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10kV配电网小电阻接地系统单相短路故障及其保护研究

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10kV配电网小电阻接地系统单相短路故障及其保护研究

作者：朱亮湖南大学

学位级别：硕士

10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地等运行方式。不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。但是随着配电网结构与容量的变化，小电阻接地系统逐步成为了更好的选择。本文介绍了三种主要的接... 详细信息

10kV配电网主要有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经小电阻接地等运行方式。不同的配电网中性点接地方式各有其特点和优势。但是随着配电网结构与容量的变化，小电阻接地系统逐步成为了更好的选择。本文介绍了三种主要的接地方式原理及各自的特点;重点计算了配电网小电阻接地系统在发生单相接地短路故障时的稳态和暂态短路电流、分析了零序电容电流及其分布，理论分析了跨步电压的分布规律;仿真分析了不同过渡电阻值时小电阻接地系统单相故障的特性;设计并完成了小电阻接地系统单相短路故障的实验，得出了短路点附近的跨步电压分布数据;分析并给出了小电阻接地系统零序保护方案。本文研究内容主要包括以下几个方面：介绍了10kV配电网的不同接地方式发展概况及应用趋势，概述了配电网短路故障及其保护。分析了小电阻接地系统发生单相接地短路故障时的等效稳态和暂态电路，详细求解了稳态和暂态短路接地电流。给出了零序电容电流分布及其特性。阐述和理论计算了接地电阻及跨步电压。介绍了MATLAB软件及其在电力系统仿真应用。建立了10kV配电网小电阻接地系统在发生单相接地短路故障时的MATLAB仿真模型。仿真了不同过渡电阻值时的单相短路故障，得出了与理论计算及分析相符合的短路接地电流，小电阻电流，系统零序电压和系统三相电压的仿真波形。设计并完成了10kV配电网发生单相对地和单相对电线杆横担的两种常见短路的实验，给出了详细实验操作步骤，示意图以及需要注意的事项。得出了与理论计算和仿真分析相符合的实验数据。分析了小电阻接地系统的零序电流保护方案，介绍了零序电流的检测与获取，分析了零序电流保护配置和整定的方法，探讨了零序电流保护在小电阻接地系统中的性能稳定性问题，最后提出小电阻接地系统运行的保护设置的一些原则和方案。

关键词： 10kV配电网小电阻接地单相短路故障跨步电压系统保护

10kV配电网小电阻接地系统单相短路故障及保护探究

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电子制作 2015年第7X期23卷 9-10页

作者：陆潇广东电网有限责任公司江门鹤山供电局广东鹤山529700

随着社会经济的不断发展,城市配网也在持续扩大,中低压配电网电力电缆数目的不断增加及用电负荷的提高,导致配电体系电容电流日渐增长。近些年,国内诸多城市开始探究配电网小电阻接地系统的应用。本文分析了10k V配电网小电阻接地系统... 详细信息

随着社会经济的不断发展,城市配网也在持续扩大,中低压配电网电力电缆数目的不断增加及用电负荷的提高,导致配电体系电容电流日渐增长。近些年,国内诸多城市开始探究配电网小电阻接地系统的应用。本文分析了10k V配电网小电阻接地系统单相短路故障及保护,并提出实用性策略。

关键词：小电阻接地单相短路故障系统保护

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三相感应电动机单相短路故障的瞬态过程仿真

湖南工程学院学报（自然科学版） 2002年第4期12卷 4-8页

作者：刘平邓建国湖南省产商品质量监督检验所湖南长沙410000 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

根据三相感应电动机在αβO坐标系下的数学模型 ,用MATLAB语言编写仿真程序 .对三相感应电动机带恒转矩负载和通风机负载稳定运行时突然发生定子一相绕组对中点短路故障的运行过程进行仿真计算。

关键词：三相感应电动机单相短路故障瞬态过程计算机仿真数学模型

不同稳态工况对同步调相机单相短路后暂态温升的影响

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1587-1596,I0028页

作者：许国瑞胡沛东李志强詹阳赵海森华北电力大学电气与电子工程学院北京市昌平区102206 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

