电力系统的漏电保护综合设计毕业论文(编辑修改稿)

电力系统的漏电保护综合设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

相对称的。 单相漏电和两相漏电均属于不对称故障，故障发生后，电网各相对地电源就不再对称，并且变压器中性点也要发生位移，产生对地电压（零序电压），如果系统中有零序回路，则在回路中有零序电流流通。 9 考虑到低压电网与其各相对地的绝缘阻抗可以构成一具有一个节点的网络，故采用节点电压法来进行漏电分析较为方便，但这种分析方法要用到的零序电压、零序电流及零序阻抗的概念，出自对称分量法的理论。 针对一个节点的网络，节点电压法的定义为：联到节点的各支路电动势和该支路阻抗之商的向量和，等于该节 点电压与联到该节点各支路阻抗并联值之商。 即 错误 !未找到引用源。 /错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 ) （ 21） 式中 错误 !未找到引用源。 —— 节点电压； 错误 !未找到引用源。 —— 联到节点的所有支路阻抗并联值（理解为节点内所有支路）； 错误 !未找到引用源。 —— 节点内各支路的电动势 错误 !未找到引用源。 —— 与各 错误 !未找到引用源。 同支路的阻抗 当忽略 变压器、线路等元件的阻抗后，正常时电网的电源中性点 N 与大地 错误 !未找到引用源。 之间只有 3 个支路并联，并分别 由 各相电动势与各相对地的零序阻抗 错误 !未找到引用源。 组成，故构成一具有一个节点的网络。 发生单相漏电或两相漏电时，就相当于在漏电相的零序阻抗上并联了过渡电阻 错误 !未找到引用源。 ，这样，我们就可以直接应用节点电压法求出中性点与大地的电位差 错误 !未找到引用源。 ，即零序电压 错误 !未找到引用源。 ，进而根据边界条件和回路电压定律求得其他故障参数的表达式 [4]。 利用节点电压 法分析单相漏电 单项漏电时情况如图 21 所示。 图中变压器二次侧中性点不接地， 错误 !未找到引用源。 为 错误 !未找到引用源。 相漏电的过渡电阻，其变化范围约为 0~11KΩ,错误 !未找到引用源。 为个相对地绝缘电阻， 错误 !未找到引用源。 为各相对地电容。 对于漏电回路，变压器、线路及大地的阻抗均为欧姆数量级及以下，远小于 r 和容抗 错误 !未找到引用源。 ,可以忽略。 正常时电网的电源中性点 N 与大地 错误 !未找到引用源。 之间只有三条支路并联，并分别由各相电动势与各相对地的零序阻抗 错误 !未找到引用源。 组成，故构成一具有一个节点的网络。 发生单相漏电或两相漏电时，相 10 当于在漏电相的零序阻抗上并联了过渡电阻 错误 !未找到引用源。 ，因而可以直接应用节点电压法求出中性点与大地的电位差 错误 !未找到引用源。 ，进而根据边界条件和回路电压定律求得其故障参数的表达式。 此时的零序电路如图 22 所示。 图 21 利用节电电压法分析单项漏电的电路图 N 点为变压器二次侧中性点， 错误 !未找到引用源。 为大地，设在 错误 !未找到引用源。 相发生单相漏电，过渡电阻为 错误 !未找到引用源。 显然当未发生单相 接地时，电路相当于三项对地接有一阻抗为 错误 !未找到引用源。 的三相星形负载，根据公式（ 21）可得 错误 !未找到引用源。 =0，也就是不产生零序电压，因此也不会有零序电流，三相对地只有较小的各相泄漏电流，并在地中达到平衡。 11 图 22 单相漏电的等效电路图 N 点为变压器二次侧中性点， 错误 !未找到引用源。 为大地，设在 错误 !未找到引用源。 相发生单相漏电，过渡电阻为 错误 !未找到引用源。 显然当未发生单相接地时，电路相当于三项对地接有一阻抗为 错误 !未找到引用源。 的三相星形负载， 根据公式（ 21）可得 错误 !未找到引用源。 =0，也就是不产生零序电压，因此也不会有零序电流，三相对地只有较小的各相泄漏电流，并在地中达到平衡。 