【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 相對(duì)稱(chēng)的。單相漏電和兩相漏電均屬于不對(duì)稱(chēng)故障，故障發(fā)生后，電網(wǎng)各相對(duì)地電源就不再對(duì)稱(chēng)，并且變壓器中性點(diǎn)也要發(fā)生位移，產(chǎn)生對(duì)地電壓（零序電壓），如果系統(tǒng)中有零序回路，則在回路中有零序電流流通。 9 考慮到低壓電網(wǎng)與其各相對(duì)地的絕緣阻抗可以構(gòu)成一具有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，故采用節(jié)點(diǎn)電壓法來(lái)進(jìn)行漏電分析較為方便，但這種分析方法要用到的零序電壓、零序電流及零序阻抗的概念，出自對(duì)稱(chēng)分量法的理論。 針對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)電壓法的定義為：聯(lián)到節(jié)點(diǎn)的各支路電動(dòng)勢(shì)和該支路阻抗之商的向量和，等于該節(jié) 點(diǎn)電壓與聯(lián)到該節(jié)點(diǎn)各支路阻抗并聯(lián)值之商。即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ) （ 21） 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 節(jié)點(diǎn)電壓； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 聯(lián)到節(jié)點(diǎn)的所有支路阻抗并聯(lián)值（理解為節(jié)點(diǎn)內(nèi)所有支路）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 節(jié)點(diǎn)內(nèi)各支路的電動(dòng)勢(shì) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 與各 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 同支路的阻抗 當(dāng)忽略 變壓器、線路等元件的阻抗后，正常時(shí)電網(wǎng)的電源中性點(diǎn) N 與大地 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 之間只有 3 個(gè)支路并聯(lián)，并分別 由 各相電動(dòng)勢(shì)與各相對(duì)地的零序阻抗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 組成，故構(gòu)成一具有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)生單相漏電或兩相漏電時(shí)，就相當(dāng)于在漏電相的零序阻抗上并聯(lián)了過(guò)渡電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，這樣，我們就可以直接應(yīng)用節(jié)點(diǎn)電壓法求出中性點(diǎn)與大地的電位差 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，即零序電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，進(jìn)而根據(jù)邊界條件和回路電壓定律求得其他故障參數(shù)的表達(dá)式 [4]。 利用節(jié)點(diǎn)電壓 法分析單相漏電 單項(xiàng)漏電時(shí)情況如圖 21 所示。圖中變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)不接地， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相漏電的過(guò)渡電阻，其變化范圍約為 0~11KΩ,錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為個(gè)相對(duì)地絕緣電阻， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為各相對(duì)地電容。對(duì)于漏電回路，變壓器、線路及大地的阻抗均為歐姆數(shù)量級(jí)及以下，遠(yuǎn)小于 r 和容抗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ,可以忽略。正常時(shí)電網(wǎng)的電源中性點(diǎn) N 與大地 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 之間只有三條支路并聯(lián)，并分別由各相電動(dòng)勢(shì)與各相對(duì)地的零序阻抗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 組成，故構(gòu)成一具有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)生單相漏電或兩相漏電時(shí)，相 10 當(dāng)于在漏電相的零序阻抗上并聯(lián)了過(guò)渡電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，因而可以直接應(yīng)用節(jié)點(diǎn)電壓法求出中性點(diǎn)與大地的電位差 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，進(jìn)而根據(jù)邊界條件和回路電壓定律求得其故障參數(shù)的表達(dá)式。此時(shí)的零序電路如圖 22 所示。 圖 21 利用節(jié)電電壓法分析單項(xiàng)漏電的電路圖 N 點(diǎn)為變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為大地，設(shè)在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相發(fā)生單相漏電，過(guò)渡電阻為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。顯然當(dāng)未發(fā)生單相 接地時(shí)，電路相當(dāng)于三項(xiàng)對(duì)地接有一阻抗為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的三相星形負(fù)載，根據(jù)公式（ 21）可得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =0，也就是不產(chǎn)生零序電壓，因此也不會(huì)有零序電流，三相對(duì)地只有較小的各相泄漏電流，并在地中達(dá)到平衡。 11 圖 22 單相漏電的等效電路圖 N 點(diǎn)為變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為大地，設(shè)在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相發(fā)生單相漏電，過(guò)渡電阻為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。顯然當(dāng)未發(fā)生單相接地時(shí)，電路相當(dāng)于三項(xiàng)對(duì)地接有一阻抗為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的三相星形負(fù)載， 根據(jù)公式（ 21）可得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =0，也就是不產(chǎn)生零序電壓，因此也不會(huì)有零序電流，三相對(duì)地只有較小的各相泄漏電流，并在地中達(dá)到平衡。 