高,在线解决配电网故障定位问题成为供电部门的迫切需要。
然而配电网一般采用小电流接地方式,发生单相接地故障时,接地电流比较小,并且配电网线路接线复杂,分支较多,确定故障点比较困难[1-2]。
文献[3-4]提出了基于故障指示器在线故障定位的方法,该方法对中性点不接地系统短路故障有一定效果,但判别接地故障效果不理想。
文献[5-6]通过检测注入的特殊频率信号来判断故障位置,这种方法易受接地电阻和线路分布电容的影响。
为此,本文提出了中性点不接地系统在线故障定位的零序电流相量法,该方法利用故障线路上故障路径与非故障路径的零序相差及零序电流幅值的不同确定故障分支、故障路径及故障点。
采用了相合成法测量方式,借助GPS和GPRS 技术来实现相位差测量,并给出了相合成法实际检测判据。
理论分析和ATP仿真表明了该方法的有效性。
1 单相接地故障分析以图1所示系统为例,对中性点不接地系统发生单相接地故障后的零序电压和零序电流进行分析。
图1所示系统具有n条出线,出线n上A相经电阻接地,接地电阻为R,接地点将线路分为x和y2部分。
通过对中性点不接地系统单相接地故障的电路分析,得出如下结论:(1)以线路正方向为零序电流的正方向,故障路径上的零序电流相位滞后零序电压,非故障路径上的零序电流超前零序电压。
(2)从电流走向可以看出,沿着故障路径零序电流是逐渐增大的,故障点前最大;故障点后比故障点前零序电流小很多(不包含故障线路极长的情况),且沿线路方向逐渐减小。
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
10kV变配电站单相接地与零序过电流保护有关问题分析
微机保护装置有单相接地保护与零序过电流保护,单相接地保护又称为小电流接地选线。
单相接地保护与零序过电流保护是两种完全不同的保护。
1
倍。
1.2
序过电流保护。
2电源中性点不接地的供电系统单相接地小电流接地选线
2.1电源中性点不接地的供电系统单相接地保护可选用小电流接地选线装置。
二次电路设计时将所有零序电流互感器和Y/Y/△(开口三角形)型电压互感器的开口三角形电压接到小电流接地选线装置的测量端子上,就可以检测出是某一路线路发
生单相接地故障,然后进行报警或跳闸。
需要跳闸时还应将跳闸输出接到所需要跳闸的回路。
二次电路接线比较多。
2.2微机保护装置都有单相接地保护后,保护原理与小电流接地选线装置完全相同,不仅节省了一套设备,可以直接跳闸,二次电路接线也简化了许多。
3电源中性点不接地的供电系统单相接地保护的整定
3 3.2
4
随着10kV供电系统电网的不断扩大,对地电容电流也随之增加,发生单相接地故障后故障电流比较大,需要立即跳闸,为了提高单相接地故障后保护跳闸的可靠性,将电源中性点串联一个电阻后接地,发生单相接地故障后故障电流就成为对地短路电流。
此时零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流,发生单相接地故障后故障电流为对地短路电流。
零序过电流保护整定可以按照躲过三相不平衡电流来
整定。
单相接地保护动作的可靠性就可以提高。
10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理文章结合宝钢冷轧薄板厂的相关经验,综述了中性点不接地系统发生单相接地短路故障的原因、影响,从管理及技术两方面总结了预防、处理小电流接地系统发生单相接地短路故障的措施、步骤和办法。
标签:不接地系统;单相接地;小电流接地宝钢冷轧薄板厂10kV系统属于中性点不接地的系统,也成为小电流接地的系统。
这种系统的最大的优点是:采用中性点不接地的,“三相三线”的供电方式,大大地提高了供电的可靠性,减少了线路损耗,降低了跳闸发生率,增强了线路的绝缘。
当电网发生单相接地故障时,暂时不会影响用户的用电,电网可以带故障运行1-2小时。
然而当发生单相接地故障后,非故障相对地电压将抬升至接近线电压,对地电容电流亦将增大。
如此极易导致电网非故障相的绝缘的薄弱处发生对地绝缘的击穿,造成两相或者三相短路,事故范围扩大。
急剧增加的电容电流极容易造成接地弧光,而且难以自动熄灭,还会产生间隙弧光性过电压,损坏设备,破坏电网的稳定性。
因此,如果系统发生单相接地故障,必须在最短的时间内查到故障点,并及时处理。
