【国家电网考试】间隔维护丈量阻抗的核算原理

原标题：【国家电网考试】间隔维护丈量阻抗的核算原理

间隔维护是输电线路的重要维护原理之一，零序补偿系数K是了解丈量阻抗的要害，本文介绍间隔维护中丈量阻抗的核算原理。

1、零序补偿系数

先说一个定论：接地阻抗 Zφ = Uφ/(Iφ + 3I0*K)

其间 K 为零序补偿系数，且 K = (Z0 - Z1)/3Z1

推导进程如下（依据正负零序分化）：

Uφ = U1 + U2 + U0

= I1*Z1 + I2*Z2 + I0*Z0

= Z1(I1 + I2) + I0*Z0 （输电线路 Z1 = Z2 ）

= Z1(Iφ - I0) + I0*Z0 （电流满意 I1 + I2 + I0 = Iφ）

= Z1*Iφ + I0*(Z0 - Z1)

= Z1(Iφ + 3I0*(Z0 - Z1)/3Z1)

= Z1(Iφ + 3I0*K)

推导进程虽不杂乱，但并不易直观了解，考虑几个小问题：

1) 零序补偿系数 K 的效果是什么？

2) Z0 - Z1 的物理意义是什么？

3) Z0、Z1和线路自身的阻抗是什么联系？

4) Z0 和 Z1 哪个数值更大一些？

2、自阻抗、互阻抗

1) 自阻抗 Zs

线路自身除了有电阻R，还有感抗X。

导线电流I发生磁通Φ并在导线上感应出电势E，E与I的比值便是感抗X。

导线的自阻抗：Zs = R + jX

2) 互阻抗 Zm

两平行导线1和2，导线2电流I2与导线1交链磁通Φ21而发生感应电势，等效为互阻抗Zm。

导线1的电压降：U1 = I1*Zs + I2*Zm

3、三相电压降

假定三相线路彻底对称，各相自阻抗均为Zs，各相间互阻抗均为Zm。

以A相导线为例，导线上压降：

Ua = Ia*Zs + Ib*Zm + Ic*Zm

= Ia*(Zs - Zm) + (Ia + Ib + Ic)*Zm

= Ia*(Zs - Zm) + 3I0*Zm

B、C相有相似定论，可得三相电压示意图：

4、Z1、Z2、Z0 与 Zs、Zm

当通入三相正序或负序电流时，Ia + Ib + Ic = 0。

Uφ = (Zs - Zm)*Iφ，故有：

Z1 = Z2 = Zs - Zm

当通入三相零序电流时，Ia = Ib = Ic = I0。

Uφ = (Zs + 2Zm)*Iφ，故有：

Z0 = Zs + 2Zm

上述两式联立，易得：

Z0 - Z1 = 3Zm

留意：Z0 - Z1 表现了线路之间的互感Zm，且Z0 > Z1。

据此，得到三相电压示意图：

5、接地阻抗与相间阻抗

1) 接地阻抗Zφ

Uφ = Iφ*Z1 + I0*(Z0 - Z1)

= Z1(Iφ + 3I0*(Z0 - Z1)/3Z1)

= Z1(Iφ + 3I0*K)

其间 K = (Z0 - Z1)/3Z1，故有：

Zφ = Uφ / (Iφ + 3I0*K)

留意：电压Uφ与电流Iφ的比值并不等于线路正序阻抗Z1，当Iφ补偿了3I0*K之后，丈量阻抗Zφ等于线路正序阻抗Z1。

2) 相间阻抗 Zφφ

Um = Im*Z1 + I0*(Z0 - Z1)

Un = In*Z1 + I0*(Z0 - Z1)

上面两公式相减，剔除了零序电流I0发生的电压降：

Um - Un = (Im - In)Z1，故有：

Zφφ = Uφφ / Iφφ

6、进一步的思索

若考虑架空地线对输电线路的互感，输电线路Z0和Z1别离会受什么影响？

当Z0 < Z1时，单相短路电流 > 三相短路电流，怎么从零序补偿系数的视点来解说？

责任编辑：