需要說(shuō)明的是電網(wǎng)每相對(duì)地零序阻抗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的含義。由于電網(wǎng)為中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，入地的漏電電流 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 必須經(jīng)過(guò)非故障相的絕緣電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和對(duì)地電容 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 構(gòu)成回路，故 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 是電網(wǎng)每相對(duì)地絕緣電阻 r 和電容容抗 錯(cuò)誤 !未 找到引用源。 并聯(lián)以后的阻抗值（電纜線路對(duì)地感抗很小可忽略 ）。 (22) 式中 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 , 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 當(dāng)發(fā)生單相漏電時(shí)，相當(dāng)于在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相的零序阻抗 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 上又并聯(lián)了一個(gè)過(guò)渡電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 12 因而破壞了原由 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 組成的三相星形負(fù)載的對(duì)稱(chēng)性。根據(jù)公式（ 21），并令 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的并聯(lián)值為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 故得零序電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 23） 式中 a、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 —— 向量算子； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 各相零序電流 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 24） 根據(jù)回路電壓定律得故障相的對(duì)地電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 25） 同理，非故障相的對(duì)地電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (26) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (27) 電網(wǎng)經(jīng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 入地的漏電電流 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (28) ZsV? 與各相對(duì)地電壓的向量關(guān)系圖如 23 所示 13 圖 23 各相對(duì)地電壓的向量關(guān)系圖 利用節(jié)點(diǎn)電壓法分析兩相漏電 等效電路如圖 25 所示，分別在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 兩相發(fā)生了經(jīng)過(guò)過(guò)渡電阻錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，同樣破壞了原由三個(gè) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 上各并聯(lián)了一個(gè)電阻 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，同樣破壞了原由三個(gè) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所組成的三相星形負(fù)載的對(duì)稱(chēng)性。 圖 24兩相漏電的等效電路圖 利用節(jié)點(diǎn)電壓法，可以求得兩相漏電各故障參數(shù)的向量表達(dá)式如下： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (29) 14 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (210) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (211) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (212) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (213) 電網(wǎng)經(jīng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 入地的各相漏電電流，可據(jù)邊界條件求得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (214) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (215) 電網(wǎng)的總?cè)氲芈╇婋娏? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (216) 比較兩種漏電故障 （ 1）兩種故障下零序電壓與各相對(duì)地電壓的向量關(guān)系是完全相似的； （ 2）在相同的電網(wǎng)參數(shù)和故障條件下（ trR ）下，單相漏電的 zszs IV、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 有效值大于兩相漏電； （ 3）在中性點(diǎn)絕緣的電網(wǎng)中發(fā)生單相漏電、兩相漏電等不對(duì)稱(chēng)漏電故障時(shí)，比產(chǎn)生具有一定大小和相位的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，而故障處的各相對(duì)地電壓則分別等于各相正常時(shí)的相電壓與零序電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 的向量和，電網(wǎng)線電壓仍保持其對(duì)稱(chēng)性。 （ 4）當(dāng)兩相 漏電過(guò)渡電阻 0 時(shí)，電網(wǎng)就發(fā)生兩相接地短路，成為短路加漏電的復(fù)合型故障，所以分析過(guò)程稍復(fù)雜些；當(dāng)單相漏電過(guò)渡電阻 時(shí)，由于系統(tǒng)中性點(diǎn)絕緣，雖被稱(chēng)之為單相接地短路，卻完全不屬于短路的范圍 ，這是一種最嚴(yán)重的漏電故障。 在工程實(shí)際中，電網(wǎng)發(fā)生兩相漏電的幾率遠(yuǎn)不如單相漏電高，其故障程度（僅就漏電而言）也比單相漏電輕。