新聞主題	發(fā)電機(jī)單相接地的基波零序電壓和電流

 

正序、負(fù)序、零序的出現(xiàn)是為了分析在發(fā)電機(jī)電壓、電流出現(xiàn)不對(duì)稱現(xiàn)象時(shí)，把三相的不對(duì)稱分量分解成對(duì)稱分量（正、負(fù)序）及同向的零序分量。只要是三相系統(tǒng)，就能分解出上述三個(gè)分量（有點(diǎn)象力的合成與分解，但很多情況下某個(gè)分量的數(shù)值為零）。對(duì)于理想的發(fā)電機(jī)，由于三相對(duì)稱，因此負(fù)序和零序分量的數(shù)值都為零。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三相變得不對(duì)稱了，這時(shí)就能分解出有幅值的負(fù)序和零序分量度了（有時(shí)只有其中的一種），因此通過(guò)檢測(cè)這兩個(gè)不應(yīng)正常出現(xiàn)的分量，就可以知到系統(tǒng)出了毛病（特別是單相接地時(shí)的零序分量）。下面再介紹用作圖法簡(jiǎn)單得出各分量幅值與相角的方法，先決條件是已知三相的電壓或電流（矢量值），當(dāng)然實(shí)際工程上是直接測(cè)各分量的。

 

一、通過(guò)下述方法大家可以分析出各種系統(tǒng)故障的大概情況，如為何出現(xiàn)單相接地時(shí)零序保護(hù)會(huì)動(dòng)作，而兩相短路時(shí)基本沒(méi)有零序電流。

 

1、求零序分量

把三個(gè)向量相加求和。即A相不動(dòng)，B相的原點(diǎn)平移到A相的頂端，注意B相只是平移，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時(shí)作A相原點(diǎn)到C相頂端的向量（些時(shí)是箭頭對(duì)箭頭），這個(gè)向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一，這就是零序分量的幅值，方向與此向量是一樣的。

2、求正序分量

對(duì)原來(lái)三相向量圖先作下面的處理：A相的不動(dòng)，B相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120度，C相順時(shí)針轉(zhuǎn)120度，因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一，這就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫(huà)出B、C兩相。這就得出了正序分量。

3、求負(fù)序分量

注意原向量圖的處理方法與求正序時(shí)不一樣。A相的不動(dòng)，B相順時(shí)針轉(zhuǎn)120度，C相逆時(shí)針轉(zhuǎn)120度，因此得到新的向量圖。

 

二、基波零序電壓和電流

 

發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)三相電壓及三相負(fù)荷對(duì)稱，無(wú)零序電壓和零序電流分量。假設(shè)A相繞組離中性點(diǎn)a處發(fā)生金屬性接地故障，如圖1所示，作近似估計(jì)時(shí)機(jī)端各相對(duì)地電動(dòng)勢(shì)為

 

 

式中 α——中性點(diǎn)到故障點(diǎn)的繞組占全部繞組的百分?jǐn)?shù)。

由圖1可以求得故障零序電壓為

 

 

式（2-9）表明，零序電壓將隨著故障點(diǎn)位置α的不同而改變。當(dāng)α＝1時(shí)，即機(jī)端接地，故障的零序電壓最大，等于額定相電壓。

 

圖1 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)的電路圖

圖2 發(fā)電機(jī)定子繞組單相接地時(shí)的相量圖

 

圖1所示電路的零序等效網(wǎng)絡(luò)如圖3、圖4所示，C_f為發(fā)電機(jī)各相的對(duì)地電容，C_w為發(fā)電機(jī)外部各元件對(duì)地電容，L是代表中性點(diǎn)消弧線圈的電感。

 

圖3 發(fā)電機(jī)定子繞組中性點(diǎn)不接地的零序等效網(wǎng)絡(luò)

圖4 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的零序等效網(wǎng)絡(luò)

 

當(dāng)中性點(diǎn)不接地時(shí)，故障點(diǎn)的接地電流為

 

 

當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)，故障點(diǎn)的接地電流為

 

 

由式（2-11）可知，經(jīng)消弧線圈接地可以補(bǔ)償故障接地的容性電流。在大型發(fā)電機(jī)一變壓器組單元接線的情況下，由于總電容為定值，一般采用欠補(bǔ)償運(yùn)行方式，即補(bǔ)償?shù)母行噪娏餍∮诮拥厝菪噪娏鳎@樣有利于減小電力變壓器耦合電容傳遞的過(guò)電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓網(wǎng)絡(luò)的接地電容電流大于允許值時(shí)，不論該網(wǎng)絡(luò)是否裝有消弧線圈，接地保護(hù)均動(dòng)作于跳閘；當(dāng)接地電流小于允許值時(shí)，接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，即可以不立即跳閘，值班人員請(qǐng)示調(diào)度中心，轉(zhuǎn)移故障發(fā)電機(jī)的負(fù)荷，然后平穩(wěn)停機(jī)進(jìn)行檢修。

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