低压配电线路电弧性短路故障仿真分析.pdf

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1、湖J、北I省J、建l筑J、电}气』优I秀l论l文i专l栏低压配电线路电弧性短路故障仿真分析郑梦笛(中南建筑设计院股份有限公司，武汉市430071)SimulationAnalysisonArcShort—circuitFaultofLVDistributionCircuitZHENGMengdi(Central—SouthArchitecturalDesignInstituteCo．，Ltd．，Wuhan430071，China)Abstract：Backgroundandsignificanceof

2、studying0引言faultarcoflow—voltagedistributioncircuitareillustrated；andproductionconditions，classification在低压配电系统中，为保证正常运行，系统中采andfeaturesoffaultarcincircuitareanalyzedin用了过电流保护、过负荷保护、接地故障保护、中性thispaper．Amathematicalmodelforsingle—phasearc线断线保护等保护措施I1]。断路

3、器、控制与保护开faultoflow-voltagedistributioncircuitisestablished关、熔断器等保护装置的应用大大提高了系统的安全bychoosinganarcmathematicalmodelsuitablefor运行能力．其中具有反时限断开特性的断路器作用突low-voltagedistributionsystem．Withthesimulation出．且断路器整定电流以金属性短路的短路电流作为experimentanalysisonlimitationofover

4、current校验标准。protectionofbreakerincaseofarcsh0rt-circuitfault根据电弧的伏安特性曲线推导，电弧可认为是一ofthecircuit，thenecessityofusingarcfault个非线性时变电阻元件皿]，且由于电弧性短路故障的breakerisillustrated，andtheapplicationprospectof短路阻抗相当于空气介质的阻抗，属于高阻抗短路，arcfaultbreakerisproposed．因此故障电流可能小于断

5、路器的整定电流．过电流保Keywords：arc；fauharc；arcshort—circuit护无法对电弧故障提供可靠的保护。故障电弧长期间fault；low-voltagedistributionsystem；mathematicalmodel；simulationanalysis；actiondelay；arcfault歇性热效应作用于包覆导体的绝缘层，逐渐形成可靠circuitinterrupter的碳化导电途径，可能会对线路及设备造成严重损坏，甚至引发火灾。本文从故障电弧本身的性质和其构成

6、的电气火灾摘要：阐述进行低压配电线路故障电弧研究的隐患两方面人手，说明进行低压配电线路电弧性短路背景及意义．分析线路上故障电弧的产生条件、分类故障分析具有重要意义。及特征，选取适用于低压配电系统的电孤数学模型，建立低压配电线路单相电弧性短路故障数学模型．通1低压故障电弧的产生与分类过仿真实验分析线路上发生电弧性短路故障时断路器过电流保护的局限性．说明电弧故障断路器应用的必气体放电形式随外界气体种类、压力、温度、要性，并提出电弧故障断路器的应用前景。电极材料、电极间距以及电极两端电压的变化而改关键词：电

7、弧；故障电弧；电弧性短路故障；变_3]。其中，电弧放电是气体放电的一种表现形式，低压配电系统；数学模型；仿真分析；动作延迟；电并认为是气体放电的最终形式。电弧通常产生于两电弧故障断路器极之间，当极间电场强度足够大，极间气体的绝缘强中图分类号：TM56文献标识码：A度减弱，直至发生绝缘击穿，在电极间形成稳定的导作者信息郑梦笛，女，中南建筑设计院股份有限公司，助理工程师。堡堡望皇塑堕皇墨垡堕墅堡堕坌堑塑芝笪httn：／Iizdn．net．cn湖l北l省l建l筑l电气』优l秀l论l文l专l栏为例，选取系统主

8、变压器联结组别为D．ynl1，容g2cmo量为630kVA，设定线路参数为YJV一1kV一3×50进行仿真运算得到如图5、图6所示回路电流、+1×25mm，线路总长度为120m。在该线路末端发系统电压及故障电弧端电压的波形。生单相电弧性短路故障，查阅文献『51得到系统总由图5可知，故障电弧电流波形出现一定程度的阻抗(系统阻抗、变压器阻抗和线路阻抗之和)为畸变，在电流过零点前后出现“零休”区域，此时故(128．86+j30．11)mQ。障电弧电流几乎为0。