非直接接地系统单相接地故障的电流电压分析及向量图
单相接地故障的电流电压分析及向量图
中性点不接地系统发生单相接地时，中性点电压、各相对地电压、相间电压有何变化？
各相对地电容电流及接地点电容电流如何变化？
故障相电压为零，中性点电压不再为零，上升为相电压。非故障相电压上升为线电压，即相电压的根号3倍。
系统三相的线电压仍然保持对称且大小不变，对接于线电压的用电设备的工作并无影响。
非故障相对地电容电流增大根号3倍，分别超前相应对地电压90°故障相对地对地电容电流为零，接地点对地电容电流等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。
单相短路电流计算
1、替代定理 在任意具有唯一解的电路中，某支路的电流为i k ，电压为u k ，那么该支路可以用独立电压源u k ，或者独立电流源i k 来等效替代，如下图所示。替代后的电路和原电路具有相同的解。 图 叠加定理 由全部独立电源在线性电阻电路中产生的任一电压或电流，等于每一个独立电源单独作用所产生的相应电压或电流的代数和。 注意点：（1）只适用于线性电路；（2）一个电源作用，其余电源为零，如电压源为零即电压为零——>短路，电流源为零即电流为零——>开路；（3）各回路电压和电流可以叠加，但功率不能叠加。 3、三相系统及相量图的应用 交流变量 正常的电力系统为三相系统，每相的电压和电流分量均随着时间作正弦变化，三相间相互角偏差为120°，比如以A 相为基准，A 相超前B ，B 相超前C 各120°，就构成正序网络，如下式所示： ) 120sin()360240sin()240sin(); 120sin(); sin( t U t U t U u t U u t U u m m m c m b m a 以A 相为例，因为三角函数sin 是以360°（或2π）为周期变化，所以随着时间t 的流逝，当 t 值每增长360°（或2π）时，电压ua 就经过了一个周期的循环，如下图所示：
图 如上图，t代表时间， 代表t=0时刻的角度（例如上图中ua当t=0时位于原点， ）， 表示角速度即每秒变化多少度。例如电网的频率为50Hz，每即代表0 秒变化50个周期，即变化50*360°或者50*2π。此处360°和2π仅是单位制的不同，分别为角度制和弧度制，都是代表一个圆周；值得注意的是用360°来分析问题更加形象，而2π为国际单位制中的标准单位，计算时更通用。 向量的应用 用三角函数分析问题涉及较为繁琐的三角函数计算，图的正弦波形图可表示出不同周期分量的峰值和相差角度，但使用范围有限。为此，利用交流分量随时间做周期变化，且变化和圆周关系密切的特点，引入向量如下，方便交流分量的加减乘除计算：
电流与电压的关系向量图
用多功能电工表检验保护装置能否投入运行 发布时间：2007-1-22 10:50:20 浏览次数：20 古育文广东省梅县供电局（514011） 用负荷电流和工作电压检验是继电保护装置投入运行前的最后一次检查，对于某些保护装置是非常必要的，特别是在带有方向性的继电保护装置中，为了保护其动作正确，在投入运行前必须测量带负荷时的电流与电压的向量图，借此判断电流回路相序、相别及相位是否正确。通过多功能电工表可方便地实现上述功能，替换了以前用相位电压表法和瓦特表法两种繁琐的测量方法。下面结合实际谈谈如何用多功 能电工表来判断方向性的继电保护的接线是否正确。 在2002年10月28日我局所属的一个110kV变电所的电气设备进行电气试验， 经对试验结果进行分析、判断，发现110kV母线的B、C两相电压互感器内部绝 缘介质不良，严重威胁设备的安全运行。为了保证设备的安全运行，对这两相的电压互感器进行了更换。更换后，为了确保继电保护装置的动作正确，我们用多功能电工表（ST9040E型），进行了方向性继电保护装置的电流与电压的相位检查。 1测量方法 在测量前应先找出接入方向性的继电保护装置的电流、电压端子，在电压端子上用相序表检查所接入的电压互感器的二次接线相序应是正序（即是U A-U B-U C）。 然后用多功能电工表的电流测量钳钳住电流端子的A相电流线（假定电流端子接线正确），用多功能电工表的电压测量表笔依次与A、B、C三相的电压端子接触牢靠，将所测得的数据填入表1。用此法依次测量B、C相的电流与电压的相位值，所测得的数据也填入表1。
表1电流、电压和相位值 电压(V) 电流(A) 相位(°) I A=0.9I B=0.91I C=0.9 U A=60197316.873 U B=60.577.8195313.5 U=60 31776.3193 据上表的数据用AUTOCAD2002软件绘出电流向量图，见图1。 图1电流向量图(六角图) 2根据六角图判断接线 六角图作出后，根据测量时的功率的送受情况，判断接线是否正确。这对检验方向 保护，特别是差动保护接线是行之有效的。 功率的送受情况有以下四种： (1)有功与无功功率均从母线送往线路，电流向量应位于第I象限； (2)有功功率从母线送往线路，无功功率由线路送往母线，电流向量应位于第II象