1 中性点不接地系统单相接地原理中性点不接地电网在正常运行时,三相对地电压呈对称性,中性点对地电压为零,无零序电压。
由于各相对地电容均相同,故各相电容电流相等,并超前于各相电压90度。
可得出下列结论[1]:(1)中性点不接地电网发生单相接地后,中性点电压UN上升为相压电(-EA),A、B、C三相对地电压:冷轧薄板厂发生此类故障后,读取各相相电压,故障相相电压平均在0.6kV,其余两相相电压平均在9.8kV。
各相相电压情况也是我厂单相接地故障报警是否真是的最终判断标准,即为电网线电压。
同时电网出现零序电压:(2)所有线路都出现零序电流,故障线路的接地电容电流等于所有其他线路的接地电容电流的总和。
根据历史统计,冷轧薄板厂单相接地电流一般在40至60安培之间。
(3)故障线路零序电流相位滞后零序电压90度,非故障线路的零序电流相位超前零序电压90度两者之间相差180度。
中性点不接地系统单相接地时判断与处理摘要:在中性点不接地系统中单相接地故障是最常见的,约占配电网故障的80%以上。
本文主要对中性点不接地系统在发生单相接地时,出现的一些故障现象、表计和信号装置的动作情况加以分析,从而来判断出接地故障是站内接地还是站外接地,是真接地还是假接地,以便于运行人员依据这些信息作出正确的判断,并按照有关事故处理规程的规定,采取相应的措施,迅速地将故障排除。
关键词:小电流接地系统零序电压零序电流绝缘监察真假接地1.前言:我国电力系统中性点的运行方式主要有:中性点不接地,中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地三种,前两种接地系统称为“小电流接地系统”。
在小电流接地系统中单相接地故障是最常见的,约占配电网故障的80%以上。
同样石化电网35KV系统单相接地故障发生率也是比较高的,从对渣油总降的统计来看,仅2000年一年发生的次数就达十次之多,而且都集中在8-10月份(见下表)。
单相接地时,由于故障电流小,使得故障选线较困难。
常规变电所是靠绝缘监视装置发出信号,告知运行人员。
然后由运行人员通过接在电压互感器二次相电压中表的量值来判断故障点。
由于绝缘监视装置只能判断某一电压等级系统有无接地,而不能指出故障点所在的线路,所以为了找出故障点,必须依次短时断开各条线路开关,确认是非故障线路后再恢复供电。
这样,严重影响了供电的可靠性。
我们石化电网是按顺序来试拉的,重要的负荷后拉,不重要的负荷先拉,因此有时故障消除的时间就比较长,在这个过程中,可能会引发弧光接地过电压或短路等后果,影响整个装置的安全生产。
2001年3月14日11时40分,渣油总降煤渣356进线电缆头因电缆层的绝缘老化,B相电缆头绝缘层被击穿触发单相接地,电弧引起电缆层燃烧,所幸当班值班员发现及时,处理得当,没有引起重大的后果,而此电缆头在1998年12月8日已发生过接地故障,这总是一种隐患,所以石化电网35KV系统单相接地的问题必须得加以重视。
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,图中表示负荷就是断开的,因为单相接地时三相的相线电压与负荷电流仍然对称,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,并三相电容电流之与为零,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。
于就是A 相对地电容被短接,只有B 相与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(-aE ),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 0150j e ,C U =CA U =C E -A E =3AE 0150j e ,由于相电压与电容电流的对称性已破坏,因而出现了零序电压与零序电流,因为A U =0,所以零序电压03U =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 与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 0jWC ,C I =CC jX U - =C U 0jWC ,其有效值为B I +C I =3X U 0WC ,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:03I =-(B I +C I )=-(B U +C U )0jWC 。
