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电控讲堂:单相接地『对侧三跳』零序电流变化(九月)

电控学习在线 2020-05-21 16:04:22

电控小编:大电流系统的线路单相接地,线路对侧三相跳开前后,本侧零序电流有何变化?


下图是线路三相电流,能看出来零序电流的变化特征吗?




1理论分析计算


双端电源系统的单相接地示意图:



众所周知,单相接地故障的序网图是正负零序网络“串联”。


下左图为N侧跳开前的序网图,下右图为N侧跳开后的序网图。




N侧跳开前:I0 = U0/Zm0

N侧跳开后:I0' = Um0/Zm0

I0'/I0 = Um0/U0


假定:所有 Z2 = Z1,所有阻抗角相等,忽略负荷电流(Em = En)。


根据序网电路可得(推导过程从略):




  • 当Zm0/Zm1 > Zn0/Zn1时,M侧的零序电流会变大。

  • 当Zm0/Zm1 < Zn0/Zn1时,M侧的零序电流会变小。

结论:对侧三相跳开后,本侧零序电流是否变大,取决于系统两侧Z0/Z1比值的大小。


2直观的理解


理论分析计算略显枯燥,下面用直观一点的角度来理解。


线路单相接地过程,可以这样“拆分”理解:

  • M侧与N侧分别单相接地(如下左图)。

  • M侧与N侧各序网络并接(如下右图)。




M侧和N侧各序网络并接,并接后的U0应介于Um0和Un0之间。


若M侧零序阻抗含量较大,则有 Um0 > Un0,即 Um0 > U0 > Un0,N侧跳开后M侧零序电压变大,故零序电流变大,反之亦然。


3电源“相位差”的影响


上述分析,均假设 Em 和 En 相等且相位相同,若两侧电源有相位差,会对零序电流有什么影响?




从上图正序网络易知:

  • 若两侧电源有相位差,有 |Em| > |Emn| (Emn 位于 Em 和 En 之间的连线)。

  • 若两侧电源无相位差,有 |Em| = |Emn|。


结论:若两侧电源有相位差,会增大零序电流的变化幅度。


4三相电流和3I0波形


下图是 Zm0/Zm1 > Zn0/Zn1 的三相电流和3I0波形。




显然,线路对侧三跳之后,线路本侧的3I0变大了。


5进一步的思索


  • 本文分析为金属性接地,若考虑过渡电阻,零序电流会怎样变化?

  • 本文分析的是对侧三跳,若对侧单相跳闸,零序电流会怎样变化?


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