【文章內(nèi)容簡介】 相對稱的。單相漏電和兩相漏電均屬于不對稱故障，故障發(fā)生后，電網(wǎng)各相對地電源就不再對稱，并且變壓器中性點也要發(fā)生位移，產(chǎn)生對地電壓（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)與其各相對地的絕緣阻抗可以構(gòu)成一具有一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，故采用節(jié)點電壓法來進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，出自對稱分量法的理論。 針對一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點電壓法的定義為：聯(lián)到節(jié)點的各支路電動勢和該支路阻抗之商的向量和，等于該節(jié) 點電壓與聯(lián)到該節(jié)點各支路阻抗并聯(lián)值之商。即 錯誤 !未找到引用源。 /錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 ) （ 21） 式中 錯誤 !未找到引用源。 —— 節(jié)點電壓； 錯誤 !未找到引用源。 —— 聯(lián)到節(jié)點的所有支路阻抗并聯(lián)值（理解為節(jié)點內(nèi)所有支路）； 錯誤 !未找到引用源。 —— 節(jié)點內(nèi)各支路的電動勢 錯誤 !未找到引用源。 —— 與各 錯誤 !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，正常時電網(wǎng)的電源中性點 N 與大地 錯誤 !未找到引用源。 之間只有 3 個支路并聯(lián)，并分別 由 各相電動勢與各相對地的零序阻抗 錯誤 !未找到引用源。 組成，故構(gòu)成一具有一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)生單相漏電或兩相漏電時，就相當(dāng)于在漏電相的零序阻抗上并聯(lián)了過渡電阻 錯誤 !未找到引用源。 ，這樣，我們就可以直接應(yīng)用節(jié)點電壓法求出中性點與大地的電位差 錯誤 !未找到引用源。 ，即零序電壓 錯誤 !未找到引用源。 ，進而根據(jù)邊界條件和回路電壓定律求得其他故障參數(shù)的表達式 [4]。 利用節(jié)點電壓 法分析單相漏電 單項漏電時情況如圖 21 所示。圖中變壓器二次側(cè)中性點不接地， 錯誤 !未找到引用源。 為 錯誤 !未找到引用源。 相漏電的過渡電阻，其變化范圍約為 0~11KΩ,錯誤 !未找到引用源。 為個相對地絕緣電阻， 錯誤 !未找到引用源。 為各相對地電容。對于漏電回路，變壓器、線路及大地的阻抗均為歐姆數(shù)量級及以下，遠小于 r 和容抗 錯誤 !未找到引用源。 ,可以忽略。正常時電網(wǎng)的電源中性點 N 與大地 錯誤 !未找到引用源。 之間只有三條支路并聯(lián)，并分別由各相電動勢與各相對地的零序阻抗 錯誤 !未找到引用源。 組成，故構(gòu)成一具有一個節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)。發(fā)生單相漏電或兩相漏電時，相 10 當(dāng)于在漏電相的零序阻抗上并聯(lián)了過渡電阻 錯誤 !未找到引用源。 ，因而可以直接應(yīng)用節(jié)點電壓法求出中性點與大地的電位差 錯誤 !未找到引用源。 ，進而根據(jù)邊界條件和回路電壓定律求得其故障參數(shù)的表達式。此時的零序電路如圖 22 所示。 圖 21 利用節(jié)電電壓法分析單項漏電的電路圖 N 點為變壓器二次側(cè)中性點， 錯誤 !未找到引用源。 為大地，設(shè)在 錯誤 !未找到引用源。 相發(fā)生單相漏電，過渡電阻為 錯誤 !未找到引用源。 。顯然當(dāng)未發(fā)生單相 接地時，電路相當(dāng)于三項對地接有一阻抗為 錯誤 !未找到引用源。 的三相星形負載，根據(jù)公式（ 21）可得 錯誤 !未找到引用源。 =0，也就是不產(chǎn)生零序電壓，因此也不會有零序電流，三相對地只有較小的各相泄漏電流，并在地中達到平衡。 11 圖 22 單相漏電的等效電路圖 N 點為變壓器二次側(cè)中性點， 錯誤 !