单选题
64、线路发生单相接地故障时,通过本线路的零序电流等于所有非故障线路的接地电容电流之( )。
A
1倍和;
B
3倍和;
C
和的1/3;
D
倍和;
答案解析
正确答案:A
解析:
本题考查的是电力系统中单相接地故障时零序电流的分布规律,属于中性点不接地系统(即小电流接地系统)的经典分析内容。
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**题干解析:**
“线路发生单相接地故障时,通过本线路的零序电流等于所有非故障线路的接地电容电流之( )。”
设系统为中性点不接地的辐射状配电网,各线路对地存在分布电容,每条线路的对地电容为 \( C_i \),正常运行时三相电容电流平衡,零序电流为零。当某一条线路(设为线路k)发生金属性单相接地(如A相接地)时:
- 故障点出现零序电压(即故障相对地电压降为0,非故障相电压升高为线电压,系统出现零序电压 \( U_0 = -U_{A0} \));
- 各非故障线路的对地电容上将流过由零序电压激励产生的电容电流,其大小为 \( I_{Ci} = j\omega C_i U_0 \),方向为**由母线流向线路**(即从系统侧经线路电容流入大地),该电流为**零序电流的一部分**;
- 而在故障线路中,其本身对地电容电流仍为 \( j\omega C_k U_0 \),但更重要的是:该线路的故障相电流还包括**所有非故障线路电容电流的总和返回路径**——因为接地点是唯一入地点,所有非故障线路的电容电流均经接地点汇入,再经故障线路的故障相导体流回电源(即流回母线侧)。
根据基尔霍夫电流定律(KCL)在接地点列写零序电流方程:
- 流入接地点的电流 = 所有非故障线路的对地电容电流之和(每条线路提供容性电流,方向为“线路→大地”);
- 流出接地点的电流 = 故障线路中流经故障相的零序电流(方向为“大地→故障线路→母线”,即与电容电流方向相反);
因此,**故障线路中的零序电流(即流过本线路保护安装处的零序电流)在数值上等于所有非故障线路的零序电容电流之和**,且相位相反(相差180°)。
注意:此处“零序电流”指三相电流之和(即 \( I_0 = \frac{1}{3}(I_A + I_B + I_C) \)),在单相接地时,故障线路的 \( I_0 \) 即为其故障相电流(其余两相无电流,忽略负荷电流),其值恰为全部非故障线路电容电流的代数和。
故:
> 通过本线路(即故障线路)的零序电流 = 所有非故障线路的接地电容电流之**和**。
即为 **1倍和**。
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**选项辨析:**
A: 1倍和 —— 正确。即数值相等,方向相反,但题目问的是“等于……之( )”,强调数量关系,不涉及方向,故填“1倍和”准确。
B: 3倍和 —— 错误。该说法常见于零序电压或某些谐波场景,但此处不成立。
C: 和的1/3 —— 错误。这是误将零序分量定义(\( I_0 = \frac{1}{3}\sum I_\phi \))机械套用所致;实际上,故障线路中 \( I_0 \) 就是其故障相电流,而该电流直接等于其余线路电容电流之和。
D: 图片链接无法显示,但根据常规命题逻辑及标准教材(如《电力系统继电保护原理》贺家李版),该图若表示√3倍或其它系数,亦不符合本场景结论。
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**核心知识点总结:**
1. 中性点不接地系统单相接地时,故障点零序电压出现,全系统出现相同零序电压 \( U_0 \);
2. 每条线路的零序电容电流为 \( I_{0i} = j\omega C_i U_0 \),非故障线路的该电流由母线流向线路(容性);
3. 故障线路的零序电流 = −Σ(所有非故障线路零序电容电流),即幅值相等、符号相反;
4. 因此,故障线路零序电流的大小等于所有非故障线路接地电容电流的**算术和**;
5. 该特性是零序电流保护(如绝缘监视、小电流接地选线)的理论基础。
综上,正确答案为:**A**。
题目纠错
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