配电网单相接地故障原因分析
配电网单相接地故障原因分析 发表时间：2018-08-17T13:40:38.403Z 来源：《河南电力》2018年4期作者：赵明露 [导读] 当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 （新疆光源电力勘察设计院有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000） 摘要：配电网在电网中使用广泛，其运行的可靠性和安全性对促进社会的发展和提高人民的生活质量有着很大的作用。但是配电网也常出现单相接地故障，对社会经济发展和人民生活质量造成很大的影响。因此本文主要对配电网单相接地故障及处理进行探析，重点分析配电网单相接地故障原因及对电网的影响，同时也提出针对故障处理的一些措施及方法。通过对配电网单相接地故障定位及应用实例的探析指出，当故障发生时，应该灵活运用技术进行分析处理，更好更稳定地管理好电网。 关键词：配电网；单相接地故障；原因分析 导言 针对小电流接地系统过电压等弊端，特别是故障线路选择、故障点定位、测距的困难性，有专家建议我国配电网改用小电阻接地方式。但这样不仅要花费巨额的设备改造费，还丧失了小电流接地系统供电可靠性高的优点。随着社会的发展，对供电质量的要求越来越高，小电流接地方式无疑具有独特的优点。如果能够解决小电流接地故障的可靠检测问题，及时发现接地故障线路，找到故障点，并采取相应的处理措施，减少甚至避免接地故障带来的不良影响，小电流接地方式将是一种理想的模式。因此，研究中低压配电网的单相接地故障特征很有必要。 1配电网单项接地故障的影响 1.1线路影响 配电网发生单项接地故障时，故障点的位置会出现弧光接地，在附近的线路中形成谐振过电压，与正常配电网运行时相比，过电压要高出几倍，超出线路的承载范围，直接烧毁线路，或者是击穿绝缘子引起短路。单项接地故障对配电网线路的影响是直接性的，线路多次处于电压升高的状态，就会加速绝缘老化，配电网线路运行期间，有可能发生短路、断电的情况。 1.2设备影响 单项接地故障产生零序电流，容易在变电设备周围形成零序电压，不仅增加设备内的励磁电流，也会引起过电压的现象，导致设备面临着被烧毁的危害。例如：某室外配电网发生单项接地故障后，击穿变电设备的绝缘子，此时单项接地故障对变电设备的影响较大，导致该地区停电一天，引起了较大的经济损失，更是增加了设备维护的压力。 1.3人为因素造成单相接地故障 由于部分线路沿公路侧架设，道路车流量大，部分驾驶员违章驾驶，造成车辆撞倒、撞断杆塔的事件时有发生。城市转型升级建设步伐加快，伴随着三旧改造，大量的市政施工及基建项目不断涌现，基面开挖伤及地下敷设的电缆，施工机械碰触线路带电部位。因为不法分子这些贪图私利的窃盗行为引发电网故障，造成大规模大范围停电，给社会发展和人们生活带来了极大的影响。 2配电网系统单相接地故障的检测技术应用分析 在对单相接地故障进行检测过程中，传统的故障检测方法因为自身的局限性比较多，因此，需要全新的检测技术开展故障检测。本次研究过程中主要提出了S型注入法和TY型小电流接地系统单性接地选线和定位装置在配电网单项接地故障检测中的应用。 在实际故障检测过程中，首先将处于运行状态下的TV向接地线中注入相应的信号，并通过信号追踪和定位原理直接检查到故障点。设备和技术在实际应用过程中，该装置的原理和传统的故障检测方法存在很大的区别，在具备选线功能的前提下，还应该具备故障定位功能，这项技术在单相接地故障中有着广泛的应用前景。从这种故障诊断装置的组成分析，主要包括了主机、信号电流检测器等几个部分。在检测过程中，主机在信号发出之后，利用TV二次端子接入到故障线路中，从而通过自身的接地点达到回流的目的，主机内部要安装好信号检测器，当配电网系统中出现了接地故障之后，主机中的信号检测器就会自动启动，并向着故障相中输入特殊的故障信号，此时工作人员可以根据这个信号判断出故障点在哪一个位置上。如果配电网系统中某一个线路存在单相接地故障，变电站母线TV二次开口三角绕组输出电压将装置启动，这时装置就会对存在单相接地故障故障点进行自动判断，同时，在与之相对应的TB二次端口中注入220Hz的特殊信号，并利用TV将其转变转化后体现在整个配电网系统中。故障相和大地形成一个完成的回路，并使用无线检测设备对这种信号进行跟踪检测，从而就能实现对故障位置的精确定位。 3处理方法 3.1精准快速查找出故障区间 当发生单相接地故障后，工作人员第一时间要做的是精准快速查找出故障区间，以便后面故障处理行动的开展。因此，如何能精准快速查找出成了重要的问题。