未找到引用源。 為大地，設(shè)在 錯誤 !未找到引用源。 相發(fā)生單相漏電，過渡電阻為 錯誤 !未找到引用源。 。顯然當(dāng)未發(fā)生單相接地時，電路相當(dāng)于三項對地接有一阻抗為 錯誤 !未找到引用源。 的三相星形負載， 根據(jù)公式（ 21）可得 錯誤 !未找到引用源。 =0，也就是不產(chǎn)生零序電壓，因此也不會有零序電流，三相對地只有較小的各相泄漏電流，并在地中達到平衡。 需要說明的是電網(wǎng)每相對地零序阻抗 錯誤 !未找到引用源。 的含義。由于電網(wǎng)為中性點絕緣系統(tǒng)，入地的漏電電流 錯誤 !未找到引用源。 必須經(jīng)過非故障相的絕緣電阻 錯誤 !未找到引用源。 和對地電容 錯誤 !未找到引用源。 構(gòu)成回路，故 錯誤 !未找到引用源。 是電網(wǎng)每相對地絕緣電阻 r 和電容容抗 錯誤 !未 找到引用源。 并聯(lián)以后的阻抗值（電纜線路對地感抗很小可忽略 ）。 (22) 式中 錯誤 !未找到引用源。 , 錯誤 !未找到引用源。 當(dāng)發(fā)生單相漏電時，相當(dāng)于在 錯誤 !未找到引用源。 相的零序阻抗 錯誤 !未找到引用源。 上又并聯(lián)了一個過渡電阻 錯誤 !未找到引用源。 ， 12 因而破壞了原由 錯誤 !未找到引用源。 組成的三相星形負載的對稱性。根據(jù)公式（ 21），并令 錯誤 !未找到引用源。 的并聯(lián)值為 錯誤 !未找到引用源。 ， 故得零序電壓 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 （ 23） 式中 a、 錯誤 !未找到引用源。 —— 向量算子； 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 各相零序電流 錯誤 !未找到引用源。 （ 24） 根據(jù)回路電壓定律得故障相的對地電壓 錯誤 !未找到引用源。 錯誤 !未找到引用源。 （ 25） 同理，非故障相的對地電壓 錯誤 !未找到引用源。 (26) 錯誤 !未找到引用源。 (27) 電網(wǎng)經(jīng) 錯誤 !未找到引用源。 入地的漏電電流 錯誤 !未找到引用源。 (28) ZsV? 與各相對地電壓的向量關(guān)系圖如 23 所示 13 圖 23 各相對地電壓的向量關(guān)系圖 利用節(jié)點電壓法分析兩相漏電 等效電路如圖 25 所示，分別在 錯誤 !未找到引用源。 兩相發(fā)生了經(jīng)過過渡電阻錯誤 !未找到引用源。 ，同樣破壞了原由三個 錯誤 !未找到引用源。 上各并聯(lián)了一個電阻 錯誤 !未找到引用源。 ，同樣破壞了原由三個 錯誤 !未找到引用源。 所組成的三相星形負載的對稱性。 圖 24兩相漏電的等效電路圖 利用節(jié)點電壓法，可以求得兩相漏電各故障參數(shù)的向量表達式如下： 錯誤 !未找到引用源。 (29) 14 錯誤 !未找到引用源。 (210) 錯誤 !未找到引用源。 (211) 錯誤 !未找到引用源。 (212) 錯誤 !未找到引用源。 (213) 電網(wǎng)經(jīng) 錯誤 !未找到引用源。 入地的各相漏電電流，可據(jù)邊界條件求得 錯誤 !未找到引用源。 (214) 錯誤 !未找到引用源。 (215) 電網(wǎng)的總?cè)氲芈╇婋娏? 錯誤 !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、 錯誤 !未找到引用源。 有效值大于兩相漏電； （ 3）在中性點絕緣的電網(wǎng)中發(fā)生單相漏電、兩相漏電等不對稱漏電故障時，比產(chǎn)生具有一定大小和相位的 錯誤 !未找到引用源。 ，而故障處的各相對地電壓則分別等于各相正常時的相電壓與零序電壓 錯誤 !未找到引用源。 和 的向量和，電網(wǎng)線電壓仍保持其對稱性。 （ 4）當(dāng)兩相 漏電過渡電阻 0 時，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，所以分析過程稍復(fù)雜些；當(dāng)單相漏電過渡電阻 時，由于系統(tǒng)中性點絕緣，雖被稱之為單相接地短路，卻完全不屬于短路的范圍 ，這是一種最嚴(yán)重的漏電故障。 