【低压配电网断零故障特征量分析2600字】

低压配电网断零故障特征量分析目录TOC\o"1-3"\h\u27638低压配电网断零故障特征量分析 1109571.1断零故障常见故障变化量 1200051.2中性点偏移电压研究 11151.3中性点电压偏移与三相负载的关系 31.1断零故障常见故障变化量断零故障发生时，故障段电力线路电流和功率参数、负载上三相电压幅值、相对地电压、零序线电流、零序电压、中心点偏移电压等参数都会发生变化。由于TT系统为中性点直接接地的小电流配电网系统中性点电位与“大地”电位相同，中性点电位与"大地"电位相同,有且仅有零线断线情况才能使线路中性点出现偏移电压，由于这个独特性质，故常用此作为零线断线故障检测电气量。1.2中性点偏移电压研究理想状态下，系统正常运行时由于三相负载是平衡的，故此零线上没有电流流过；但实际运行中由于负荷接入具有一定的随机性，往往破坏三相负载的平衡性，使得零线上流过电流。综上一般来说，当断零故障发生在电源侧时，系统负载能够维持正常运行，线电压、相电压为固定值，只有负荷侧发生了故障，才会影响电压的值，使得其发生变化。因此我们针对线路零线断线故障只研究负荷侧。图2-1为简化系统等效回路图图2-1为简化系统等效回路图，其中线路阻抗ZN不为零，由节点电压法可知，由节点电压法推出中性点偏移电压为U根据三相负载电压的向量关系可知负载中性点和电压不重合，这就是中性点位移。如果UA、UB、如果三相负载不平衡度为0，正常运行下系统电压电流三相对称，零线上无电流流过。但设备加入系统往往具有随机性，如果设备容量大就会造成三相负载不平衡，为满足流进流出电流相等，则零线上会出现电流。电力系统如果是电源侧零线出现断线故障，电压不变，各相负载平衡度也不改变。故零线断线故障我们主要讨论负荷侧情况。假设ZA=ZB=ZC（1）当Z=∞(即三相负载平衡时)，无论Z为何值，均有UNN'（2）当线路阻抗ZN为零时，1ZN（3）当ZN=∞UNN对于中性点偏移电压的偏移程度，负载不平衡度起到了决定性作用（4）当线路阻抗在零到无穷取值，中性点偏移电压随着三相负载不平衡度和零序阻抗大小的变化随之发生变化。假设三相功率不为零，且通常情况下三相负载功率恒定，零线上阻抗与中性点偏移电压成正比。当不平衡度较小时，三相负载不平衡度也较小时，中性点偏移电压对线路工作几乎无影响，但如果三相负载不平衡度较大时，即使线路阻抗不大，中性点也会出现较大的电压偏移。三相负载电压造成中性点电位发生波动，根据其向量关系可知，正常运行相线路电压可能出现升降。轻载侧将出现电压升高，如果超过±0.1UN可能击穿用电设备，造成设备烧毁1.3中性点电压偏移与三相负载的关系TT系统常见出现在0.4kV电网中，该系统是三相四线制的系统，其中性线是负载电流的必经之路，同时中性点与电压的选取息息相关。在电网的日常运行，零线各处均有可能发生断线故障。比如线路本身电阻具有热效应，或者线路由于自身结构造成机械力过大等因素的影响。图2-2配电系统不同位置断零故障的等效电路图如图2-2是一个基础配电系统的等效电路图，假设在以下四个点发生零线断线故障，其中假设：A相B相C相电势EEE阻抗ZZZ视在功率SSSZN为零线阻抗。小电流接地系统的三相负载功率因素通常一致，但三相负载常常具有不同的三相负载不平衡度，我们假设拟定C相负载最大，并将其设为额定负载。由此可知ZC=kAk又由于三相负载功率因数相同，则有ZCZ（1）由基尔霍夫定律可以得出正常运行时：E式中U为中性点偏移电压。计算可得中性点偏移电压:U零线上的电流I0：I将前文计算所得的ZCZAUU当三相负载均为额定负载时，额定相电流INI其比值为：I取出相电动势定义标幺值：|E取零线阻抗ZL0等于十分之一的C相阻抗，B相负载不平衡度k带入不同数值，改变A相负载不平衡度，不平衡度从O取到0.9，绘制出如下图两个曲线，分别为：三相负载不平衡度和零线电流的关系、中性点偏移电压和零线电流的关系。下图说明，三相负载运行时负载不平衡度改变必将致使线路电流平衡被破坏，为了保证电流守恒，零线一定有电流流过，中性点的电压一定会出现偏移。图2-4中性点漂移电压与负载不平衡度关系曲线图2-5零线电流与负载不平衡度关系曲线（2）零线断线发生于a点，故障后有且有单相负载如果断线故障发生在线路末端，断零点后只有一相具有负载，根据上文中性点偏移电压公式可知：U由上式可计算出相电压约等于中性点漂移电压，系统中无电流流向，所以负载会出现故障。（3）零线断线发生于b点，故障后有两相负载如果断线故障发生在线路中间，断零点后有两相负载正常运行，正常运行时，相电压与负载各相的电压不平衡度紧密相关，轻载侧将出现电压过高，如果超过±0.1UN对于零线断线故障b点之前的线路，故障相本身也不受影响，对于故障相之后的线路，其他两相可当做串联电路。简化后可得出以下电路：图2-6有两相负载的零断故障序网络图由图可知B相上的电压为：UC相上的电压为：U中性点漂移电压：U定义相电势标幺值|EA由图2-7分析可得:由图2-7可知，如果三相负载不平衡度与中性点偏移电压正相关，其值大于等于正常运行时线电压的一半。|负载电压与两相负载的大小有关，其中负载较大的相电压会降低，均小于额定电压的10%，此时负载无法正常工作。图2-9两相负载电压、中性点偏移电压和负载不平衡度的关系曲线(4）c点零线断线，即断零点后三相均有负载三相都有负载，相电压与负载各相的电压不