單相接地時零序電流電壓分析

下面對系統(tǒng)單相接地時，零序電流與電壓之間的關(guān)系做簡單的分析:將某用電系統(tǒng)簡化為上圖：（將所有正?；芈泛喕癁榈谝粭l回路，假定第二條回路出現(xiàn)接地故障,零序CT安裝位置如圖中1、2）下面就分別對存在或不存在接地故障情況下，電壓及對地電容電流進(jìn)行分析。對該系統(tǒng)電壓情況分析如下：一、在正常情況下一次電壓，二次電壓（測量、開口三角）關(guān)系如圖：UA(向量)與Ua(向量)、Ua0(向量)；UB(向量)與Ub(向量)、Ub0(向量)；UC(向量)與Uc(向量)、Uc0(向量)；方向分別相同 在測量線圈中變比為：UAUa=UBUb=UCUc=600031003=60即一二次側(cè)電壓比為60，即如果系統(tǒng)線電壓為6000V,則在每一測量PT的二次線圈中電壓為1003 V，兩相之間的電壓為100V在開口三角線圈中變比為：UAUa0=UBUb0=UCUc0=600031003=603即一二次側(cè)電壓比為603，即如果系統(tǒng)線電壓為6000V,則在每只PT的開口三角二次線圈中電壓為1003 V， UL0(向量)=Ua(向量)+ Ub(向量) +Uc(向量)= Umsint+Umsin(t+120)+Umsin(t+240)=Umsint+sintcos120+costsin120+sintcos240+costsin240= Umsint-12sint+32cost-12sint-32cost=0用向量圖的形式表示如下，由上圖也可以看出系統(tǒng)正常時開口三角UL0(向量)為0二、如果C相保險熔斷，那么UC(向量)=0，有UL0(向量)= Ua0(向量)+ Ub0(向量)=Um sint+sin(t+120) = Um sint+sintcos120 +cost sin120 = Um 12sint+32cost=-Umsintcos(-120) +cost sin(-120） =-Umsin（t-120）=Uc0（向量）用向量圖的形式表示如下，可以看出此時開口三角電壓與相電壓大小相等，方向相反。即有：一相保險熔斷（無論高壓側(cè)低壓側(cè)）開口三角電壓約為33.3V，同理可知：如果一相保險熔斷（無論高壓側(cè)低壓側(cè)），開口三角電壓與該相二次電壓大小相等，方向相反。電壓約為33.3V如果兩相保險熔斷（無論高壓側(cè)低壓側(cè)），開口三角電壓與正常相二次電壓大小相等，方向相同。電壓約為33.3V三、如果存在一相金屬性接地（假設(shè)為C相金屬性接地）則有：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)中性點N對地的電位 為零UA(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量)=UM sint-sin（t-120 ）=UMsint-sintcos120+costsin120= UM 32sint+32cost= 3UM 32sint+12cost= 3UM sintcos30+costsin30 = 3UMsin(t+30)UB(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量)= UM sin(t+120)-sin（t-120 ）= 3UMcost= 3UM sintcos90+costsin90 = 3UMsin(t+90)用向量圖的形式表示如下，由三角函數(shù)的推導(dǎo)過程及向量圖均可以看出，此時A相、B相相電壓增大為原來的3倍，即升高到了線電壓，而A相電壓方向變?yōu)闇笤瓉淼南嚯妷?，B相電壓方向變?yōu)槌傲嗽瓉淼腂相電壓300，此時PT二次側(cè)A相、B相電壓也相應(yīng)增大為原來的3倍，且其方向分別與UA（向量）,UB（向量）相同。此時，開口三角電壓為:UL0=Ua（向量）+Ub(向量)=3Umsin(t+30)+sin(t+90).=3Umsintcos30+costsin30+sintcos90+costsin90=3Um32sint+12cost+cost=3Um12sint+32cost=3Umsintcos60+costsin60=3Umsin(t+60)由三角函數(shù)的推導(dǎo)結(jié)果及向量圖均可以看出，此時開口三角電壓與原來的C相電壓方向相反，大小為其正常值的3倍即3 1003 V=100V對該系統(tǒng)電容電流情況分析如下：所謂的對地電容，實際上是導(dǎo)體對電纜半導(dǎo)體、屏蔽層及鋼鎧的電容。IA容向量=UA(向量）XA容IB容向量=UB(向量）XB容IC容向量=UC(向量）XC容其中XA(容)XB(容)XC(容)=X(容)零序互感器中流過的電容電流是三相導(dǎo)體對地電容的矢量和。正常情況下，每相電容電流幅值大致相等，方向滯后于產(chǎn)生它的電壓90度，即三相電容電流大小相等，方向互差120度。其矢量和為0.出現(xiàn)單相金屬性接地后，整個系統(tǒng)中的C相對地電壓變?yōu)?，C相導(dǎo)體與“地”之間沒有電壓，也就不存在電容電流，此時零序互感器在流過的電流是B、C兩相電容電流的矢量和。又有容性電流與產(chǎn)生它的電壓在方向上超前90度。非故障回路中德電容電流值為I容向量=IA容向量+IB容向量=3UMsin(t+30-90)XA(容）+3UMsin(t+90-90)XB(容）=3UMX(容） sin（t-60)+sint=3UMX(容） sintcos60-costsin60+sint=3UMX(容）12 sint-32cost+sint=3UMX(容）32 sint-12cost=3UMX(容） sintcos30-costsin30=3UMX(容）sin(t-30)用向量圖的形式表示如下，由以上分析可以看出：C相發(fā)生單相接地時，非故障回路的零序互感器測得的是該回路上A、B兩相電容電流的矢量和。其大小為系統(tǒng)正常時該回路每相導(dǎo)體對地電容電流的3倍，方向超前UA（向量）30度，而由前面的分析已知開口三角電壓滯后UA（向量）60度，所以非故障回路零序電流超前開口三角電壓90度。而故障回路的零序電流是整個系統(tǒng)中A、B兩相電容電流的矢量和，其方向為從外部流入導(dǎo)體，與正?；芈返牧阈螂娏鞣较蛳喾?。所以有故障回路零序電流滯后開口三角電壓90度。電纜各相之間及各相對外皮之間象電容器樣當(dāng)電纜充電會有微小電流電流叫電纜電容電流；接地電容電流性點接地三相系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地通過接地點電流；由于從變壓器二次側(cè)引出母線、導(dǎo)線、電纜等設(shè)備各相之間及各相對地之間存著電容正常運行時三相電容電流相同當(dāng)發(fā)生單相接地未接地相電容電流會從接地點返回形成回路因而通過接地點電流電容性又因接地而引起所我們稱之接地電容電流；接地電容電流的