需要说明的是电网每相对地零序阻抗 错误 !未找到引用源。 的含义。 由于电网为中性点绝缘系统，入地的漏电电流 错误 !未找到引用源。 必须经过非故障相的绝缘电阻 错误 !未找到引用源。 和对地电容 错误 !未找到引用源。 构成回路，故 错误 !未找到引用源。 是电网每相对地绝缘电阻 r 和电容容抗 错误 !未 找到引用源。 并联以后的阻抗值（电缆线路对地感抗很小可忽略 ）。 (22) 式中 错误 !未找到引用源。 , 错误 !未找到引用源。 当发生单相漏电时，相当于在 错误 !未找到引用源。 相的零序阻抗 错误 !未找到引用源。 上又并联了一个过渡电阻 错误 !未找到引用源。 ， 12 因而破坏了原由 错误 !未找到引用源。 组成的三相星形负载的对称性。 根据公式（ 21），并令 错误 !未找到引用源。 的并联值为 错误 !未找到引用源。 ， 故得零序电压 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 （ 23） 式中 a、 错误 !未找到引用源。 —— 向量算子； 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 各相零序电流 错误 !未找到引用源。 （ 24） 根据回路电压定律得故障相的对地电压 错误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 （ 25） 同理，非故障相的对地电压 错误 !未找到引用源。 (26) 错误 !未找到引用源。 (27) 电网经 错误 !未找到引用源。 入地的漏电电流 错误 !未找到引用源。 (28) ZsV 与各相对地电压的向量关系图如 23 所示 13 图 23 各相对地电压的向量关系图 利用节点电压法分析两相漏电 等效电路如图 25 所示，分别在 错误 !未找到引用源。 两相发生了经过过渡电阻错误 !未找到引用源。 ，同样破坏了原由三个 错误 !未找到引用源。 上各并联了一个电阻 错误 !未找到引用源。 ，同样破坏了原由三个 错误 !未找到引用源。 所组成的三相星形负载的对称性。 图 24两相漏电的等效电路图 利用节点电压法，可以求得两相漏电各故障参数的向量表达式如下： 错误 !未找到引用源。 (29) 14 错误 !未找到引用源。 (210) 错误 !未找到引用源。 (211) 错误 !未找到引用源。 (212) 错误 !未找到引用源。 (213) 电网经 错误 !未找到引用源。 入地的各相漏电电流，可据边界条件求得 错误 !未找到引用源。 (214) 错误 !未找到引用源。 (215) 电网的总入地漏电电流 错误 !未找到引用源。 (216) 比较两种漏电故障 （ 1）两种故障下零序电压与各相对地电压的向量关系是完全相似的； （ 2）在相同的电网参数和故障条件下（ trR ）下，单相漏电的 zszs IV、 错误 !未找到引用源。 有效值大于两相漏电； （ 3）在中性点绝缘的电网中发生单相漏电、两相漏电等不对称漏电故障时，比产生具有一定大小和相位的 错误 !未找到引用源。 ，而故障处的各相对地电压则分别等于各相正常时的相电压与零序电压 错误 !未找到引用源。 和 的向量和，电网线电压仍保持其对称性。 （ 4）当两相 漏电过渡电阻 0 时，电网就发生两相接地短路，成为短路加漏电的复合型故障，所以分析过程稍复杂些；当单相漏电过渡电阻 时，由于系统中性点绝缘，虽被称之为单相接地短路，却完全不属于短路的范围 ，这是一种最严重的漏电故障。 在工程实际中，电网发生两相漏电的几率远不如单相漏电高，其故障程度（仅就漏电而言）也比单相漏电轻。 单相漏电故障约占 85%左右，而且有相当一部分（约 15 30%以上）单相漏电若不及时切除，将发展成更严重的短路故障，所以单相漏电是低压电网漏电故障的主流 ,因此本课题主要对单相漏电进行研究，所设计出的漏电保护器主要针对单相漏电。 [8] 单相漏电各故障参数的变化 这一部分主要分析在电网单相漏电（含人体触电）的情况下，零序电压、零序电流、人身触电电流及各相对地电压的变化规律和它们之间的相位 关系。 两相漏电的情况可用相同方法研究。 在放射式供电系统中，有 n 条供电线路，如图 25 所示。 设第 i 条支路的对地电容为 错误 !未找到引用源。 ；对地绝缘电阻为 错误 !未找到引用源。 ，正常工作时，系统处于三相平衡状态， 16 图 25 放射式电网参数分布图 此时系统每相对地阻抗参数为：  ni iC1C 17 当线路 1 的 A 相发生漏电故障时，将导致系统中性点位移，产生零序电压 错误 !未找到引用源。 ，设漏电电阻为 R，则零序电压 错误 !未找到引用源。 为： (217) 将 错误 !未找到引用源。 代入上式得： (218) 错误 !未找到引用源。 超前 错误 !未找到引用源。 180176。 Φ角度，其中Φ值为： Φ =错误 !未找到引用源。 (219) 则 错误 !未找到引用源。 (220) (221) 错误 !未找到 引用源。 的模为： (222) 则 错误 !未找到引用源。 随参数 r、 错误 !未找到引用源。 和 R 变化的规律为： （ 1） 当系统对地绝缘电阻不变，即 r 和 R 为定值时 (223) 18 这是一个直径为 错误 !未找到引用源。 ，且直径通过向量 错误 !未找到引用源。 的圆的极坐标方程，对应不同的 同的 r 和 R 值，圆具有不同的直径。 但所有圆的直径都通过向量 错误 !未找到引用源。 ，直径变化时产生的圆族内切与圆心。 错误 !未找到引用源。 角随 错误 !未找到引用源。 变化范围为： 当 C=0 时， 错误 !未找到引用源。 ； 当 C=错误 !未找到引用源。 时， 错误 !未找到引用源。 ； 即当 C 由 0 到 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 在 错误 !未找到引用源。 之间变化，这说明该圆为一半圆。 （ 2） 当系统对地电容不变，即 C 和 R 为定值时 (224) 这是一个直径为 错误 !未找到引用源。 ，与向量 错误 !未找到引用源。 相切于坐标原点的极坐标方程，系统具有不 有不同的 C 和 R 值，圆就具有不同的直径。 该圆族也内切于坐标原点， 错误 !未找到引用源。 角随系统对地绝缘阻抗 r 变化的范围为： 当 r=0 时， 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 当 r=错误 !未找到引用源。 时， 错误 !未找到引用源。 =错误 !未找到引用源。 即当 C 和 R 为定值时， r 在 错误 !未找到引用源。 至 错误 !未找到引用源。 区间变化是， 错误 !未找到引用源。 角在 错误 !未找到引用源。 至 错误 !未找到引用源。 区间变化。 这说明 错误 !未找到引用源。 的变化轨迹为部分圆弧，最大角度为 错误 !未找到引用源。 同时满足 r 和 C 变化条件的 错误 !未找到引用源。 向量的模为两圆交点至坐标原点的距离，方向指向坐标原点 . （ 3）系统对地绝缘电阻和对地电容不变，即 r 和 C 为定值时，两院的直径 D都随 R 值变化， D 随 R 变化的规律为双曲线。 直径 D 和 错误 !未找到引用源。 角随R 变化规律为： 19 电故障发生时， R 值是变化的。 因此，分析 R 值变化对漏电参数的影响是非常必要的当 R=0 时， 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 此时两圆交于纵坐标 错误 !未找到引用源。 点，即 错误 !未找到引用源。 ， 错误 !未找到引用源。 ； 当 R 有零逐渐增大时， 错误 !未找到引用源。 双曲线规律减小， 错误 !未找到引用源。 角逐渐增大，。