在工程實際中，電網(wǎng)發(fā)生兩相漏電的幾率遠不如單相漏電高，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 ,因此本課題主要對單相漏電進行研究，所設(shè)計出的漏電保護器主要針對單相漏電。 [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 條支路的對地電容為 錯誤 !未找到引用源。 ；對地絕緣電阻為 錯誤 !未找到引用源。 ，正常工作時，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 此時系統(tǒng)每相對地阻抗參數(shù)為： ??? ni iC1C 17 當(dāng)線路 1 的 A 相發(fā)生漏電故障時，將導(dǎo)致系統(tǒng)中性點位移，產(chǎn)生零序電壓 錯誤 !未找到引用源。 ，設(shè)漏電電阻為 R，則零序電壓 錯誤 !未找到引用源。 為： (217) 將 錯誤 !未找到引用源。 代入上式得： (218) 錯誤 !未找到引用源。 超前 錯誤 !未找到引用源。 180176。 Φ角度，其中Φ值為： Φ =錯誤 !未找到引用源。 (219) 則 錯誤 !未找到引用源。 (220) (221) 錯誤 !未找到 引用源。 的模為： (222) 則 錯誤 !未找到引用源。 隨參數(shù) r、 錯誤 !未找到引用源。 和 R 變化的規(guī)律為： （ 1） 當(dāng)系統(tǒng)對地絕緣電阻不變，即 r 和 R 為定值時 (223) 18 這是一個直徑為 錯誤 !未找到引用源。 ，且直徑通過向量 錯誤 !未找到引用源。的圓的極坐標(biāo)方程，對應(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向量 錯誤 !未找到引用源。 ，直徑變化時產(chǎn)生的圓族內(nèi)切與圓心。 錯誤 !未找到引用源。 角隨 錯誤 !未找到引用源。 變化范圍為： 當(dāng) C=0 時， 錯誤 !未找到引用源。 ； 當(dāng) C=錯誤 !未找到引用源。 時， 錯誤 !未找到引用源。 ； 即當(dāng) C 由 0 到 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 在 錯誤 !未找到引用源。 之間變化，這說明該圓為一半圓。 （ 2） 當(dāng)系統(tǒng)對地電容不變，即 C 和 R 為定值時 (224) 這是一個直徑為 錯誤 !未找到引用源。 ，與向量 錯誤 !未找到引用源。 相切于坐標(biāo)原點的極坐標(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， 錯誤 !未找到引用源。 角隨系統(tǒng)對地絕緣阻抗 r 變化的范圍為： 當(dāng) r=0 時， 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 當(dāng) r=錯誤 !未找到引用源。 時， 錯誤 !未找到引用源。 =錯誤 !未找到引用源。 即當(dāng) C 和 R 為定值時， r 在 錯誤 !未找到引用源。 至 錯誤 !未找到引用源。 區(qū)間變化是， 錯誤 !未找到引用源。 角在 錯誤 !未找到引用源。 至 錯誤 !未找到引用源。 區(qū)間變化。這說明 錯誤 !未找到引用源。 的變化軌跡為部分圓弧，最大角度為 錯誤 !未找到引用源。 。 同時滿足 r 和 C 變化條件的 錯誤 !未找到引用源。 向量的模為兩圓交點至坐標(biāo)原點的距離，方向指向坐標(biāo)原點 . （ 3）系統(tǒng)對地絕緣電阻和對地電容不變，即 r 和 C 為定值時，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 錯誤 !未找到引用源。 角隨R 變化規(guī)律為： 19 電故障發(fā)生時， R 值是變化的。因此，分析 R 值變化對漏電參數(shù)的影響是非常必要的當(dāng) R=0 時， 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 。此時兩圓交于縱坐標(biāo) 錯誤 !未找到引用源。 點，即 錯誤 !未找到引用源。 ， 錯誤 !未找到引用源。 ； 當(dāng) R 有零逐漸增大時， 錯誤 !未找到引用源。 雙曲線規(guī)律減小， 錯誤 !未找到引用源。 角逐漸增大，