以下以中性点经电阻接地的10kV系统为例,详细描述单相接地发生至故障切除的完整过程:
故障发生瞬间:假设A相发生金属性接地,A相电压骤降至接近零,B相和C相电压升高至线电压水平(约10kV),系统三相电压对称性被打破,中性点电位从零漂移至A相相电压的反向值。
电阻通流阶段:中性点电位偏移后,电阻柜两端承受的电压等于A相相电压,电阻中流过阻性电流。该电流从系统中性点出发,经电阻流入地网,再经故障点流回A相绕组,构成完整的故障电流回路。此时电阻发热,电能转化为热能散出。
过电压抑制过程:接地电弧在电流过零时可能熄灭,但若电弧重燃,故障相电压从零恢复的过程中,电阻的存在为回路提供了阻尼。每次电弧重燃时,电阻吸收并消耗了振荡回路中的能量,使过电压振荡迅速衰减,将弧光过电压峰值限制在安全范围内。
保护动作阶段:安装在故障出线处的零序电流互感器检测到零序电流(此时该电流包含阻性分量和容性分量,且阻性分量占主导),将信号送至零序保护装置。保护装置根据预先整定的动作电流和延时,向断路器发出跳闸指令。
故障切除与恢复:断路器在数十毫秒内分断,故障线路与系统脱离,接地电流消失,电阻柜中电流归零,系统其他正常线路恢复对称运行,中性点电位恢复至接近地电位。若采用重合闸方式,则经延时后重合闸动作,若故障为瞬时性则系统恢复,若为永久性故障则保护再次动作锁定。
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