中性点不接地系统单相接地故障的分析及处理中性点不接地系统(Ungrounded Neutral System)是指电网中的中性点不与地相连接或与地接触不良的电力系统。
当单相接地故障发生时,中性点不接地系统会出现特定的问题,需要进行详细的分析和处理。
1.故障分析
2.故障处理
(1)故障检测:针对中性点不接地系统的单相接地故障,首先需要及时准确地检测故障点的位置。
可以采用故障指示器、故障录波器等设备进行监测和记录,以便进行后续的处理。
(2)故障隔离:一旦发生单相接地故障,需要及时地隔离故障点,防止故障电流继续扩大。
可以采用故障断路器、隔离开关等设备进行故障隔离,将故障线路与正常线路分开。
(3)通信和保护系统调整:中性点不接地系统的通信和保护系统需要进行相应的调整和优化。
保护继电器需要能够及时准确地检测故障,并发出相应的保护命令。
通信系统需要实现故障信息的及时传输和处理,以便进行故障排除和恢复。
(4)接地系统改造:为了解决中性点不接地系统单相接地故障的问题,需要进行接地系统的改造。
可以考虑增加接地电阻,改进接地装置的连接方式,提高系统的接地可靠性。
(5)预防措施:除了对已发生的单相接地故障进行处理外,还需要采取一系列的预防措施,以防止类似故障的再次发生。
可以进行系统的巡
检和维护,定期检测接地系统的连接情况;加强对人员的安全教育和培训,提高他们对中性点不接地系统的认识和理解。
总之,中性点不接地系统单相接地故障的分析和处理需要综合考虑电
网的特点和要求,通过故障检测、隔离、通信和保护系统调整、接地系统
改造等措施,确保故障能够快速准确地得到处理,保证电网的安全稳定运行。
10kV中心点不接地系统单相接地故障分析及处理作者:刘兆炼来源:《科技创新与应用》2016年第09期摘要:文章结合宝钢冷轧薄板厂的相关经验,综述了中性点不接地系统发生单相接地短路故障的原因、影响,从管理及技术两方面总结了预防、处理小电流接地系统发生单相接地短路故障的措施、步骤和办法。
关键词:不接地系统;单相接地;小电流接地宝钢冷轧薄板厂10kV系统属于中性点不接地的系统,也成为小电流接地的系统。
这种系统的最大的优点是:采用中性点不接地的,“三相三线”的供电方式,大大地提高了供电的可靠性,减少了线路损耗,降低了跳闸发生率,增强了线路的绝缘。
当电网发生单相接地故障时,暂时不会影响用户的用电,电网可以带故障运行1-2小时。
然而当发生单相接地故障后,非故障相对地电压将抬升至接近线电压,对地电容电流亦将增大。
如此极易导致电网非故障相的绝缘的薄弱处发生对地绝缘的击穿,造成两相或者三相短路,事故范围扩大。
急剧增加的电容电流极容易造成接地弧光,而且难以自动熄灭,还会产生间隙弧光性过电压,损坏设备,破坏电网的稳定性。
因此,如果系统发生单相接地故障,必须在最短的时间内查到故障点,并及时处理。
1 中性点不接地系统单相接地原理中性点不接地电网在正常运行时,三相对地电压呈对称性,中性点对地电压为零,无零序电压。
由于各相对地电容均相同,故各相电容电流相等,并超前于各相电压90度。
可得出下列结论[1]:(1)中性点不接地电网发生单相接地后,中性点电压UN上升为相压电(-EA),A、B、C三相对地电压:冷轧薄板厂发生此类故障后,读取各相相电压,故障相相电压平均在0.6kV,其余两相相电压平均在9.8kV。
各相相电压情况也是我厂单相接地故障报警是否真是的最终判断标准,即为电网线电压。
同时电网出现零序电压:(2)所有线路都出现零序电流,故障线路的接地电容电流等于所有其他线路的接地电容电流的总和。
根据历史统计,冷轧薄板厂单相接地电流一般在40至60安培之间。
中性点不接地系统,单相接地故障时电流流入大地后去哪了中性点不接地系统仅仅指矿山、冶金、应急电源和医院手术室等特殊行业的供电系统,根据国际标准IEC60364,IT第一个字母的 I 表示电源端与地的关系,就是说低压带电导体与大地的绝缘状态或者由一点高阻抗电阻接地:T 表示电源端有一点直接接地;运用 IT 方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
