單相接地短路課件

1、關(guān)于單相接地短路第1頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四電力系統(tǒng)故障分析的主要內(nèi)容本部分內(nèi)容簡介介紹故障類型、產(chǎn)生原因及危害在電專業(yè)課中電力系統(tǒng)故障分析三相短路電流分析與計(jì)算無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路過渡過程分析三相短路的實(shí)用計(jì)算方法同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對稱故障的分析與計(jì)算復(fù)故障的分析與計(jì)算對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對稱故障的分析與計(jì)算第2頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四一、短路的類型：大多數(shù)故障是短路故障短路是指：正常運(yùn)行情況以外的相與相或相與地之間的

2、連接短路類型示意圖符號發(fā)生的機(jī)率三相短路d(3)5%二相短路d(2)10%二相接地短路d(1,1)20%單相接地短路d(1)65%對稱不對稱第一節(jié) 概述第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識第3頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、產(chǎn)生的原因絕緣被破壞過電壓、雷擊絕緣老化、污染設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)，人為因素風(fēng)、雪、鳥、獸等三、產(chǎn)生的危害引起發(fā)熱：1020倍額定電流，達(dá)幾萬甚至幾十萬安引起電動力效應(yīng)：傳導(dǎo)體變形甚至損壞機(jī)械穩(wěn)定性引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降落使穩(wěn)定性遭到破壞短路可能干擾通信系統(tǒng)三、措施限制短路電流（加電抗器）繼電保護(hù)快切結(jié)線方式設(shè)備選擇第4頁，共97頁，2022年，5月20日

3、，2點(diǎn)5分，星期四第5頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第6頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第7頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第二節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路過渡過程分析一、暫態(tài)過程分析無限大電源恒壓源（內(nèi)阻=0）短路不影響電源的U，f（Z=0，U=C，S=）實(shí)際內(nèi)阻短路回路總阻抗10%，即無限個有限源組成RLRLUaRLRLUbRLRLUcd(3)三相短路是對稱故障，可用一相分析第8頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四短路前UZZURLRLid短路后一階常系數(shù)線性微分方程idz周期分量（強(qiáng)制分量）Idf

4、非周期分量（自由分量）第9頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四如何確定A（楞次定律）Idf非周期分量出現(xiàn)的物理原因是：電感中電流不能突變第10頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四短路全電流二、產(chǎn)生最大短路全電流的條件穩(wěn)態(tài)分量取決于短路后的電路暫態(tài)分量和短路時刻、短路前運(yùn)行狀態(tài)及回路阻抗有關(guān)要使短路全電流最大使暫態(tài)分量最大（無載，一相過零）短路前電路為空載：Im=0電壓“合閘相角”=0d=/2，純電感電路第11頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、短路沖擊電流ich和沖擊系數(shù)kchid的最大瞬時值短路沖擊電流ich 出現(xiàn)在t=T/2時 kc

5、h與R，X的大小有關(guān)：R=0時， kch=2； L=0時， kch=11 kch 2發(fā)電機(jī)母線時kch=1.9， ich =2.7 Idz高壓電網(wǎng)時kch=1.8， ich =2.55 Idz ich用于校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動力穩(wěn)定性第12頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四四、短路全電流最大有效值Ich 假設(shè)idf的數(shù)值在第一個周波內(nèi)是恒定不變的，t=T/2時值1 kch 2發(fā)電機(jī)母線時kch=1.9， Ich =1.62 Idz高壓電網(wǎng)時kch=1.8， Ich =1.52 Idz 不管求ich還是求Ich，只須求得Idz，而求Idz的關(guān)鍵是求由電源開始到短路點(diǎn)的總

6、阻抗Zd第13頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第三節(jié) 短路回路總阻抗求取一、計(jì)算短路電流的基本假設(shè)1、以電網(wǎng)的平均電壓取代元件的額定電壓同一電壓級中各元件的額定電壓可能不一樣線路首端，升壓變壓器二次側(cè)高出10%線路末端，降壓變壓器一次側(cè)=UB發(fā)電機(jī)高出5%簡化計(jì)算同一電壓級中各元件的額定電壓相同，數(shù)值上=平均電壓，Upj=(1.1UB+UB)/2=1.05UB2、高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗,當(dāng)Rd Xd/3時,忽略Rd第14頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值電抗標(biāo)幺值計(jì)算在第二章中，將額定值下的標(biāo)幺值歸算到統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值在短路計(jì)算中，