针对传统方法很难精准快速查找出故障区间的问题，本文提出的是一种小电流接地系统单相接地故障定位的方法。在供电线路干线和分支线路的出口处均布置零序电流测点，编号各个测点，测量数据。当某条出线线路发生单相接地时，故障相线对地的电压将降低，若是金属性的完全接地甚至能降为0kV，非故障相线对地电压将升高，若是金属性的完全接地甚至能升为线电压。此时利用小电流接地系统单相接地时所产生的零序电流，能准确判断出发生故障的线路及故障区间。利用测点确定故障支路，为后面故障处理工作提供依据。 3.2做好管理层面的预防工作 3.2.1在日常做好线路检修和巡视工作，采用定期和不定期的巡视方式，及时排出线路中可能存在的隐患，尤其是要注意高大建筑物、树木和线路之间的安全距离，做好绝缘子加固、更换工作，保证线路达到标准化程度，做好防雷击保护工作。 3.2.2在不同的运行环境应该采用合适的运行和维修措施，尤其是在容易受到污染的区域，要保证绝缘设备的绝缘能力，提高绝缘子的抗电压水平，这样才能更好地促进整个电网绝缘性能的提升。 3.3严谨快速抢修 当工作人员找出精准故障区间后，在天气晴朗条件允许的情况下，供电部门应及时派出有经验的工作人员快速到达故障地进行抢修。
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（－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 0150j e ，C U =CA U =C E -A E =3A E 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 0jW C ，C I ＝C C 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 。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03I ＝3X U 0WC ,
某系统单相、两相接地短路电流的计算
1 课程设计的题目及目的 1.1 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 1.2 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 2.1 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。2.2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
向量六角图
什么是向量六角图？如何用？ 所谓六角图 就是利用功率表测量电流相位的一种方法，它是一种简单有效的相位检测方法。利用六角图能正确的判断出： 1)同一组电流互感器三相电流之间的相位是否正确。 2)功率方向继电器接线是否正确。 3)差动保护中不同组别电流互感器的电流相位是否正确。 4)电流互感器变比是否正确。因此，向量六角图在实际应用中具有相当广泛的用途。 六角图的原理 在一定坐标系统中，任何相量都可以用它在任何两个相交轴上的垂直投影来表示。根据这一原理，我们采用的坐标系统是互成120’的三相对称电压系统。由于线电压不受零序电压的干扰，所以采用三相线电压作为测量三相电流相位的基准量。在相量图中，被测电流在一个电压相量上的投影，可以确定该电流相量端点的轨迹；在两个电压相量上的投影，可以确定被测电流相量端点的位置(即电流的相位和大小)；用此方法得出不同方向的电流数值，进行矢量计算，即可检验结果的准确性。 六角图实验 将被测电流Ia按规定极性接入功率表的电流端子，再将同一系统的电压Uab、Ubc、Uca按规定极性依次接入同一功率表的电压端子，分别读取Uab、Ubc、Uca电压下的功率表的读数(其读数有正、负)，再依次将Ib、Ic接入功率表重复上述试验。 六角图的画法 在以互成120’的三相对称电压坐标系统中，分别根据实验所得数据进行画线。
例某变电所2号主变更换CT后测得110kV侧数据如附表所示。 如附图所示，在ＵAB，ＵBC，ＵCA互成120‘的三相电压组成的坐标系中，根据试验所得数据画线。 1)垂直—ＵAB，取值为54画直线L1 2)垂直—ＵBC，取值为2画直线L2 3)垂直ＵCA，取值为56画直线L3 二条直线相交与一点，从坐标原点到三条直线相交点画一直线，即为电流入同样的方法作出IB，Ic，这样一张六角图就做出来了。 根据这张六角图就可以进一步进行分析。 在进行六角图实验时，需要了解有功功率的输送情况，功率因数或无功功率的大致的数值，才能得出正确的判断，在这些情况没有很好的了解时(如两端有电源的线路，在通过线路输送的有功功率甚少，或摆动不定时)最好不要进行六角图的实验，进行六角图实验一般应选择输送功率很稳定的时候进行。 利用六角图可以方便简单快捷的测量电流的相位，能够快速判断功率方向继电器等的接线是否正确，因此，熟练掌握六角图是非常必要和有意义的。 附表 110kV侧 电压 黄（Ｉa） A-B B-C C-A A-B
