在《继电保护【技术面试】常见问题》有两个题目:
什么情况下单相接地故障电流大于三相短路电流?
什么情况下两相接地故障的零序电流大于单相接地故障的零序电流?
问题1关注短路电流大小比较,问题2关注序电流大小比较,本文进行详细分析。
故障点的等效序网如下:
单相接地,等效序网为正负零序串联。
两相接地,等效序网为正负零序并联。
两相短路,等效序网为正负序并联。
三相短路,等效序网仅包含正序网络。
根据上述序网图,可以得出不同故障的正负零序电流表达式。
I1 = I2 = I0 = E1/(Z1 + Z2 + Z0)
I1 + I2 + I0 = 0
I1 = E1/(Z1 + Z2//Z0)
I2/I0 = Z0/Z2
I0 = 0
I1 + I2 = 0
I1 = E1/(Z1 + Z2)
I2 = 0
I0 = 0
I1 = E1/Z1
假定Z1 = Z2,仅分析Z0对序电流和短路电流的影响,并以Z0与Z1的比值作为横坐标,绘制不同故障类型的比较曲线。
三相短路 > 两相接地 > 两相短路 > 单相接地。
两相短路正序电流是三相短路正序电流的一半。
三相短路和两相短路的正序电流与零序阻抗Z0无关。
随着Z0/Z1增大,单相接地正序电流逐渐减小(渐进于0)。
随着Z0/Z1增大,两相接地正序电流逐渐减小(渐进于两相短路正序电流)。
两相短路负序电流最大,并与零序阻抗Z0无关。
随着Z0/Z1变大,单相接地负序电流减小(渐进于0),两相接地负序电流增大(渐进于两相短路负序电流)。
当 Z0 = Z1 时,单相接地负序电流 = 两相接地负序电流。
当 Z0 < z1="" 时,单相接地负序电流=""> 两相接地负序电流。
当 Z0 > Z1 时,单相接地负序电流 <>
随着Z0/Z1变大,单相接地与两相接地零序电流均逐渐减小。
当 Z0 = Z1 时,单相接地零序电流 = 两相接地零序电流。
当 Z0 < z1="" 时,单相接地零序电流=""><>
当 Z0 > Z1 时,单相接地零序电流 > 两相接地零序电流。
根据序电流计算短路电流,以三相短路电流IA(3)为基准,令Z0/Z1 = k0,有如下公式(过程略):
单相接地,A相电流 IA/IA(3) = 3/(2 + k0);
两相接地,B相电流 IB/IA(3) = 1.732i*(α - k0)/(1 + 2k0 );
两相短路,B相电流 IB/IA(3) = -1.732/2*i。
(注:α为120°单位向量,i为虚部,1.732表示根号3)
以三相短路电流为基准,短路电流大小与Z0/Z1比值有关,如下图所示:
Z0 = Z1时,四种故障的短路电流大小相等;
Z0 > Z1时,单相接地 <>
Z0 < z1时,接地故障=""> 三相短路;
两相接地 > 两相短路;
三相短路 > 两相短路。
Z0 = Z1时,四种故障的短路电流大小相等,如何解释?
Z0 = Z1,对于三相系统意味着什么?
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