第1章配电网故障分析(2)

电力系统中，最容易发生的不是三相短路而是单相短路，但三相短路所产生的冲击最大。分析三相短路主要是为了保护整定，设备选择及其核验。

第二节 单相短路的分析

电力系统按中性点接地方式的不同，分为中性点直接接地系统、中性点不接地系统，中性点消弧线圈或经电阻接地系统等。中性点直接接地系统称为大接地电流系统。中性点不接地和经消弧线圈接地的系统，称为小接地电流系统。

对小接地电流系统来说，单相接地运行时间不得超过2h，这主要是受电压互感器和消弧线圈带接地允许运行时间的限制。毕竟单相接地是电力系统的一种异常状态，而且如果又发生另一相接地，或不同线路不同相接地，则会形成相间接地短路，造成出线断路器或母线断路器跳闸的事故。因此，发生单相接地后，应加强监视，及时汇报和处理。

1、接地故障的判断

在某些情况下，系统的绝缘没有损坏，而因其它原因，产生某些不对称状态，例如:电压互感器一相高压熔断器熔断，用变压器对空载母线合闸充电等，可能报出接地信号。所以应注意区分判断。

(1) 用对比法判断。在同一个电气系统中，如几组电压互感器同时出现接地信号，绝缘监视对地电压均发生相同的变化 (如一相电压下降或为零，其它两相电压升为线电压)，且线电压不变，则应判断为接地。而电压互感器高压熔断器一相熔断，虽报出接地信号，但其对地电压一相降低，另二相不会升高，线电压指示则会降低。

(2) 根据消弧线圈的仪表指示进行判断。如线路有接地，变压器中性点将出现位移电压，该电压加在所接消弧线圈上，它的电压表、电流表将有指示。通过检查这些表计就可以确定系统的接地情况。

(3) 根据系统运行方式有无变化进行判断。用变压器对空载母线充电时，断路器三相合闸不同期，三相对地电容不平衡，使中性点位移，三相电压不对称，故报出接地信号。这8

种情况是系统中有倒运行方式操作时发生的，且是暂时的，当投入一条线路时即可消失。

(4) 用验电器进行判断。例如对系统三相带电导体验电，发现一相不亮，其它两相亮，同时在设备的中性点上验电，电器也亮(说明有位移电压)，则证明系统有单相接地，并接地故障发生在验电器验电不亮的那一相上。

2、单相接地故障的处理

当发生接地时，值班员应记录接地时间、接地相别，零序电压及消弧线圈电压和电流值。然后根据当时的具体情况穿上绝缘靴，详细检查所内设备。若所内有接地点，巡视人员不得靠近 (室内不得接近接地点4m，室外不得接近接地点8m)。若不是所内设备接地，应考虑是输电线路接地。此时，应按上述的拉路试验顺序进行查找，查找和处理时必须两人进行并互相配合。接地点查出后，对一般非重要用户的线路应切除后进行检修处理，如果接地点在带有重要用户的线路上，又无法由其它电源供电时，应在通知重要用户做好停电准备后，再切除该线路进行检修处理。

注意事项

(l) 发生接地时，应严密监视电压互感器，尤其是10kV三相五柱式电压互感器，以防其发热严重。消弧线圈的顶层油温不得超过85℃。如发现电压互感器、消弧线圈故障或严重异常应断开故障线路。

(2) 不得用隔离开关断开接地点，如必须用隔离开关断开接地点(如接地点发生在母线隔离开关与断路器之间)时，可给故障相经断路器作一辅助接地，然后再用隔离开关断开接地点。

(3) 值班员在选切联络线时，两侧断路器均应切除。在切除之前，应考虑负荷分配。

(4) 利用重合闸试拉线路的，如重合闸未动作，应立即手动合闸送电。

第三节 不对称短路介绍

当网络中某点发生不对称短路时，短路点的电流、电压出现不对称，对它们的各序对称分量的分析计算方法有两种：一种是解析法，即用解方程式的方法求出不对称短路时短路点电流和电压的对称分量；另一种方法是复合序网法，即根据不同短路类型，将三个序网络进行适当的连接，组成一个复合序网，对复合序网进行计算，即可求出电流、电压的对称分量。由于后一种方法比较简便，又易记忆，因此应用较广。

不管采用哪种分析方法，都要用到对称分量法，下面简单介绍对称分量的概念。

一、对称分量法

任何一组不对称三相系统的相量，都能分解为相序各不相同的三组对称三相系统的相量，这三组对称相量便称为对称分量。三组对称分量分别为:

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(1)正序分量。Fu1、Fv1、Fw1，各相量的绝对值相等，相互间的相位差为120°，相序与系统正常运行时的相序相同。

(2)负序分量。Fu2、Fv2、Fw2，各相量的绝对值相等，相互间的相位差为120°，相序与系统正常运行时的相序相反。

(3)零序分量。Fu0、Fv0、Fw0，各相量的绝对值相等，方向相同，即互相间的相位差为0°

所以一组不对称三相系统的相量，可表示为

.............Fu=Fu1+Fu2+Fu0

Fv=Fv1+Fv2+Fv0 ....

Fw=Fw1+Fw2+Fw0

为运算方便，引入运算符号“a”， “a”是一个复数，它的模是1，幅角是120°，即

1 a=ej120 =cos120°十jsinl20°=-+j22

12j240 a=e=--j 22

3j360 a=e=1

2 1+a+a=0

将任一相量乘以运算符号a，相当于将核相量沿正方问(逆时针方向)旋转120°；乘以a2时，相当于该相量沿负方向(顺时针方向)旋转120°。

2将a，a代入式得

...1.2 Fu1=(Fu+aFv+aFw) 3

...1.2Fu2=(Fu+aFv+aFw) 3

...1.Fu0=(Fu+Fv+Fw) 3....

可见，对称分量是客观存在，不是人们臆造的。实际上，已有测量各序分量的仪表和反映各序分量的继电器。

本节主要讨论用复合序网法来分析两相短路、单相短路和两相接地短路时短路点的电流和电压。

为讨论方便起见，假设对给定的短路点作出的各序网络图已化简到最简单的形式，如图1-8(a)、(b)、(c)所示，各序网络的总电抗设为X1 、X2 、X0 。

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图1-8 不对称短路时的复合序网

a)正序网络 b)负序网络 c)零序网络

二、提高电力系统静态稳定的措施

根据电力系统遭受干扰的不同情况，稳定性问题分为静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性等几种类型。静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡和非周期性失步，具有自动恢复到起始运行状态的能力。暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同步发电机能保持同步运行，并过渡到新的或恢复到原来的稳定运行方式的能力。动态稳定性是指电力系统遭受干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，能保持电力系统稳定运行的能力。动态稳定性与静态、暂态稳定性相比较，实质上是同一性质的问题，只是动稳定性的要求更高，所得结果也更为准确。

稳定性问题是与电力系统的发展密切相关的。对于孤立的发电厂来说，发电机并列运行在公共母线上，并列运行的稳定性是不成问题的。当许多发电机并列运行在同一电力系统内时，随着系统容量和地区的扩大，并列运行稳定性问题也愈益严重。

当电力系统运行失去稳定性时，系统内的同步发电机失步，系统发生振荡，结果会使系统解列，可能造成用户的大面积停电，使国民经济遭受巨大损失。为了避免发生系统稳定性事故，输电线路的输送容量就要受到限制。反过来讲，随着输电距离的增加和输电容量的增大，电力系统运行稳定性也愈难保证。所以，电力系统稳定性问题与我国开发 …… 此处隐藏：2532字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……