单相接地故障的特征及处理
单相接地故障的特征及处理 10kV(35kV)小电流接系统单相接(以下简称单相接是配电系统最常见故障，多发生潮湿、多雨天气。树障、配电线路上绝缘子单相击穿、单相断线以及小动物危害等诸多因素引起。单相接影响了用户正常供电，可能产生过电压，烧坏设备，引起相间短路而扩大事故。，熟悉接故障处理方法对值班人员来说十分重要。 1几种接故障特征 (1)当发生一相(如A相)不完全接时，即高电阻或电弧接，这时故障相电压降低，非故障相电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。电压互感器开口三角处电压达到整定值，电压继电器动作，发出接信号。 (2)发生A相完全接，则故障相电压降到零，非故障相电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接信号。 (3)电压互感器高压侧出现一相(A相)断线或熔断件熔断，此时故障相指示不为零，这是此相电压表二次回路中经互感器线圈和其他两相电压表形成串联回路，出现比较小电压指示，但该相实际电压，非故障相仍为相电压。互感器开口三角处会出现35V左右电压值，并启动继电器，发出接信号。 (4)系统中存容性和感性参数元件，特别是带有铁芯铁磁电感元件，参数组合不匹配时会引起铁磁谐振，继电器动作，发出接信号。 (5)空载母线虚假接现象。母线空载运行时，也可能会出现三相电压不平衡，发出接信号。但当送上一条线路后接现象会自行消失。 2单相接故障处理 (1)处理接故障步骤： ①发生单相接故障后，值班人员应马上复归音响，作好记录，迅速报告当值调度和有关负责人员，并按当值调度员命令寻找接故障，但具体查找方法由现场值班员自己选择。 ②详细检查所内电气设备有无明显故障迹象，不能找出故障点，再进行线路接寻找。 ③将母线分段运行，并列运行变压器分列运行，以判定单相接区域。 ④再拉开母线无功补偿电容器断路器以及空载线路。对多电源线路，应采取转移负荷，改变供电方式来寻找接故障点。 ⑤采用一拉一合方式进行试拉寻找故障点，当拉开某条线路断路器接现象消失，便可判断它为故障线路，并马上汇报当值调度员听候处理，同时对故障线路断路器、隔离开关、穿墙套管等设备做进一步检查。 (2)处理接故障要求： ①寻找和处理单相接故障时，应作好安全措施，保证人身安全。当设备发生接时，室内不接近故障点4m以内，室外不接近故障点8m以内，进入上述范围工作人员必须穿绝缘靴，戴绝缘手套，使用专用工具。 ②减小停电范围和负面影响，寻找单相接故障时，应先试拉线路长、分支多、历次故障多和负荷轻以及用电性质次要线路，然后试拉线路短、负荷重、分支少、用点性质重要线路。双电源用户可先倒换电源再试拉，专用线路应先行通知。若有关人员汇报某条线路上有故障迹象时，可先试拉这条线路。 ③若电压互感器高压熔断件熔断，不用普通熔断件代替。必须用额定电流为0.5A装填有石英砂瓷管熔断器，这种熔断器有良好灭弧性能和较大断流容量，具有限制短路电流作用。 3结束语 减少单相接故障给电网运行带来不良影响，要求值班人员熟悉有关运行规程，了解设备运行状况，实践中不断总结经验，提高处理问题能力，还要积极改善设备运行条件，及时消除设备缺陷，保持设备清洁，提高设备绝缘水平。同时，还要加强配电线路检修、维护管理，提高配电线路检修人员技术水平，缩短查找处理接故障时间，尽快恢复对用户供电。
系统发生单相接地时零序电流与电压之间的关系分析
系统发生单相接地时零序电流与电压之间的关系分析: 将6KV系统简化为上图：用电系统中所有正常线路不止一条，为了容易表达，我们简化为一条线路，假定第二条线路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2。 下面就分别对第三条回路存在或不存在接地故障情况下，电压及对地电容电流进行分析。 对该系统电压情况分析如下： 在正常情况下一次电压，二次电压（测量、开口三角）关系如图：其中UA为一次，Ua为测量二次，Ub0为开口二次电压，各相的向量方向相同。测量线圈电压变比为UA/Ua=UB/Ub=UC/Uc=6000/√3/100/√3=60,即一二次侧相电压之比60，即如果系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为100/√3，相之间电压为100V。 开口三角线圈的变比为：UA/Ua0=UB/Ub0=UC/Uc0=6000/√3/100/3=60√3,如果系统6000V，则在每只PT的开口三角形线圈中电压为100/3 我们计算零序UL0向量＝Ua向量+Ub向量+Uc向量,如果我们假定其中一相电压，另俩相电压与它相差120和240度。