在中性点不接地的系统中,当发生一相接地,此时的电流为非故障相对地的电容性电流,其电流值很小,外露导体导电部分的电压不超过50V;且站在地面上的工作人员又触及到另一相时,那么人体所承受的电压将为相电压的/3倍,即线电压值。
在中性点不接地的系统中,当发生一相接地时,由于接地电流很小,系统中的继电保护不能迅速动作切断电源,很不安全。
在中性点不接地的系统中一相接地时将使另外两相的对地电压升高到线电压。
但是,中性点不接地也有好处。
第一,一相接地往往是瞬时的,能自动消除,在中性点不接地的系统中,就不会跳闸而发生停电事故;第二,一相接地故障可以允许短时存在,这样便于寻找故障和修复。
即便是IT系统,最终电气设备也必须安装安全用电的保护接地,其接地装置的电阻值要符合标准值;保护接地就是将电气设备的金属外壳或金属支架等与接地装置连接,使电气设备不带电部分与大地保持相同的电位(大地的电位在正常时等于零),从而有效地防止触电事故的发生,保障人身安全它适用于电源中性点不接地的低压电网。
最终单相接地故障电流都流入了大地而结束了,再也没有去处了,这是因为大地是一个无穷大的散流体,所谓无穷大是相对电压、电流而言。
无论多高的电压,多大的电流,都不能改变大地始终保持零电位的特性。
由于 IT 系统的不利因素使它的应用受到限制。
在我国由于不了解 IT 系统,除在矿井、冶金企业以及有些局部范围内采用 IT 系统外,在建筑物电气装置配电中几乎不采用 IT 系统。
中性点非直接接地系统单相接地零序保护在高压电力系统中,常常采用中性点非直接接地系统,以降低接地电流和提高系统可靠性。
然而,在系统中出现单相接地故障时,不及时进行保护会对设备和人员造成极大的危害。
因此,在中性点非直接接地系统中,单相接地零序保护尤为重要。
中性点非直接接地系统传统的电力系统接地方式是直接接地,即将变压器中性点直接接地。
这种方式可以很好地保护设备和人员,但接地电流较大,同时因为接地电阻的存在,也会对系统的可靠性造成影响。
为了降低接地电流和提高系统可靠性,中性点非直接接地系统被广泛应用。
中性点非直接接地系统采用了电容接地方式,即将中性点通过电容器接地。
由于电容器对于高频电流有很大的阻抗,因此可以阻挡高频电流的流动,从而降低接地电流的大小。
单相接地故障在中性点非直接接地系统中,如果系统的一相短路到地,则会形成单相接地故障。
此时,由于其它两相和中性点并没有短路,因此会形成一个电路回路,使得短路点处的电流呈现出谐波成分,谐波的频率为系统的工频2倍、3倍、4倍、5倍……单相接地故障如果不进行及时保护,会对系统造成很大的危害。
其危害主要有以下几点:•会造成设备的强迫停电;•会对设备造成损坏,如电缆断裂、电缆烧毁等;•会产生电弧,并释放大量的能量,对人员造成威胁。
因此,单相接地零序保护成为了中性点非直接接地系统中的重要保护手段。
单相接地零序保护单相接地零序保护是利用附加变压器来检测和保护单相接地故障的一种保护方式。
其基本原理是通过对电网上三相电流进行比较,产生一个零序电流信号,当零序电流超过一定的阈值时,即可判断为单相接地故障,并给出保护动作信号。
在附加变压器中,起到检测作用的是互感器,其原理图如下:| 1 4 |3 -------> | | --------> 2| 2__3__ |如图,附加变压器主要由一组1-4绕组和两组2-3绕组组成。
其中,1-4绕组主要用于检测电流,其余部分用于耦合,使得1-4绕组的信号可以被传递到2绕组上。
中性点电流与零序电流的区别
一、中性点电流:三相电流向量相加之和。
举例:三相负荷电流分别是:I a=100∠00(A);I b=80∠-1200(A);Ic=110∠1200(A);求中性点电流In?
解:In=100-40-j69.3-55+j95.3
=5+j26
=26.5∠790(A)
向量分析:a I
n I
c I b I
由于受到绘图程序的限制,该向量图不十分标准,仅供参考。
通过向量分析和运算结果证明,中性点电流等于三相电流向量相加之和。
二、零序电流:在中性点不接地系统中,当出现单相接地故障时的接地电流Ic。
Ic=3Ic0=3U相ωC
采用简易公式计算:
UL(A)
1.对于架空线路 Ic(架空)=
350
UL(A)
2.对于电缆线路 Ic(电缆)=
10
举例:已知热电厂10KV供电线路有8回,额定电压为10.5KV,
架空线路总长度为9.6Km ,电缆线路总长度为6Km ,计算单相接地时系统总的零序(电容)电流为多少安?
