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永久性故障

  	      	      	    	    	      	    
目录
  
 
什么是永久性故障[1]
 
　　永久性故障是指绝缘或结构上的损坏，致使设备不维修则无法运行。 
 
永久性与暂时性故障的区分[2]
 　　当线路发生永久性金属性接地短路后，线路对地电容经短路点放电，电容耦合电压被短接，此时在线路两端只有感应电压，由短路点位置决定。设接地点距M端的距离为l，则两端电压为
\begin{cases} \dot U_{am}=l\dot U_x \\ \dot U_{an}=-(L-l)\dot U_x \end{cases}　　(1)
 　　应保证在线路上任意点发生永久性接地故障时两端都不重合，如果使用电压法判据，允许任意端合闸的电压可表示为
\begin{cases} U_{set}\ge K_{rel}lU_x \\ U_{set}\ge K_{rel}|(L-l)|\dot U_x \end{cases}　　(2)
 　　式(2)保证了永久性故障时不重合。为保证暂时陛故障时重合闸启动电压不低于整定值，考虑到暂时性故障两端的电压最小值，即线路空载时只有电容耦合电压时，要能重合必须满足：
U_{am}=U_{an}=U_y\ge U_{set}　　(3)
 　　单相故障单相切除后的三相线路等效电路如图1所示，三相间有相间耦合电容Cm、相地耦合电容Co及相间互感Lm。
Image:永久性故障.jpg
 　　根据电路理论，可求得线路断开相上电容耦合电压为
\dot U_y=\dot U_{ph}\frac{C_m}{2C_m+C_o}　　(4)
 
　　式中  Cm、Co——单位长度线路的相间、相对地的电容。 
 　　单位长度上非故障相的感应电压为
\dot U_x=(I_b+I_c)Z_m=3I_oZ_m　　(5)
 
　　式中  Zm——单位长度线路上的相间互阻抗。 
 　　将式(2)、式(4)、式(5)代入式(3)可得：
l\le \frac{U_{ph}}{3U_{ox}}\frac{C_m}{3C_m+C_o}\frac{1}{K_{rel}}　　(6)
 
　　式中　　Uph——相电压； 
　　    Uox——单位长度线路零序互感电压，Uox = IoZm 
　　    Krel——可靠系数，一般取1．2。 
 　　将我国常用的线路参数、传送功率条件代入式(6)。根据式(6)可计算出我国线路在两端都能可靠识别永久性与暂时性故障的线路最大长度分别为220kV线路153km，330kV线路126km，500kV线路161km，当线路长度l更长时，考虑过渡电阻的影响时，可采用下式作为电压补偿重合判据：
|\dot U-\frac{L}{2}\dot U_x|\ge |\frac{K_{rel}L}{2}\dot U_x|　　(7)
 
　　式(7)的区分线路长度是电压法的两倍。式中，\dot U为断开相测量电压。 
　　对于超高压线路侧电压一般可以抽取，利用断开相电压可以实现永久性与暂时性故障的区分，当线路电压高于整定值时，过电压继电器触点闭合允许重合闸动作，当电压低于整定值时，闭锁重合闸。 
 
参考文献
 
 
  1. ↑ 刘健主编.第二章 电力系统故障 电力英语阅读与翻译.中国水利水电出版社,2009.7.
    2.  
  2. ↑ 刘学军编著.第五章 自动重合闸 电力系统继电保护.机械工业出版社,2011.09.