同步调相机可在系统故障时为特高压直流换流站提供暂态无功支持,以保持系统电压稳定,防止直流换相失败,但调相机的高无功输出也会导致其温升增加,运行能力受限。系统故障前同步调相机的初始工况是影响其暂态温升和运行能力的一个重要因... 详细信息

同步调相机可在系统故障时为特高压直流换流站提供暂态无功支持,以保持系统电压稳定,防止直流换相失败,但调相机的高无功输出也会导致其温升增加,运行能力受限。系统故障前同步调相机的初始工况是影响其暂态温升和运行能力的一个重要因素,为研究系统低电压时调相机暂态温升与初始工况之间的关系,该文将调相机的电磁场、温度场与电网模型耦合,计算调相机不同稳态工况下的定转子损耗和温度分布;以线路单相短路故障引起的系统低电压为例,研究调相机初始工况对暂态温升的影响。在考虑各结构件最大容许温度的条件下,揭示调相机单相短路持续时间随初始工况的变化规律。研究结果为提升调相机在系统低电压下的暂态运行能力提供技术支持。

关键词：同步调相机稳态运行单相短路故障损耗计算温度场

220kV海缆对海底管道电磁干扰分析及评估

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中国海上油气 2022年第5期34卷 197-204页

作者：徐伟李泊静高媛田念佩梁毅杜艳霞中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广东广州510663 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

中国海油某岸电工程拟新建2条220 kV海底电缆(简称“海缆”),与2条海底管道(简称“海管”)相距较近,且部分管线交叉跨越,存在交流干扰风险。为了合理布局新建海缆,基于海缆与海管相对位置、海缆与海管参数及环境信息,采用CDEGS软件建立... 详细信息

中国海油某岸电工程拟新建2条220 kV海底电缆(简称“海缆”),与2条海底管道(简称“海管”)相距较近,且部分管线交叉跨越,存在交流干扰风险。为了合理布局新建海缆,基于海缆与海管相对位置、海缆与海管参数及环境信息,采用CDEGS软件建立了海缆对海管电磁干扰仿真模型,分析评估了稳态工况下,海缆与海管不同并行间距下,海缆对海管的交流干扰影响及对下水作业人员人身安全风险的影响。结果表明:海管受干扰程度随二者间距的增大而降低;当海缆1与海管P1的间距为70 m、海缆2与海管P2的间距为30 m时,海管P1、P2全线所受交流电流密度均低于交流干扰腐蚀低风险等级标准;据此结合岸电工程实际情况及设计裕量,推荐海缆1与海管P1、海缆2与海管P2的安全间距分别为100、50 m;在该安全间距下,海管P1、P2最大电场强度小于标准规定的人身安全电场强度限值。进一步针对该安全间距,开展了海缆单相短路故障工况下,海缆对海管的交流干扰模拟分析,发现当发生单相短路故障时,海管P1、P2防腐层耐受电压远低于规定的安全耐受电压限值,防腐层击穿风险较小;而海管P1、P2最大电场强度均高于全身浸没环境下规定的人身安全电场强度,相关人员下水作业时须采取全套安全防护。本研究为新建海缆布局及下水作业人员安全防护提供了参考。

关键词： 220kV海底电缆岸电工程海底管道电磁干扰并行间距稳态工况单相短路故障

交流侧单相短路时直流系统提供短路电流的特性分析

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电网技术 2016年第7期40卷 1970-1977页

作者：王铁柱万磊张彦涛卜广全中国电力科学研究院北京市海淀区100192

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待研究的问题。文章基于实际直流工程的详细电磁暂态模型,对交流侧发生单相短路故障时直流系统提供短路电流的特性进行研究。通过分析故障后直流输电系统的暂态... 详细信息