解:根据公式1、2计算出10KV 供电线路单相接地时的零序(电容)电流为:
Ic (总)=3509.610.5⨯+10
610.5⨯=0.288+6.3≈6.6(A )
通过分析对比,希望群友能够判明中性点电流与零序电流的区别,本人就不再赘述。
如有不妥之处,可提出讨论。
李竟(默契心声)
2011年8月2日10时20分。
中性点非直接接地系统单相接地故障分析电力系统的中性点是指发电机和变压器的中性点,中性点直接接地的系统称为中性点直接接地系统(又称大电流接地系统),110KV及以上系统采用这种方式;中性点经消弧线圈和不接地的系统称为非直接接地系统(又称小电流接地系统),35KV及以下6KV、10KV的电力系统,均采用中性点非直接接地系统。
发生单相接地后,不影响用户的工作,因而负载电流没有变化,对电力系统造成的危害并不大,但是,长期接地运行,可能引起未故障相绝缘薄弱处损坏,造成两相接地短路。
电力系统规定,中性点非直接接地系统发生单相接地故障可以运行两个小时。
中性点非直接接地系统分不接地系统和经消弧线圈接地系统,下面针对银河科技西安分公司的YH-B2100 小电流接地选线现场试验调试中的数据和现象做一具体分析,由于本人水平所限,只能作为一点经验之谈以共分享,不当之处谨请指正。
为了便于讨论分析,假设三相系统是对称的并奖相对地之间的电容用集中于线路中央的电容C来代替。
如图1所示。
1.中性点不接地系统的正常运行正常运行时,设各相负载电流相等,各相对地的电压U A、U B、U C是对称的,如图2所示中,电源各相的电流、、分别等于负载电流、、及各相对地电容电流的相量和。
因为三相对地电容电流的大小相等,相位互差120º,故其相量和等于零,所以地中没有电容电流流过,中性点对地电位为零。
实际运行中,由于架空线三相排列不对称,换位不完全等原因,各相对地电容不完全相等,对地电位也不等于零,出现中性点位移的现象,对此我们忽略不计,不予讨论。
2.单相接地故障当单相接地绝缘损坏,发生单相接地故障后,若接地电阻为零,称为金属性接地,否则为非金属性接地(非直接接地),发生单相接地后中性点对地电位上升或者上升为相电压,接地相电压为零,非接地相电压上升或者上升为线电压,方向与原来电压相反。
银河科技西安分公司的YH-B2100接地选线装置可以将其接地后的零序电流基波、零序电压值和角度准确的显示在装置液晶面板上,通过角度的分析装置能准确的选出接地线路和接地相,这里就现场接地后的具体数据做一分析,这样就可以不难理解发生单相接地后存在的现象了,对于没有条件安装小电流接地选线的,单相接地后可以通过相位表判断接地相和接地线路。
中性点不接地系统发生单相接地时向量分析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(-aE ),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 0150j e -,C U ' =CA U =C E -A E =3AE 0150j 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03U =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BU ' 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 -' =BU ' 0jWC ,C I =CC jX U -' =C U ' 0jWC ,其有效值为B I +C I =3X U 0WC ,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:03I =-(B I +C I )=-(BU ' +C U ' )0jWC 。
中性点非直接接地系统的零序保护(一)中性点不搪地系统的零序保护1、单相接地故障的特点中性点不接地系统,正常运行时三相对称,中性点对地电压等于零,全系统没有零序电压和零序电流。
当系统发生单相接地时,系统各处故障相的对地电压等于零。
三相对地电压不平衡,出现零序电压;系统电流分布如图3-17所示。
图示为三条线路L1、L2和L3,假设均未带负荷,在线路L3上发生A相单相接地故障,由于系统中性点不接地,发生单相接地短路时,系统没有其他的直接接地点,短路电流只能通过单相接地故障点和各条线路非故障相对地分布电容构成通路,根据图示电流分布,中性点不接地系统发生单相接地故障时有如下特点:1)故障相对地电压等于零,系统出现零序电压;2)所有线路出现接地电流(零序电流),接地电流为容性电流;故障点接地电流等于所有线路的对地电容电流之和;3)故障线路的零序电流等于所有非故障线路的电容电流之和,方向由线路流向母线;4)非故障线路的零序电流等于本身线路非故障相的对地电容电流,方向由母线流向线路。
