朱正航，忻 達(dá)

（1.國網(wǎng)浙江慈溪市供電有限公司，浙江 慈溪 315300；2.國網(wǎng)寧波供電公司檢修分公司變電檢修室，浙江 寧波 315100）

0 引 言

在配電網(wǎng)出現(xiàn)單相接地故障后，系統(tǒng)仍能夠帶電運(yùn)行2 h 或以上?；谶@樣的情況，故障點電壓和地電壓相比較基本為零，而沒有故障點的電壓與地電壓相比較，將會變?yōu)榘l(fā)生故障前的3 倍；可能會改變配電網(wǎng)高壓側(cè)的電能計量回路具備的參數(shù)。因此，需核實在電源側(cè)以及負(fù)荷側(cè)安裝的電能計量裝置，在產(chǎn)生這一故障時，是否可以準(zhǔn)確地對電能進(jìn)行測量，會在怎樣的程度上改變配電線路產(chǎn)生的損耗。這些情況均與公平公正的電能計量有著密切關(guān)系。本文主要研究單相接地故障影響電能計量回路的情況。

1 計量點位于負(fù)荷側(cè)對計量回路的影響

利用高壓配電線路將電能向用戶輸送的過程中，將會在兩個位置安裝電能計量裝置，一個是電源側(cè)，即為母線出線處，另一個是負(fù)荷側(cè)，即為用戶側(cè)前端。在正常運(yùn)行系統(tǒng)的條件下，電源側(cè)電能的計量應(yīng)該是負(fù)荷側(cè)所消耗的電能與配電線路消耗電能之和[1]。本文將使用的電能計量方式為三相四線制方式，如圖1 所示。

對電能計量點處于負(fù)荷側(cè)時計量電能的原理具體如下。根據(jù)圖1 可知，當(dāng)電源側(cè)的中性點是O 時，N為負(fù)荷的中性點，N′（接地）為電壓互感器（TV）的中性點；電壓互感器根據(jù)三相四線及三元件的接線方式在A、B、C 節(jié)點與負(fù)荷連接。設(shè)UAN為A 節(jié)點到負(fù)荷中性點的電壓相量，IAL為A 相負(fù)荷的電流相量，UAN＇為A 相電壓互感器的一次電壓相量，B 相和C 相的標(biāo)識號同上，UN＇N為電壓互感器負(fù)荷中性點以及一次側(cè)中性點的電壓相量。由于有功功率是功率的實部，因此對各項負(fù)荷功率加以計算，根據(jù)相應(yīng)計算結(jié)果可以得知在產(chǎn)生單相接地故障時，負(fù)荷側(cè)計量獲得的三相電能和負(fù)荷消耗電能相同。

圖1 三相四線制方式

2 計量點位于電源側(cè)對計量回路的影響

2.1 一條配電線路

母線側(cè)接入的三相配電線路只有一條的情況下（單線路），假設(shè)在故障出現(xiàn)前，電源側(cè)每一相對地的電壓相量是UA、UB、UC，每一相對地的電流相量是IAd、IBd、ICd，每一相電流互感器（TA）的一次側(cè)電流相量是IA、IB、IC，每一相負(fù)荷電流的相量是IAL、IBL、ICL，每一相線路對地電容為C，每一相線路阻抗的均為R+jX。存在故障的條件下，電源側(cè)每一相對地電壓相量是UA＇、UB＇、UC＇，每一相電流互感器的一次側(cè)電流相量是IA＇、IB＇、IC＇，每一相負(fù)荷電流相量依舊是IAL、IBL、ICL，每一相對地電流相量是IAd＇、IBd＇、 ICd＇，C 相故障點到母線線路阻抗是R＇+jX＇。圖2 為系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時的電源側(cè)的電能計量原理圖?？蓪⑻摼€部分看做整體，結(jié)合相關(guān)定律，將這一整體看作是三相負(fù)荷模型，那么電源側(cè)的計量獲得電能是這一整體消耗的有功電能。在出現(xiàn)故障的情況下，電源側(cè)計量獲得的電能仍然是負(fù)荷側(cè)消耗電能以及配電線路損耗電能的和[2]。

圖2 單線路原理圖

2.2 兩條配電線路

母線與兩條三相配電線路連接的情況下（雙線路），假設(shè)配電線路為1 和2，其每一相對地電容是C1與C2，UAN是1 線路電源側(cè)負(fù)荷中性點到其A 節(jié)點的電壓相量，UAN＇是電源側(cè)A 相電壓互感器的一次電壓相量，UN＇N是電源側(cè)電壓互感器負(fù)荷中性點以及一次側(cè)中性點的電壓相量。在故障出現(xiàn)前，電源側(cè)每一相對地電壓的相量是UA、UB、UC，每一相對地的電流相量是IAd1、IBd1、ICd1，I 線路電源側(cè)每一相電流互感器一次側(cè)的電流相量是IA1、IB1、IC1，每一相負(fù)荷電流相量是IAL1、IBL1、ICL1，2 線路每一相對地電流相量是IAd2、IBd2、ICd2。故障下，電源側(cè)每一相對地電壓相量是UA＇、 UB＇、UC＇，1 線路電源側(cè)每一相TA 一次側(cè)電流相量是IA1＇、IB1＇、IC1＇，每一相負(fù)荷電流相量仍為IAL1、IBL1、ICL1，每一相對地電流相量是IAd1＇、IBd1＇、IK，2線路每一相對地電流相量是IAd2＇、IBd2＇、ICd2＇，UKN是負(fù)荷中性點和接地點的電壓相量。在產(chǎn)生單相接地故障時，電源側(cè)的電能計量原理接線如圖3 所示[3]。

圖3 雙線路原理圖

通過圖3 可知，在母線與兩條配電線路相接，配電線路產(chǎn)生單相接地故障時，其電源側(cè)的計量電能是用戶有功功率及這條配電線路有功損耗的和。

3 結(jié) 論

本文圍繞電能計量回路，對中性點的不接地系統(tǒng)產(chǎn)生單相接地故障時，影響電源側(cè)及負(fù)荷側(cè)電能計量的情況進(jìn)行分析，從而獲得了如下結(jié)論。（1）單相接地故障不會對系統(tǒng)故障線路的負(fù)荷側(cè)電能計量回路造成影響，但是卻會影響到電源側(cè)的計量電能回路，相比正常運(yùn)行系統(tǒng)時會增加其電能表示值。這些情況的出現(xiàn)，主要是線路損耗并有所增加引起的。（2）在能夠忽略電能計量裝置誤差的基礎(chǔ)上，在電源側(cè)安裝的電能計量裝置在這一線路上出現(xiàn)單相接地故障時，依舊能夠?qū)ω?fù)荷有功電能及配電線路損耗電能的和進(jìn)行準(zhǔn)確計量。（3）在出現(xiàn)單相接地故障后，將會不斷增大故障線路有功損耗，其量值增大的程度和母線終端與故障點距離、分布電容大小及配電線路條數(shù)等相關(guān)。