單相接地時(shí)零序電流電壓分析

1、下面對(duì)系統(tǒng)單相接地時(shí)，零序電流與電壓之間的關(guān)系做簡(jiǎn)單的分析:將某用電系統(tǒng)簡(jiǎn)化為上圖：（將所有正常回路簡(jiǎn)化為第一條回路，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(duì)存在或不存在接地故障情況下，電壓及對(duì)地電容電流進(jìn)行分析。對(duì)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(cè)量、開(kāi)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(cè)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600

2、0V,則在每一測(cè)量PT的二次線圈中電壓為1003 V，兩相之間的電壓為100V在開(kāi)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(kāi)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

3、下，由上圖也可以看出系統(tǒng)正常時(shí)開(kāi)口三角UL0(向量)為0二、如果C相保險(xiǎn)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(shí)開(kāi)口三角電壓與相電壓大小相等，方向相反。即有：一相保險(xiǎn)熔斷（無(wú)論高壓側(cè)低壓側(cè)）開(kāi)口三角電壓約為33.3V，同理可知：如果一相保險(xiǎn)熔斷（無(wú)論高壓側(cè)低壓側(cè)），開(kāi)

4、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(xiǎn)熔斷（無(wú)論高壓側(cè)低壓側(cè)），開(kāi)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(diǎn)N對(duì)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

5、+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(guò)程及向量圖均可以看出，此時(shí)A相、B相相電壓增大為原來(lái)的3倍，即升高到了線電壓，而A相電壓方向變?yōu)闇笤瓉?lái)的相電壓，B相電壓方向變?yōu)槌傲嗽瓉?lái)的B相電壓300，此時(shí)PT二次側(cè)A相、B相電壓也相應(yīng)增大為原來(lái)的3倍，且其方向分別與UA（向量）,UB（向量）相同。

6、此時(shí)，開(kāi)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(shí)開(kāi)口三角電壓與原來(lái)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(duì)該系統(tǒng)電容電流情況分析如下：所謂的對(duì)地電容，實(shí)際上是導(dǎo)體對(duì)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

7、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(guò)的電容電流是三相導(dǎo)體對(duì)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(gè)系統(tǒng)中的C相對(duì)地電壓變?yōu)?，C相導(dǎo)體與“地”之間沒(méi)有電壓，也就不存在電容電流，此時(shí)零序互感器在流過(guò)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+

8、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(shí)，非故障回路的零序互感器測(cè)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(shí)該回路每相導(dǎo)體對(duì)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(kāi)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(kāi)口三角電壓90度。而故障回路的零序電流是整個(gè)系統(tǒng)中A、B兩相電容電流的矢量和，其方向?yàn)閺耐獠苛魅雽?dǎo)體，與正?；芈返牧阈螂娏鞣较蛳喾础Ｋ杂泄收匣芈妨阈螂娏鳒箝_(kāi)口三角電壓90度。電纜各相之間及各相對(duì)外皮之間象電容器樣當(dāng)電纜充電會(huì)有微小電流電流叫電纜電容電流；接地電容電流性點(diǎn)接地三相系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地通過(guò)接地點(diǎn)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(duì)地之間存著電容正常運(yùn)行時(shí)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(huì)從接地點(diǎn)返回形成回路因而通過(guò)接地點(diǎn)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