即UL0=Umsinwt+Umsin(wt+120)+Umsin(wt+240)＝Um(sinwt+sin(wt+120)+sin(wt+240)=Um(sinwt +sinwtcos120+sin120coswt+sinwtcos240+sin240coswt),计算其中cos240=-1/2,COS120=-1/2 ,SIN120＝√3/2，SIN240=-√3/2代入上式中得UL0=Um(sinwt-1/2sinwt+√3/2coswt-1/2sinwt-√3/2coswt)=0 正好等于0，即系统正常时开口三角UL0（向量）为0，三相向量正好对称如图所示 如果C相保险熔断，那么C相的向量就等于0，从而有UL0向量=Ua0向量+Ub0向量即= Umsinwt+Umsin(wt+120)＝Um(sinwt+sinwtcos120+sin120coswt)=Um(sinwt-1/2sinwt+√3/2coswt)=
电气矢量计算
矢量图及矢量计算 编辑ABC569499305 2012年10月22日 一、电网电源矢量图 电网电源的矢量表示方式。三相电源互差120o，,相电压相序依次为U A(U AO)、U B(U BO)、U C(U CO)，线电压相序依次为U AB、U BC、U CA。矢量图上各个电压用带箭头的线段和带下标的字母来表示，下标的第一个字母是电压的高电位端，如U AB表示A 端的电位高于B端，在矢量图上箭头指向A。如下图 二、两台单相互感器V/V连接方式与矢量图 1、接线方式。 两台单相互感器V/V连接有多种方式，通常接法是首尾连接法。电压互感器一次侧与二次侧接线柱傍都有标记。老标准一次侧首端为A，末端为X，二次侧首端为a，末端为x。新标准一
次侧首端为A，末端为B，二次侧首端为a，末端为b。通常接线方式为一次侧AB-AB，二次侧ab-ab。实物接线图（右）及接线原理图（左）如下。 2、矢量图。 V/V连接的电压互感器一次侧电压的矢量关系与电源是一致的，在接线原理图上的标示如上右图（参见“三相矢量图”）。电压互感器二次侧的电压是从一次侧感应过来的，各相电压的相位、相序是不会改变的。这样我们就可以根据两个互感器一次侧的矢量图和一二次侧的同名端，在接线原理图上标出二次侧电压方向（上左图中的箭头）。依照接线原理图上电压方向（上左图中的箭头），参照矢量图就可以绘制出两个互感器二次侧矢量图。具体方法如下： 1、u ab与U AB（电源线电压）相位相同（参见三相矢量图），即与水平线成60度夹角，箭头左上方。u bc与U BC相位相同，即与水平线成0度夹角，箭头向右。
2、从接线原理图上表示电压方向的箭头得知，u ab的箭尾是与u bc的箭头是相连的。 根据上述两点，把两条带箭头的线段组合在一起，二次侧u ab 与u bc的相位图就绘制完成。如下图 3、矢量计算 从矢量图得知，u ab与u bc是相加的关系（首尾相接的矢量，就是相加关系）。在做矢量加法计算时，把u ab与u bc两个矢量图首尾相接，第一个矢量图的尾端与最后一个矢量图的首端（箭 头）之间的连线就是各个矢量之和。连线的长度就是该矢量和的 绝对值，将该连线在最后一个相加的矢量箭头处加上箭头，该带 箭头的连线就是矢量和的矢量图。（矢量差的计算方法是，两个 矢量的末端连在一起，两个首端之间的连线就是矢量差，矢量差 的箭头标在被减矢量的箭头处）。 用几何法求u ca 。u ab与u bc的夹角为60度，
变电站线路单相接地故障处理及典型案例分析(扫描版)
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。
单相接地时零序电流电压分析
下面对系统单相接地时，零序电流与电压之间的关系做简单的分析: 将某用电系统简化为上图：（将所有正常回路简化为第一条回路，假定第二条回路出现接地故障,零序CT安装位置如图中1、2） 下面就分别对第三条回路存在或不存在接地故障情况下，电压及对地电容电流进行分析。 对该系统电压情况分析如下： 一、在正常情况下一次电压，二次电压（测量、开口三角）关系如图： UA(向量)与Ua(向量)、Ua0(向量)； UB(向量)与Ub(向量)、Ub0(向量)； UC(向量)与Uc(向量)、Uc0(向量)； 方向分别相同 在测量线圈中变比为：
即一二次侧电压比为60，即如果系统线电压为6000V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为V，两相之间的电压为100V 在开口三角线圈中变比为： 即一二次侧电压比为，即如果系统线电压为6000V,则在每只PT的开口三角 二次线圈中电压为V， UL0(向量)=Ua(向量)+ Ub(向量) +Uc(向量) = = = =0 用向量图的形式表示如下， 由上图也可以看出系统正常时开口三角UL0(向量)为0 二、如果C相保险熔断，那么UC(向量)=0，有 UL0(向量)= Ua0(向量)+ Ub0(向量) = =
