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 ' ）0

jWC 。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 ,

其大小是正常运行时每相对地电容电流的三倍，其相位落后于零序电压90°。