7、一般采用近似計(jì)算法，認(rèn)為額定電壓UN =平均電壓Upj ，基準(zhǔn)電壓Uj =Upj1、同步發(fā)電機(jī)2、變壓器第15頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四3、線路4、電抗器注意：沒讓UN=Uj是因?yàn)殡娍蛊饔袝r不按額定電壓使用第16頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、具有變壓器的多電壓級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立(近似法)1、發(fā)電機(jī)T1T2 x4x2x3x5T3 x6x1GU1U2U3U4x1*jx2*jx3*jx4*jx5*jx6*j采用平均電壓后簡化計(jì)算,無需考慮變壓器變比歸算取U4為基本級第17頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、變壓器3

8、、輸電線第18頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四四、短路回路總電抗標(biāo)幺值Xd計(jì)算1、繪制計(jì)算電路圖用單相節(jié)線圖表示計(jì)算電路圖標(biāo)明各元件額定參數(shù)各元件均按順序編號1234566.3KV37KV0.4/km15km27.5MVAUk%=7.5215MVA6KV400AXR%=4第19頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定短路點(diǎn)按選擇電氣設(shè)備整定繼電保護(hù)高、低壓母線電氣設(shè)備接線端處運(yùn)行方式最大：選擇電氣設(shè)備最小：校驗(yàn)繼電保護(hù)并列運(yùn)行處理電源按最大容量處理單列運(yùn)行處理第20頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四3、繪制

9、等值電路圖對應(yīng)每一個短路點(diǎn)作出一個等值電路圖任一短路點(diǎn)對應(yīng)等值電路中，只要求表示該點(diǎn)短路時，短 路電流通過的元件電抗分子為順序號，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值第21頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四4、等值電路圖歸并與簡化串聯(lián)并聯(lián) Y第22頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性對稱性網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同電源一樣電抗參數(shù)相等短路電流流向一致例：d1，d2發(fā)生短路時，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值第23頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第24頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第四節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算

10、一、基本概念那種故障短路電流最大中性點(diǎn)接地：三相或單相中性點(diǎn)不接地：三相短路電流計(jì)算值次暫態(tài)短路電流：周期分量起始(t=0)的有效值用途：保護(hù)整定計(jì)算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量短路全電流的最大有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量三相短路沖擊電流用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流體的熱穩(wěn)定性Idf經(jīng)0.2s衰減完畢,在無限大容量,第25頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、有名制法適用于: 1KV以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級少、接線簡單的高壓系統(tǒng) 短路點(diǎn)所在電壓級作為基本級 各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級，求出電源

11、至短路點(diǎn)的總阻抗Z 計(jì)及電阻時不計(jì)電阻 計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路器的短路容量kch=1.8時， Ich =1.52 Idzkch=1.8時， ich =2.55 Idz第26頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、標(biāo)幺值法適用于: 多電壓等級、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)取基準(zhǔn)值Sj，Upj 計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值 計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值 計(jì)算有名值第27頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四四、例題 如圖所示電路發(fā)生三相短路，試分別用有名制法和標(biāo)幺制法計(jì)算Idz、ich、Ich和Sd（Kch=1.8）解：有名制法：取10.5KV電壓級為基本級3115KV1

12、X=02S=100km0.4/km220MVAUk%=10.510.5KVd(3)d(3)Upj=10.5KV等值電路第28頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四標(biāo)幺制法：取Sj=100MVA,Uj=Upjd(3)U*=1等值電路回路總阻抗周期分量有效值沖擊電流全電流最大有效值短路容量第29頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四回路總阻抗標(biāo)幺值周期分量有效值沖擊電流全電流最大有效值短路容量標(biāo)幺值有名值第30頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第二章 電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算 由于多電源復(fù)雜系統(tǒng)中，不能將所有電源均視為無限大功率電源，精確計(jì)算出

13、三相短路電流比較困難，故工程上采用一些簡化計(jì)算。發(fā)電機(jī)參數(shù)用次暫態(tài)參數(shù)表示忽略較小的負(fù)荷忽略線路對地電容和變壓器的勵磁支路變壓器的變比用平均電壓之比 短路電流的計(jì)算主要是求短路電流周期分量的起始值，即次暫態(tài)電流 計(jì)算方法主要有等值法疊加原理法運(yùn)算曲線法轉(zhuǎn)移阻抗法高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響第31頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第一節(jié) 交流電流初始值計(jì)算一、簡單系統(tǒng) 計(jì)算等值法計(jì)算故障前正常運(yùn)行時的潮流分布。首先求得各發(fā)電機(jī)（包括短路點(diǎn)附近得大型電動機(jī)）的端電壓和定子電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動勢。進(jìn)一部簡化計(jì)算時可認(rèn)為：以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡為用等值電動勢和等值電抗表示的