= = = =－Uc0（向量） 用向量图的形式表示如下， 可以看出此时开口三角电压与Ｃ相电压大小相等，方向相反。即有： 一相保险熔断（无论高压侧低压侧）开口三角电压约为33.3V 同理可知：如果一相保险熔断（无论高压侧低压侧），开口三角电压与该相二次电压大小相等，方向相反。电压约为33.3V 如果两相保险熔断（无论高压侧低压侧），开口三角电压与正常相二次电压大小相等，方向相同。电压约为33.3V 三、如果存在一相金属性接地（假设为C相金属性接地）则有： UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量) UB’(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量) UA’(向量)=UAC(向量)=UA(向量)-UC(向量)
34 单相接地与零序过电流保护
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 单相接地保护与零序过电流保护的区别 1.1单相接地保护与零序过电流保护都需要安装零序电流互感器，但二者的作用完全不相同。单相接地保护用于电源中性点不接地的供电系统。对于三相三线制供电系统，由于电源没有中性线（N线），只有三根相线穿过零序电流互感器时，零序电流互感器感应不出三相负荷不平衡电流，即零序电流，只能感应出三相对地不平衡电容电流，正常运行时此电流非常小，但在本供电系统发生单相接地故障后，就增加为全供电系统对地不平衡电容电流，它等于全供电系统一相对地电容电流的三倍。 1.2 零序过电流保护用于电源中性点直接接地，或通过接地变压器接地的供电系统。上述供电系统发生单相接地故障后，电源中性点通过大地和接地故障点形成回路，临时成为三相四线制供电系统，故障电流为非常大的短路电流。所以电源中性点接地的供电系统单相接地故障称为单相对地短路。此时只有三根相线穿过零序电流互感器时，零序电流互感器就可以感应出三相不平衡电流，即零序电流。可以实现零序过电流保护。 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 3.1 电源中性点不接地的供电系统发生单相接地故障后，全供电系统接地相对地电压为零，对地电容电流也为零。不接地回路也只有两相有对地电容电流，零序电流互感器就可以感应出对地不平衡电容电流，即零序电流，此电流等于本回路不接地两相对地电容电流的向量和，为一相对地电容电流的3倍。发生单相接地故障后不接地回路单相接地保护不应动作。需要计算出本回路一相对地电容电流，乘以3后再乘以可靠系数，作为本回路单相接地保护的动作电流。 单相接地保护动作的灵敏系数等于发生单相接地故障后全供电系统对地电容电流，减去发生单相接地相对地电容电流后，再除以单相接地保护动作电流。在进行灵敏系数校验是，还需要计算出全供电系统一相对地电容电流。 1
小电流接地系统接地故障分析知识讲解
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。
35kv电网单相接地故障与零序电流检测
9 本科生毕业设计（论文） 题目：35KV电网零序电流的检测及谐波分析学生姓名：袁靖 系别：机械与电气工程系 专业年级：电气工程及其自动化2008级本科四班 指导教师：王铭 2012年6 月8 日
摘要 小电流接地系统发生单相接地故障时，故障电流小，故障检测较为困难。对小电流接地系统单相接地故障选线的研究已有几十年的历史，但目前为止所提选线方法仍不能达到现场对选线可靠性较高的要求。文中利用Matlab对中性点不接地系统单相接地故障进行仿真，重点探讨了仿真模型的搭建过程；通过对各线路零序电流波形的分析，判断出故障线路；该方法简单、准确、可靠，较好解决了中性点不接地系统单相接地问题。 关键词：小电流接地系统；仿真；零序电流；三相电压；三相电流。
ABSTRACT The single phase grounding fault happens in the small current grounding power system，the fault current is small, fault detection is more difficult .In small current grounding system, fault line selection has been studied for decades, but now the select line methods can not achieve the site on line selection of high reliability requirements. In this