单相接地时零序电流电压分析[工程科技]

1、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：UAUa=UBUb=UCUc=600031003=60即一二次侧电压比为60，即如果系统线电压为600

2、0V,则在每一测量PT的二次线圈中电压为1003 V，两相之间的电压为100V在开口三角线圈中变比为：UAUa0=UBUb0=UCUc0=600031003=603即一二次侧电压比为603，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用向量图的形式表示如

3、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)=Um sint+sin(t+120) = Um sint+sintcos120 +cost sin120 = Um 12sint+32cost=-Umsintcos(-120) +cost sin(-120） =-Umsin（t-120）=Uc0（向量）用向量图的形式表示如下，可以看出此时开口三角电压与相电压大小相等，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

4、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) UA(向量)+Un(向量)UB(向量)=UBC(向量)=UB(向量)-UC(向量)中性点N对地的电位 为零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)用向量图的形式表示如下，由三角函数的推导过程及向量图均可以看出，此时A相、B相相电压增大为原来的3倍，即升高到了线电压，而A相电压方向变为滞后原来的相电压，B相电压方向变为超前了原来的B相电压300，此时PT二次侧A相、B相电压也相应增大为原来的3倍，且其方向分别与UA（向量）,UB（向量）相同。

6、此时，开口三角电压为: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)由三角函数的推导结果及向量图均可以看出，此时开口三角电压与原来的C相电压方向相反，大小为其正常值的3倍即3 1003 V=100V对该系统电容电流情况分析如下：所谓的对地电容，实际上是导体对电缆半导体、屏蔽层及钢铠的电容。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)零序互感器中流过的电容电流是三相导体对地电容的矢量和。正常情况下，每相电容电流幅值大致相等，方向滞后于产生它的电压90度，即三相电容电流大小相等，方向互差120度。其矢量和为0.出现单相金属性接地后，整个系统中的C相对地电压变为0，C相导体与“地”之间没有电压，也就不存在电容电流，此时零序互感器在流过的电流是B、C两相电容电流的矢量和。又有容性电流与产生它的电压在方向上超前90度。非故障回路中德电容电流值为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)用向量图的形式表示如下，由以上分析可以看出：C相发生单相接地时，非故障回路的零序互感器测得的是该回路上A、B两相电容电流的矢量和。其大小为系统正常时该回路每相导体对地电容电流的3倍，方向超前UA（向量）30度，而由前面的分析已知开口三角电压滞后UA（向量）60度，所以非故障回路零序电流超前开口三角电压90度。而故障回路的零序电流是整个系统中A、B两相电容电流的矢量和，其方向为从外部流入导体，与正常回路的零序电流方向相反。所以有故障回路零序电流滞后开口三角电压90度。电缆各相之间及各相对外皮之间象电容器样当电缆充电会有微小电流电流叫电缆电容电流；接地电容电流性点接地三相系统当发生单相接地通过接地点电流；由于从变压器二次侧引出母线、导线、电缆等设备各相之间及各相对地之间存着电容正常运行时三相电容电流相同当发生单相接地未接地相电容电流会从接地点返回形成回路因而通过接地点电流电容性又因接地而引起所我们称之接地电容电流；接地电容电流的大小与出线的