可见,中性点不接地系统发生单相接地故障时的零序电流数值不大,三相电压之间的线电压仍然对称,能够对负荷供电,因此不必立即跳闸,可以连续运行l~2h。
为了防止故障发展扩大,要求此时继电保护动作发出信号。
2.单相接地保护目前,对于中性点不接地系统,通常采用绝缘监视和接地选线的方式实现单相接地保护。
(1)绝缘监视装置。
绝缘监视装置反应中性点不接地系统发生单相接地故障时,系统出现零序电压而动作发出信号,也称为零序电压保护,原理接线图如图3-18所示。
电压互感器二次有两组绕组,其中一组接成星形,接三个电压表,用于测量各相对地电压;另一组接成开口三角形,用于测量零序电压,用过电压继电器KV反应零序电压。
系统正常运行时,三相对称,无零序电压,过电压继电器KV不动作,三个电压表指示相同,为相电压;发生单相接地,系统出现零序电压,过电压继电器KV动作后接通信号回路,发出接地故障信号,此时接地相电压降低,根据电压表PV的读数可判断接地相。
中性点不直接接地系统单相接地故障的仿真分析一、选题的依据及意义:电力系统是由发电、变电、输电、配电、供电、用电等设备和技术组成的将一次能源转换为电能的同一系统。
配电网是电力系统的重要组成部分,在电力系统的各个环节中作为末端直接与用户相连接。
一方面直接体现对用户的供电可靠性和电能质量;另一方面,配电网由于电压等级低、缺乏有效的优化运行手段,功率损耗普遍较高,是电力系统经济运行的挖潜大户【1】电力系统中性点是否接地及以何种形式接地,是涉及到技术、经济、安全等多方面的综合问题。
目前处理方式主要有:直接接地、电抗接地、低阻接地、高阻接地、消弧线圈接地和不接地。
我国的6~35kv配电网电力系统多属于小电流系统,又称中性点非有效接地系统。
接地故障是指由于导体与地连接或对地绝缘电阻变得小于规定值而引起的故障。
根据电力运行部门的故障统计,由于外界因素(如雷害、风害、鸟害等)的影响,配电网单相接地故障是配电网故障中最常见的,发生率最高,占整个电气短路故障的80%以上。
当发生单相接地故障时,由于不能构成低阻抗的短路回路,接地短路电流很小,故称为小电流接地系统。
它的优点在于发生单相接地故障时多数情况下可以自动熄弧并恢复绝缘。
当线路发生永久性单相金属性接地故障后,三相系统的相电压与线电压仍然是对称的,大小与相位并不变化,但系统的接地相对地电容被短接,对地电压都变为零,中性点电压上升为相电压,非接地相对地电压升高至原来的倍,长时间运行会破坏系统的绝缘,对接入系统中的线路、配电、变电设备等造成损害。
为防止另一相再接地而引起两相短路,甚至三相短路,因而必须限制一定时间内排除单项故障【2-4】。
由于故障电流小,系统可带故障继续运行一定时间,不必立即跳闸,不影响对负荷的连续供电。
因而小电流接地方式可显著提高供电可靠性,同时也具有提高对设备和人身安全性、降低对通讯系统电磁干扰等优点。
但长时间带故障运行,特别是间歇性弧光接地故障时,过电压(特别是弧光过电压)容易使电力设备出现新的接地点使事故扩大;同时故障电流可能使故障点永久烧坏,最终引起短路故障。
中性点不接地系统单相接地故障零序电流分析
2003年9月22日作者: ZG电力系统自动化本文已被浏览 291 次
中性点不接地系统单相接地故障零序电流分析
王德江,梁清华,王晓明
(辽宁工学院,辽宁锦州121001)
摘要:对中性点不接地系统单相接地时零序暂态电流和零序全相电流特性进行分析。
指出采用零序暂态电流选线时,由于存在无暂态过程的情况,因此有局限性;而采用零序基波电流选线,则必须在同一周波内完成采样,尽量增加采样点数,并在同一时刻精确测量对应采样点的量值。
关键词:暂态电流;基波电流;故障选线
1引言
小电流接地系统单相接地故障选线至今仍然是配电自动化的一个重要研究课题。
根据单相接地时出现的区别于正常运行时的物理现象,国内外专家提出各种各样的故障选线方法。
如采用零序基波或谐波电流的大小和方向进行故障选线,采用暂态电流故障选线,采用负序电流故障选线,等等。
这些方法各有其优缺点,需要进一步研究和完善。
本文通过对中性点不接地系统单相接地时零序暂态电流和零序全电流的分析,指出在中性点不接地系统中采用零序暂态电流故障选线的局限性和采用零序基波电流故障选线应注意的问题。
2零序等效电路和零序电流表达式
中性点不接地系统单相接地时3I0回路等效电路如图1所示。
Cn为第n条线路的相对地等效电容,R为接地过渡电阻。
由于线路相对地等效电阻值远大于相对地等效容抗值,故忽略不计。
u=Umsin(ωt+α)是故障相电源电压。
当发生单相接地故障时,相当于图1的零状态响应。
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根据克希荷夫电压定律,列出t≥0图1电路中电压和电流的微分过程[ 相关贴图]
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