paper, using matlab to simulate single-phase tc earth fault of the neutral undergrounding power system, by analy2 zing zero sequence current of each line, the fault line is judged. The method is simple exact and reliable, which well solves single-phase grounding fault of the neutral undergrounding power system. Key words: small current grounding power system；simulation; zero sequence current; three-phase voltage; three-phase current
短路电流大小的限制方法
限制短路电流的方法 2008-06-14 20:18 目前在电力系统中，用得较多的限制短路电流的方法有以下几种：选择发电厂和电网的接线方式；采用分裂绕组变压器和分段电抗器；采用线路电抗器；采用微机保护及综合自动化装置等。 1 选择发电厂和电网的接线方式 通过选择发电厂和电网的电气主接线，可以达到限制短路电流的目的。 在发电厂内，可对部分机组采用长度为40km及以上的专用线路，并将这种发电机—变压器—线路单元连接到距其最近的枢纽变电所的母线上，这样可避免发电厂母线上容量过份集中，从而达到降低发电厂母线处短路电流的目的。 为了限制大电流接地系统的单相接地短路电流，可采用部分变压器中性点不接地的运行方式，还可采用星形—星形接线的同容量普通变压器来代替系统枢纽点的联络自耦变压器。 在降压变电所内，为了限制中压和低压配电装置中的短路电流，可采用变压器低压侧分列运行方式；在输电线路中，也可采用分列运行的方式。在这两种情况下，由于阻抗大，可以达到限制短路电流的目的，不过为了提高供电可靠性，应该加装备用电源自动投入装置。 对环形供电网，可将电网解列运行。电网解列可分为经常解列和事故自动解列两种。电网经常解列是将机组和线路分配在不同的母线系统或母线分段上，并将母线联络断路器或母线分段断路器断开运行，这样可显著减小短路电流。电网事故自动解列，是指在正常情况下发电厂的母线联络断路器或分段断路器闭合运行，当发生短路时由自动装置将母线(或分段) 断路器断开，从而达到限制短路电流的目的。 2 采用分裂绕组变压器和分段电抗器 在大容量发电厂中为限制短路电流可采用低压侧带分裂绕组的变压器，在水电厂扩大单元机组上也可采用分裂绕组变压器。为了限制6～10 kV配电装置中的短路电流，可以在母线上装设分段电抗器。分段电抗器只能限制发电机回路、变压器回路、母线上发生短路时的短路电流，当在配电网络中发生短路时则主要由线路电抗器来限制短路电流。 3 采用线路电抗器 线路电抗器主要用于发电厂向电缆电网供电的6～10kV配电装置中，其作用是限制短路电流，使电缆网络在短路情况下免于过热，减少所需要的开断容量。 4 采用微机保护及综合自动化装置 从短路电流分析可知，发生短路故障后约0.01s时间出现最大短路冲击电流，采用微机保护仅需0.005s就能断开故障回路，使导体和设备避免承受最大短路电流的冲击，从而达到限制短路电流的目的。
三相同步发电机的电压向量图原文
Voltage Diagrams of the Three-Phase Synchronous Generator on Balanced Load The voltage diagram is of very great importance for analyzing working conditions in a synchronous machine. It is possible to obtain from the voltage diagram the per cent variation of the synchronous generator voltage, the voltage increase with a drop in load and drop voltage for the transition from operation on no-load to operation on-load. The solution of these problems is of great importance: (1) for initial machine design when the necessary excitation current values are to be determined under various operating