14、等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。第32頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、多電源系統(tǒng)系統(tǒng) 計(jì)算疊加原理法GM（a）j0.2j0.1j0.2k(b)j0.2j0.1j0.2k(c)j0.2j0.1j0.2k(d) 圖(a)所示系統(tǒng)K 點(diǎn)發(fā)生短路時，短路點(diǎn)電壓為零，可等值為圖(b)。利用疊加原理可將圖(b)分解為：正常運(yùn)行等值電路(c) 故障分量等值電路(d)，分別求解可得最終結(jié)果。第33頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四由正常運(yùn)行等值電路(c) ，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的正常電壓和各支路的正常電流，如：利用疊加原理的解題步驟：由故障分量等值電路(d) ，求出網(wǎng)

15、絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓變化量和各支路電流的變化量，如：將正常和故障分量相疊加，可得故障后各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路電流，如：例題P72例32習(xí)題1第34頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第二節(jié) 應(yīng)用運(yùn)算曲線求任意時刻短路點(diǎn)的短路電流一、運(yùn)算曲線的制定 由于計(jì)算任意時刻的短路電流，涉及到不同時段的時間常數(shù)和電抗值及指數(shù)運(yùn)算，因此工程上一般采用運(yùn)算曲線來計(jì)算。發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：（注意：發(fā)電機(jī)額定值下的標(biāo)么值） 改變XL的值，得到不同的I*(t),對于不同的時刻t，以計(jì)算電抗Xjs為橫坐標(biāo)，I*為縱坐標(biāo)，所得的點(diǎn)連成運(yùn)算曲線。 不同的發(fā)電機(jī)參數(shù)不同,運(yùn)算曲線是不同的(見附錄C,P247)第35頁，

16、共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第36頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的方法1、計(jì)算步驟網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗Xif。將各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗Xif歸算到各發(fā)電機(jī)額定參數(shù)下得計(jì)算電抗Xjsi。 Xjsi XifSNi/SB查曲線，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值得各電源送至短路點(diǎn)電流得標(biāo)么值求得各電流得有名值之和，即為短路點(diǎn)得短路電流。第37頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、計(jì)算的簡化把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機(jī)合并成等值機(jī)。一般將接在同一母線（非短路點(diǎn)）上的發(fā)電機(jī)合并。例題P80例

17、34第38頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第三節(jié) 轉(zhuǎn)移阻抗及其求法轉(zhuǎn)移阻抗Zif的定義：任一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化簡消去了除電源電勢和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，最后得到的各電源與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗。轉(zhuǎn)移阻抗Zif的物理意義：除Ei外，其余電動勢均為零（短路接地），則Ei與此時f點(diǎn)電流之比值即為電源i與短路點(diǎn)f之間的轉(zhuǎn)移阻抗。1、網(wǎng)絡(luò)化簡法 消去了除電源電勢和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，最后得到的各電源與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗第39頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、單位電流法對輻射形網(wǎng)絡(luò)，用該方法最好ba第40頁，共97頁，20

18、22年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第四節(jié) 計(jì)算機(jī)計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)短路電流交流分量初值的原理數(shù)學(xué)模型網(wǎng)絡(luò)的線性代數(shù)方程（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程）一、等值網(wǎng)絡(luò)第41頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算方法特征：形成計(jì)算量大修改麻煩滿陣存儲量大第42頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四在故障分量網(wǎng)絡(luò)中，只有故障點(diǎn)f有注入電流 ，故有：第43頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算方法特征：稀疏陣形成容易修改方便第44頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四 用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算短路電流，實(shí)質(zhì)是計(jì)算與短

19、路點(diǎn)f有關(guān)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f列元素：Zif(i=1,n) 在短路點(diǎn)f注入單位電流，其余節(jié)電流均為零時各節(jié)點(diǎn)的電壓點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f列元素：Zif(i=1,n) 為避免重復(fù)進(jìn)行消去運(yùn)算，一般不采用高斯消去法求解上式，而是應(yīng)用三角分解法或因子表法。f點(diǎn)第45頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三角分解法求解節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：IYUY為非奇異的對稱陣，按三角分解法：YLDLTRTDRD為對角陣；L為單位下三角陣；R為單位上三角陣；且LRT式中d、l和r為D、L、和R的相應(yīng)元素第46頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：YUI RTDRUI

20、 分解為三個方程： RTWI DXWRUX由已知的節(jié)點(diǎn)電流向量I求W，由W求X，最后由X求得U。 三次求解過程中由于系數(shù)矩陣為單位三角陣或?yàn)閷顷?，故?jì)算工作量不大。分兩步計(jì)算：1、將Y分解，保存R和D2、通過三個方程由I計(jì)算U第47頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y形成導(dǎo)納矩陣的R和D1選擇短路點(diǎn)f短路點(diǎn)f注入單位電流時應(yīng)用R和D1解各點(diǎn)電壓即Z1f Znf求短路點(diǎn)電流 ： 求各節(jié)點(diǎn)電壓 ： 求任一支路電流 ： 結(jié)束第48頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四四、短路點(diǎn)在線路上任意處的計(jì)算公式j(luò)fklzjk(1-l)zjk增加

