超全面小电流接地系统：接地故障、铁磁谐振、PT断线、线路断线断线分析.pdf

振、PT断线、线路断线是小电流接地电网中的常见故障，需要人工排除。发生上述故障时，它们有一个共同特点，就是发接地信号（输电线路专指单电源单回线）。对于接地与谐振，在一些书籍和规程中说的较具体，大家比较熟悉。但在发接地信号时，一些运行职员对PT回路是否正常轻易忽视，特别是对输电线路断线时的特征不了解，往往误判定为接地故障，造成不必要的接地选择停电，并且拖延事故处理的时间。为此，有必要对后两种故障进行计算分析，并对各故障的特点进行比较。1故障时的电压计算分析1．1PT故障时的电压计算分析正常时，由于3U0取自PT的变比为／／，因此PT开口三角所属三绕组电压Ua＝Ub＝Uc＝100／3V，（1）开口三角绕组接反一相（c相）接反时，3＝－2c，即3U0＝66．7V；两相（b、c）接反时，30＝a－b－c＝2a，即3U0＝66．7V。（2）二次中性线断线二次中性线断线时，由于各相二次负载相同，二次三相电压不变，指示为Ua＝Ub＝Uc＝100／＝57．7V；当一次系统发生单相接地时，由于二次三相电压所构成的电压三角形Δabc为等边三角形，相同的各相二次负载所产生的三相对称电压在二次中性线断口形成57．7V的断口电压，因此二次三相电压仍不变，指示为57．7V，但开口三角电压为100V。（3）一次一相（两相）断线由于PT二次相间和各相均有负载，其负载阻抗所形成电路决定断相电压，，但要降低，其它相电压正常。图1单电源单回线断线运行一相（C相）断线时，30＝a＋b＝－c，即3U0＝33．3V；两相（B、C）断线时，30＝a，即30＝a。（4）二次一相（两相）断线由于无磁路系统的影响，断相电压比一次断线时要低，其他相正常。1．2线路断线时的电压计算分析（1）单电源单回线路一相断线在图1所示系统中，M及N侧主变中性点不接地或通过消弧线圈接地，当线路MN发生A相断线时的边界条件为：A＝0；B＋C＝0；ΔB＝0；ΔC＝0将上述条件用对称分量表示：A＝A1＋A2＋0＝0B＋C＝α2A1＋αA2＋0＋αA1＋α2A2＋0＝－（A1＋A2）＋20＝0因此A1＝－A2；0＝0而ΔA1＝（ΔA＋αΔB＋α2ΔC）／3＝ΔA／3ΔA2＝（ΔA＋α2ΔB＋αΔC）／3＝ΔA／3Δ0＝（ΔA＋ΔB＋ΔC）／3＝ΔA／3根据上述对称分量边界条件，可得复合序网如图2所示。在该单电源供电系统中，ΔA＝A－0＝A。在发生单相断线后，电动机将停止转动，综合正序阻抗即是负序阻抗为。由于M及N侧主变中性点不接地或通过消弧线圈接地，故0根据复合序网：因此ΔA＝3ΔA2＝3A／2。图2单电源单回线单相断线复合序网在A相断线后，由于N侧A相对地电容通过N侧主变形成电容电流，将使M侧中性点形成电压偏移OM。因此N侧电压为：AN＝AM－ΔA＝A＋OM－3A／2＝－A／2＋OMBN＝BM－ΔB＝B＋OM－0＝B＋OMCN＝CM－ΔC＝C＋OM－0＝C＋OM3ON＝AN＋BN＋CN＝－3A／2＋3OM所以3OM－3ON＝3A／2由上式可知，A相断线后，M、N两侧开口三角电压向量差的模为50V。若断相前，三相对地电容相等，则OM与ON方向相反，M、N两侧开口三角电压数值之和为50V，至于两侧开口三角电压的大小分配则取决于线路的断线位置。当M侧出线较多，N为末端变电站时，M侧开口三角电压接近0，N侧开口三角电压接近50V，N侧发出接地信号，两侧电压向量图如图3所示。图3单电源单回线A相断线时两侧电压向量图断线后，如M侧断线相相继发生接地，则M侧A相电压降至0；开口三角，发接地信号。N侧A相电压上升至3／2倍相电压；开口三角电压为150V，发接地信号（两侧电压向量见图4）。图4单电源单回线A相断线M侧A相接地时两侧电压向量图断线后，如N侧断线相相继发生接地，则M侧A相电压上升至3／2倍相电压，开口三角电压为50V，发接地信号。N侧A相电压降至0，开口三角电压为0，不发接地信号（两侧电压向量见图5）。图5单电源单回线A相断线N侧A相接地时两侧电压向量图（2）单电源单回线路两相断线在图1所示系统中，如线路MN发生BC相断线时的边界条件为：ΔA＝ΔA1＋ΔA2＋Δ0＝0B＝0；C＝0而A1＝（A＋αB＋α2C）／3＝A／3A2＝（A＋α2B＋αC）／3＝A／30＝（A＋B＋C）／3＝A／3根据上述对称分量边界条件，可得复合序网如图6所示。其参数，ΔA＝A－0＝A，综合正负序阻抗为，0＝∞。ΔA2＝－A2＝0ΔA1＝A－A1＝AΔ＝－ΔA1＝－A因此ΔB＝B－AΔC＝C－A图6单电源单回线两相断线复合序图断线时，由于N侧B、C相对地电容通过N侧主变形成电容电流，将使M侧中性点形成电压偏移OM，其方向与A相反，则N侧电压：AN＝AM－ΔA＝A＋OMBN＝BM－ΔB＝A＋OMCN＝CM－ΔC＝A＋OM3ON＝AN＋