单选题
在6~10kV中性点不接地系统中,发生接地时,非故障相的相电压将( )。
A
不升高
B
同时降低
C
升高1.732倍
D
升高一倍
答案解析
正确答案:C
解析:
在中性点不接地系统(也称为小电流接地系统)中,当发生单相接地故障时,系统的中性点电位会发生偏移,导致非故障相的对地电压发生变化。以下是详细的推导和分析过程:
### 1. 正常运行状态分析
在正常的三相对称系统中,三相电源电压 $\dot{U}_A, \dot{U}_B, \dot{U}_C$ 对称,中性点电位为零。此时:
- **相电压**(Phase Voltage, $U_{ph}$):指火线与中性点(或大地,因为中性点接地或电位近似为0)之间的电压。
- **线电压**(Line Voltage, $U_{L}$)指两相火线之间的电压。
- 两者关系为:$U_{L} = \sqrt{3} U_{ph}$。
### 2. 单相接地故障分析
假设 **A相** 发生金属性接地故障:
1. **故障相电压**:由于A相直接接地,A相对地电压变为0,即 $\dot{U}_{A'} = 0$。
2. **中性点位移**:此时,系统的中性点N不再保持零电位,而是产生了位移电压。中性点对地电压 $\dot{U}_{N}$ 等于故障前A相电压的负值,即 $\dot{U}_{N} = -\dot{U}_A$。
3. **非故障相电压**:
- B相对地电压 $\dot{U}_{B'}$ 变为 B相电源电势与中性点位移电压之和:
$$ \dot{U}_{B'} = \dot{U}_B + \dot{U}_{N} = \dot{U}_B - \dot{U}_A = \dot{U}_{BA} $$
- C相对地电压 $\dot{U}_{C'}$ 变为 C相电源电势与中性点位移电压之和:
$$ \dot{U}_{C'} = \dot{U}_C + \dot{U}_{N} = \dot{U}_C - \dot{U}_A = \dot{U}_{CA} $$
从向量图可以看出,$\dot{U}_{BA}$ 和 $\dot{U}_{CA}$ 分别是正常情况下的**线电压**。
### 3. 数值计算
- 正常情况下,非故障相的对地电压大小为相电压 $U_{ph}$。
- 接地后,非故障相的对地电压大小变成了线电压 $U_{L}$。
- 根据三相电的关系:
$$ U_{L} = \sqrt{3} U_{ph} \approx 1.732 U_{ph} $$
因此,非故障相的相电压(对地电压)升高到了原来的 $\sqrt{3}$ 倍,即 **1.732倍**。
### 4. 选项分析
- **A. 不升高**:错误。中性点不接地系统单相接地时,非故障相电压会升高。
- **B. 同时降低**:错误。电压是升高的。
- **C. 升高1.732倍**:正确。$\sqrt{3} \approx 1.732$,即升高到线电压水平。
- **D. 升高一倍**:错误。这通常指电压变为原来的2倍,不符合三相电路原理。
### 结论
在6~10kV中性点不接地系统中,发生单相接地时,非故障相的对地电压将升高至线电压,即原相电压的 $\sqrt{3}$ 倍(约1.732倍)。
故正确答案为 **C**。
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