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2019年十月3日星期四

示例:单线接地故障计算



当一根导体意外接地或在某些情况下与中性导体接触时,会发生传输线上的单线接地故障。因此,电力系统的保护装置需要准确响应,以避免严重损坏系统。

请参见不平衡故障分析:单线接地故障

确实,了解单线接地故障的计算过程非常重要。

相关文章:

  • 双线接地故障
  • 线对线故障
  • 对称三相故障


例: 
假设下面的发电机已经牢固接地并且忽略了故障阻抗。确定故障位置的相电流和相电压。

发电机

解:

计算基值:
选择:Sb = 20 MVA和kVb = 13.8 kV
然后,
Ea = 20 MVA / 20 MVA = 1(角度0)。
Ibase = 20 MVA /(1.73 x 13.8 kV)
Ibase = 0.837 kA

建立正序网络:

系统正序网络等效
哪里,
  • Ea =发电机EMF,其单位值为1(角度0)。 
  • Xd“ =变压器的正序阻抗(在暂态下)
  • If-1 =正序电流。 
开发负序网络:

系统负序网络等效
哪里, 
  • If-2 =负序电流
  • X2 =负序电抗

开发零序网络:

系统零序网络等效
哪里,
  • 如果-0 =零序电流
  • X2 =零序电抗
原则上,将开发出单线接地故障和等效网络,在该网络中,所有顺序网络都串联连接。

那么,如果-1 = 1(角度0)/(Z0 + Z1 + Z2)= -j 2.22 pu或2.22(角度-90)
这也意味着,If-2 = If-0 = -j 2.22 pu

乘以基值

Ibase = 0.837 kA
然后,如果-1 = 2.22(角度-90)*(0.837 kA)= 1.86 kA (angle -90) --> actual value
由于所有序列电流相等,因此:
  • 如果-1 = 1.86 kA(角度-90)-> + S
  • If-2 = 1.86 kA(角度-90)  --> -S
  • 如果-0 = 1.86 kA(角度-90)-> 0S
应用公式 相序值矩阵 we can get: 
  • A时的故障电流= 5.58 kA(角度-90度)
  • B = 0时的故障电流
  • C = 0时的故障电流
B相和C相的零值确认在故障情况下没有故障电流从那里流出。

计算故障点的电压,



从该图可以看出,无故障相(B相和C相)的电压值是唯一具有该值的相,而A相(故障相)的电压为零(忽略阻抗)。

从而,

  • A相电压= 0
  • B相电压= Vb
  • C相的电压= Vc。 
分析正序网络等效项, 
  • Vf-1 = 1(角度0)-(If-1)*(Z1)= 1-(-j 2.22)(j 0.25) = 0.445(角度0)(+序列电压)
分析负序网络等效项, 
  • Vf-2 = 0-(If2)*(Z2)= 0-(-j2.22)*(j0.1) = 0.222(角度180)(负序电压)。
分析零序网络等效项, 
  • Vf-0 = 0-(If-0)*(Z0)= 0-(-j 2.22)*(j0.1) = 0.222(角度180)(零序电压)。
应用公式 相序值矩阵 we can get: 
  • A相电压= 0
  • B相电压= 0.667(角度-120)pu
  • C相电压= 0.667(角度120)pu
应用基值 

Vbase = 13.8 kV / 1.73

因此,相电压的实际值为 
  • A相电压= 0
  • B相电压= 5.31 kV(角度-120) 
  • C相电压= 5.31 kV(角度120)

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