單相漏電故障約占 85%左右，而且有相當(dāng)一部分（約 15 30%以上）單相漏電若不及時(shí)切除，將發(fā)展成更嚴(yán)重的短路故障，所以單相漏電是低壓電網(wǎng)漏電故障的主流 ,因此本課題主要對(duì)單相漏電進(jìn)行研究，所設(shè)計(jì)出的漏電保護(hù)器主要針對(duì)單相漏電。 [8] 單相漏電各故障參數(shù)的變化 這一部分主要分析在電網(wǎng)單相漏電（含人體觸電）的情況下，零序電壓、零序電流、人身觸電電流及各相對(duì)地電壓的變化規(guī)律和它們之間的相位 關(guān)系。兩相漏電的情況可用相同方法研究。 在放射式供電系統(tǒng)中，有 n 條供電線路，如圖 25 所示。設(shè)第 i 條支路的對(duì)地電容為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ；對(duì)地絕緣電阻為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，正常工作時(shí)，系統(tǒng)處于三相平衡狀態(tài)， 16 圖 25 放射式電網(wǎng)參數(shù)分布圖 此時(shí)系統(tǒng)每相對(duì)地阻抗參數(shù)為： ??? ni iC1C 17 當(dāng)線路 1 的 A 相發(fā)生漏電故障時(shí)，將導(dǎo)致系統(tǒng)中性點(diǎn)位移，產(chǎn)生零序電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，設(shè)漏電電阻為 R，則零序電壓 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為： (217) 將 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 代入上式得： (218) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 超前 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 180176。 Φ角度，其中Φ值為： Φ =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (219) 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 (220) (221) 錯(cuò)誤 !未找到 引用源。 的模為： (222) 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 隨參數(shù) r、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 R 變化的規(guī)律為： （ 1） 當(dāng)系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻不變，即 r 和 R 為定值時(shí) (223) 18 這是一個(gè)直徑為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，且直徑通過(guò)向量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。的圓的極坐標(biāo)方程，對(duì)應(yīng)不同的 同的 r 和 R 值，圓具有不同的直徑。但所有圓的直徑都通過(guò)向量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，直徑變化時(shí)產(chǎn)生的圓族內(nèi)切與圓心。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 角隨 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 變化范圍為： 當(dāng) C=0 時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 當(dāng) C=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 即當(dāng) C 由 0 到 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 之間變化，這說(shuō)明該圓為一半圓。 （ 2） 當(dāng)系統(tǒng)對(duì)地電容不變，即 C 和 R 為定值時(shí) (224) 這是一個(gè)直徑為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，與向量 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相切于坐標(biāo)原點(diǎn)的極坐標(biāo)方程，系統(tǒng)具有不 有不同的 C 和 R 值，圓就具有不同的直徑。該圓族也內(nèi)切于坐標(biāo)原點(diǎn)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 角隨系統(tǒng)對(duì)地絕緣阻抗 r 變化的范圍為： 當(dāng) r=0 時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 當(dāng) r=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 即當(dāng) C 和 R 為定值時(shí)， r 在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 至 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 區(qū)間變化是， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 角在 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 至 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 區(qū)間變化。這說(shuō)明 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的變化軌跡為部分圓弧，最大角度為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 同時(shí)滿(mǎn)足 r 和 C 變化條件的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 向量的模為兩圓交點(diǎn)至坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，方向指向坐標(biāo)原點(diǎn) . （ 3）系統(tǒng)對(duì)地絕緣電阻和對(duì)地電容不變，即 r 和 C 為定值時(shí)，兩院的直徑 D都隨 R 值變化， D 隨 R 變化的規(guī)律為雙曲線。直徑 D 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 角隨R 變化規(guī)律為： 19 電故障發(fā)生時(shí)， R 值是變化的。因此，分析 R 值變化對(duì)漏電參數(shù)的影響是非常必要的當(dāng) R=0 時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。此時(shí)兩圓交于縱坐標(biāo) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 點(diǎn)，即 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ； 當(dāng) R 有零逐漸增大時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 雙曲線規(guī)律減小， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 角逐漸增大，