随着直流输电系统的迅速发展,能否忽略直流系统对短路电流的贡献成为一个亟待研究的问题。文章基于实际直流工程的详细电磁暂态模型,对交流侧发生单相短路故障时直流系统提供短路电流的特性进行研究。通过分析故障后直流输电系统的暂态特性,提出针对短路电流计算关键值,提取并分析直流系统提供短路电流的对应分量;通过对大量仿真结果的统计分析,明确了直流系统提供短路电流的特性及其对短路电流计算的影响,得出结论:直流系统提供的短路电流会使短路电流计算中的工频短路电流初始值、对称开断短路电流的幅值减小,而短路电流峰值增大,且工程应用中短路电流计算可以不考虑直流系统。通过基于实际电网的短路电流对比计算,验证了以上结论。

关键词：单相短路故障直流系统短路电流故障发生时刻短路比直流输送功率

特高压线路短路故障时对平行油气管道的电磁影响

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陕西电力 2016年第11期44卷 88-92,97页

作者：向宇李健罗楚军肖明杰中南电力设计院湖北武汉430071

电力线路发生短路故障时会对邻近的油气管道产生感性耦合和阻性耦合影响。基于实际的特高压交流输电线路工程参数,建立了特高压线路在单相短路接地的情况下,对平行地下油气管道电磁影响的模型,利用CDEGS软件进行仿真计算,得到了线路故... 详细信息

电力线路发生短路故障时会对邻近的油气管道产生感性耦合和阻性耦合影响。基于实际的特高压交流输电线路工程参数,建立了特高压线路在单相短路接地的情况下,对平行地下油气管道电磁影响的模型,利用CDEGS软件进行仿真计算,得到了线路故障时相邻长距离油气管道的耦合电压、入地电流和纵向电流沿线分布规律。研究了管道与线路平行距离、平行间距、土壤电阻率、管道防腐层电阻率、埋深、导线高度等因素对耦合电压的影响,比较分析了影响的程度与产生原因,并给出了典型特高压线路与管道最小间距推荐值。

关键词：特高压交流输电线路单相短路故障油气管道耦合电压

OPGW与普通地线构成的双地线系统中单相短路电流分流的计算

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电网技术 2011年第1期35卷 229-232页

作者：许高雄赵大平戚力彦丁慧霞贾美健张渝中国电力科学研究院北京市海淀区100192

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布... 详细信息

单相短路电流分布的准确计算对输电系统的安全有重要影响。文中说明了双侧消去法的特点,采用回路法对短路电流分布进行了量化计算和算例验证,将计算结果与双侧消去法的结果进行了比较,讨论了普通地线绝缘间隙不击穿情况下短路电流分布的变化。结果表明:回路法得到的短路电流分布与双侧消去法的结果一致,证明了采用回路法计算的结果是正确的;假定绝缘间隙不击穿时,相应线路段的光纤复合架空地线(optical fiber composite overhead ground wire,OPGW)要承受更大的电流,为实现OPGW与普通地线匹配,降低实际线路成本,绝缘间隙整定时,确保绝缘间隙击穿有重大的现实意义。

关键词：网孔法单相短路故障短路电流分布光纤复合架空地线环路电流杆塔

城际铁路长大区间低压系统单相短路保护及间接接触防护探讨

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铁道标准设计 2012年第S1期32卷 101-104页

作者：潘元欣中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055

民建供配电设计中供电半径通常较短,TN系统电源接地和保护接地共用接地装置,单相及接地故障电流回到变压器中性点的阻抗较小,一般情况下采用过电流保护电器基本能够满足电击防护的要求,但在城际铁路中区间的长度有时有数公里之多,在发... 详细信息

民建供配电设计中供电半径通常较短,TN系统电源接地和保护接地共用接地装置,单相及接地故障电流回到变压器中性点的阻抗较小,一般情况下采用过电流保护电器基本能够满足电击防护的要求,但在城际铁路中区间的长度有时有数公里之多,在发生单相短路或接地故障时电流值过小不足以通过回路上级断路器的瞬时脱扣来切断短路电流,采用TN系统供电时,需对各短路点的短路电流进行计算,就线路末端设备发生单相短路保护、间接接触防护进行讨论。

关键词：城际铁路短路电流单相短路故障间接接触防护