·
项。得出了与理论分析及仿真相符的实验数据，即通过实验验证了论文中10kV配电网单相短路时接地电流及跨步电压的计算及仿真结果。
第2章不同接地方式的配电网短路电流计算与分析
电力系统中性点接地是一个涉及供电可靠性、绝缘水平、继电保护、通讯干扰、电磁兼容及接地装置等多方面的综合性技术问题，其对电网运行的安全可靠 性和经济性有着重大影响。目前，我国10kV配电网中性点接地方式分为以下三类：中性点不接地、经消弧线圈接地和经电阻接地，其中消弧线圈接地和小电阻接地这两种方式又应用最广泛。不同的接地方式都有着各自的优缺点，需要根据不同地区的电网线路特点与容量大小选用不同的接地方式。由于在配电网运行过程中发生的故障多为短路故障，且单相接地故障居多，因此本章将详细分析和推导这三种不同中性点接地方式在发生单相接地故障时的运行特性，以便更好地了解并采用不同的接地方式应用于不同性质的配电网，为实际配电网接地方式的选择及短路故障的断电保护提供理论依据。
2.1中性点不接地配电网单相短路接地电流计算及分析
2.1.1稳态电流计算及分析
中性点不接地系统是最简单的电网接地方式，其中性点上不需要加装任何设备，没有任何电气连接，与绝缘，这种接地方式常见于农村10kV架空线为 主的辐射形或树状形的供电网络。如图2.1所示的简化网络接线中，电源的中性 点不接地，由于实际配电网输电线路的电阻率很小和单位长度的电感也很小，同 时
输电线路对地绝缘电阻又很大，因此在分析单相短路稳态接地电流时均可忽略 不计。即去掉了输电线路4个参数中的3个，只有对地电容C。
Word资料
·
图2.1中性点不接地系统单相接地示意图
在假定线路参数和电源对称的情况下，母线上的每回出线的三相都有相同的
对地电容，如图2.1所示，分别为 ，其中 为电源母线的对地电容，则每相线路的对地总电容为
(2.1)
系统三相线路的对地总电容则为3 。将上图简化以后得到如图2.2所示的单相接地短路稳态等效电路，其中 表示短路时的总过渡电阻，它为接地电流沿途的总电阻值，包括导线的电阻，的电阻以及故障点的接触电阻。 分别对应电源的三相电势，O为电源的中性点。
Word资料
·
图2.2中性点不接地系统单相接地稳态等效电路
针对上图，以作为电压参考零点，由电路理论中的结点电压法[7]有
又因三相电压源对称，则有
（2.3） 联立式（2.2）和式（2.3），解得
（2.4）
根据欧姆定律又有
（2.5） 进一步解得
（2.2）
Word资料
·
（2.6）
为了进一步理解单相短路时的电压及电流分布特点，我们对系统电压和电流作相量分析。三相电力系统正常运行时为三相对称供电,当负荷及线路阻抗也三相对称时,各线路的对地电容相等(均设为C),其各相对地电压也是对称的,中性点对地电压为零,不存在电网零序电压。各相电容电流大小相等且分别超前各相电压90° ,三相电容电流之和等于零。其相量分析图如图2.3所示。所以在正常运
行时中性点不接地系统与中性点接地系统效果是一样的。
图2.3正常运行时的电容电流相量图 图2.4 A相短路时的相量图
Word资料
·
但是当出现单相短路故障时电容电流和电压就会发生变化。假设A相发生单相金属性接地短路(即=0时)，在接地点K处A相对地电压为零，对地电容被短接，此时A相电容电流为零，而其他两相的对地电压升高到原来的倍,对地电容电流也相应增大到倍，相量关系如图2.4所示。由于线电压仍然三相对称，因此对三相负荷的供电几乎没有影响。下面只分析对地关系的变化。忽略负载电流和电容电流在线路阻抗上产生的压降，在A相发生金属性接地短路(即& =0时)以后，在故障点K处各相对地的稳态电压为
（2.9）
针对此时的三相不平衡电压,根据对称分量法的原理,由式(2.9)可知系统零序电压为
Word资料
10kV配电网单相故障电流计算及跨步电压的分析