conditions and (2) when testing a finished machine to decide whether the machine conforms to given technical specifications. By using a voltage diagram, it is also possible to determine the operating conditions of a machine without actually applying the load, something which becomes especially difficult when the machine is of large rating. The voltage diagrams make it possible to obtain the fundamental performance characteristics of a machine by means of calculation. Finally, the voltage diagram allows to determine the power angle θ between the e. m. f. produced by the excitation field and the voltage across the terminals. Angle θplays a very important role in the analysis of the torque and power developed by a machine both in the steady-state and transient conditions. The vector difference between the e. m. f. E0due to the excitation flux and the terminal voltage V of a synchronous machine depends on the effect of the armature reaction and on the voltage drop in the active resistance and leakage inductive reactance of the armature winding. Since armature reaction depends to a very great extent on the type of the machine ( salient-pole or non-salient-pole ) , kind of load ( inductive, active or capacitive ) and on the degree of load symmetry ( balanced or unbalanced ) , all these factors must be duly considered when plotting a voltage diagram. It is necessary to bear in mind that all the e. m. f. s and voltages that participate as components in the voltage diagram should correspond to its fundamental frequency; therefore, all the e. m. f. s and voltages must preliminarily be resolved into harmonics and from each of them the fundamental wave must be taken separately. In the chapter where the armature reaction is considered an analysis was carried out which allowed to obtain the fundamental voltage wave produced by the armature field components revolving in step with the machine rotor. When a new machine is being commissioned, a vector diagram is plotted from the test data obtained from the experimental no-load and short-circuit