生在相电压经过零值的瞬间,而当故障发生在相电压接近于最大瞬时值时iL≈0,因此暂态电容电流较暂态电感电流大很多。所以在同一系统中,不论中性点不接地或是经消弧线圈接地,在相电压接近于最大值时发生故障的瞬间,其过渡过程是近似相同的。
在过渡过程中,接地电容电流分量的估算可以利用图4-26的零序等效网络来进行,图中表示了网络的分布参数R、L和C,以及消弧线圈的集中电感Lk。由于Lk≥L,因此不影响电容电流分量的计算,可以忽略。决定回路自由振荡衰减的电阻R,应为接地电流沿途的总电阻值,它包括导线的电阻、大地的电阻以及故障点的过渡电阻。
图4-26分析过渡过程的等效网络
在忽略Lk以后,对暂态电容电流的分析实际上就是一个RLC串联回路突然接通零
序电压u(t)=Umcos t时的过渡过程的分析。此时流经故障点电流的变化形式主要决定于网络参数RLC的关系,当R
当R>2L时电流的过渡过程具衰减的周期特性,而CL时,则电流经非周期性质的衰减而趋于稳态值。 C
L对于架空线路,由于L较大,C较小,其中R
速衰减的形式。根据分析和测量的结果,自由振荡频率一般在300~15OOHz的范围内。对于电缆线路,由于L很小而C很大,其过渡过程与架空线路相比所经历的时间极为短促且具有较高的自由振荡频率,一般在1500~300OHz之间。
二、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的保护
根据本节第一部分的分析可知,经消弧线圈接地的系统发生接地故障时,由于 消弧线圈的补偿作用,接地故障特征不够明显,这给接地保护带来极大困难。尽管如此,人们还是在不断努力,试图解决该问题。以下是几个中性点经消弧线圈接地系统接地保护的例子。
1·绝缘监视装置
它利用接地故障发生后所出现的零序电压判断接地故障的发生,原理接线同本 章第四节所述。
2·利用单相接地故障瞬间过渡过程的首半波构成保护
在国内,早在1958年就提出用暂态过程中的首半波实现接地保护的原理并研制 出保护装置。其基本思想是:①暂态过程中首半波接地电流幅值很大;②接地线路首半波零序电压和零序电流极性相反。但是由于电容电流的峰值大小与发生接地故障瞬间相电压的瞬时值有关,因此很难保证保护装置的可靠动作。
3·利用接地故障时检测消弧线圈中有功功率的方法构成保护
此时非故障支路只有本身的电容电流,其相位超前零序电压900,有功功率P≈0。
当采用过补偿方式时,故障支路的电流按母线的零序电压和电流的假定正方向看虽呈电容性,但是超前的角度将小于900,因其中包含有消弧线圈的有功损耗。有功功率为
1t+Tp0=∫u(t)i(t)dt (4-20) Tt00
式中:T为基波分量的周期,T=2Oms。
设已知消弧线圈的功耗为PL。保护装置的起动功率整定为Pact=0.5PL,则故障支路 的保护动作判据为P0>Pact,而非故障支路的保护动作判据为P0≤(0.2~0.3)Pact。以上分析是按金属性接地故障进行的,如果故障点有过渡电阻存在,则一方面U0将要减
小,而另一方面,过渡电阻的功耗又使测量值增大,因此一般情况下,都是能够正确动作的。
生在相电压经过零值的瞬间,而当故障发生在相电压接近于最大瞬时值时iL≈0,因此暂态电容电流较暂态电感电流大很多。所以在同一系统中,不论中性点不接地或是经消弧线圈接地,在相电压接近于最大值时发生故障的瞬间,其过渡过程是近似相同的。
在过渡过程中,接地电容电流分量的估算可以利用图4-26的零序等效网络来进行,图中表示了网络的分布参数R、L和C,以及消弧线圈的集中电感Lk。由于Lk≥L,因此不影响电容电流分量的计算,可以忽略。决定回路自由振荡衰减的电阻R,应为接地电流沿途的总电阻值,它包括导线的电阻、大地的电阻以及故障点的过渡电阻。
图4-26分析过渡过程的等效网络
在忽略Lk以后,对暂态电容电流的分析实际上就是一个RLC串联回路突然接通零
序电压u(t)=Umcos t时的过渡过程的分析。此时流经故障点电流的变化形式主要决定于网络参数RLC的关系,当R
当R>2L时电流的过渡过程具衰减的周期特性,而CL时,则电流经非周期性质的衰减而趋于稳态值。 C
L对于架空线路,由于L较大,C较小,其中R
速衰减的形式。根据分析和测量的结果,自由振荡频率一般在300~15OOHz的范围内。对于电缆线路,由于L很小而C很大,其过渡过程与架空线路相比所经历的时间极为短促且具有较高的自由振荡频率,一般在1500~300OHz之间。
二、中性点经消弧线圈接地系统中单相接地的保护
根据本节第一部分的分析可知,经消弧线圈接地的系统发生接地故障时,由于 消弧线圈的补偿作用,接地故障特征不够明显,这给接地保护带来极大困难。尽管如此,人们还是在不断努力,试图解决该问题。以下是几个中性点经消弧线圈接地系统接地保护的例子。
1·绝缘监视装置
它利用接地故障发生后所出现的零序电压判断接地故障的发生,原理接线同本 章第四节所述。
2·利用单相接地故障瞬间过渡过程的首半波构成保护
在国内,早在1958年就提出用暂态过程中的首半波实现接地保护的原理并研制 出保护装置。其基本思想是:①暂态过程中首半波接地电流幅值很大;②接地线路首半波零序电压和零序电流极性相反。但是由于电容电流的峰值大小与发生接地故障瞬间相电压的瞬时值有关,因此很难保证保护装置的可靠动作。
3·利用接地故障时检测消弧线圈中有功功率的方法构成保护
此时非故障支路只有本身的电容电流,其相位超前零序电压900,有功功率P≈0。
当采用过补偿方式时,故障支路的电流按母线的零序电压和电流的假定正方向看虽呈电容性,但是超前的角度将小于900,因其中包含有消弧线圈的有功损耗。有功功率为
1t+Tp0=∫u(t)i(t)dt (4-20) Tt00
式中:T为基波分量的周期,T=2Oms。
设已知消弧线圈的功耗为PL。保护装置的起动功率整定为Pact=0.5PL,则故障支路 的保护动作判据为P0>Pact,而非故障支路的保护动作判据为P0≤(0.2~0.3)Pact。以上分析是按金属性接地故障进行的,如果故障点有过渡电阻存在,则一方面U0将要减
小,而另一方面,过渡电阻的功耗又使测量值增大,因此一般情况下,都是能够正确动作的。