21、一節(jié)點(diǎn)，矩陣增加一階Zfi（Zif） 由Zfi的定義：i點(diǎn)注入單位電流，其余節(jié)點(diǎn)注入均為零時，f點(diǎn)對地電壓即為ZfiZff的定義：f點(diǎn)注入單位電流，f點(diǎn)對地電壓即為Zff第49頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第三章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路 除三相短路外，其余故障都是不對稱故障，三相電路變?yōu)椴粚ΨQ電路，不能用簡單地用單相等值電路計(jì)算。引入120對稱分量法，把不對稱的三相電路轉(zhuǎn)換為對稱電路，可簡化不對稱故障的計(jì)算問題。本章主要內(nèi)容：對稱分量法（120坐標(biāo)，線性系統(tǒng)中的疊加原理）電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)電力系統(tǒng)的各序等值電路第50頁，共97頁，2022年

22、，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第一節(jié) 對稱分量法（120坐標(biāo)系）在三相系統(tǒng)中，任意不對稱的三相量可分為對稱的三序分量第51頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四如果以A相為基準(zhǔn)相，各序分量有如下關(guān)系：正序分量：負(fù)序分量：零序分量：例題2：第52頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四一、三相對稱的元件，各序分量是獨(dú)立的第二節(jié) 對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用證明：以三相對稱線路為例，每相自感為Zs，相間互感為Zm，流過不對稱三相電流時，不對稱壓降為：各序分量是獨(dú)立的,分序計(jì)算各序分量是對稱的,分析一相第53頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二

23、、各序等值電路對如圖所示的簡單系統(tǒng)單相接地故障：正序等值電路：負(fù)序等值電路：零序等值電路：第54頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、如何計(jì)算不對稱故障序分量六個序分量，三個等值電路，還需三個式子（邊界條件）聯(lián)立求解上述六個方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。第55頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第三節(jié) 電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗1、不對稱短路時的高次諧波定子電流基波直流分量正序負(fù)序零序正序：與轉(zhuǎn)子相對靜止，與三相短路時相同負(fù)序：與轉(zhuǎn)子方向相反，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生奇次諧波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生偶次諧波。零序

24、：空間對稱，不形成合成磁場，不影響轉(zhuǎn)子繞組，只有漏磁場直流分量：產(chǎn)生靜止的磁場，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生偶次諧波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生奇次諧波，衰減到零。注意：如交、直軸方向有相同的繞組，則定子、轉(zhuǎn)子中不會產(chǎn)生高次諧波。第56頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗定義：機(jī)端負(fù)序電壓基頻分量與流入的負(fù)序電流基頻分量的比值。不同狀態(tài)，值不同不對稱狀態(tài)負(fù)序電抗不對稱狀態(tài)負(fù)序電抗繞組流過基頻負(fù)序正弦電流兩相短路端點(diǎn)施加基頻負(fù)序正弦電壓單相接地短路不同形式的值差別不大，隨外電路電抗的值增大而減少實(shí)用計(jì)算中取3、同步發(fā)電機(jī)的零序電抗定子繞組的零序電流只產(chǎn)生定子繞組的

25、漏磁通零序電抗的變化范圍為：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通常不接地，第57頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、異步電動機(jī)的負(fù)序和零序電抗異步電機(jī)的負(fù)載與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)轉(zhuǎn)子對負(fù)序磁通的轉(zhuǎn)差率為2s負(fù)序參數(shù)可以按的轉(zhuǎn)差率2s確定轉(zhuǎn)差率小，曲線變化大，轉(zhuǎn)差率到一定值后，曲線變化緩慢用s1，即轉(zhuǎn)子制動時的參數(shù)代替故障時電動機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，s增大，接近于1。三相繞組一般接成三角形或不接地星形，第58頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、變壓器的零序電抗和等值電路靜止元件的正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)是相同的零序參數(shù)與三相繞組的接線方式及變壓器的結(jié)

26、構(gòu)有關(guān)接線方式為零序電流提供了通道，三角中環(huán)流無零序電流通道中性點(diǎn)直接接地，構(gòu)成回路中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，構(gòu)成回路 與另一側(cè)接線方式有關(guān)結(jié)構(gòu)三個單相：磁路獨(dú)立三相五柱：零序經(jīng)無繞 組的鐵芯返回，三相三柱：零序磁通經(jīng)返回，勵磁電抗小第59頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四1、雙繞組變壓器的零序電抗第60頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)有接地中性點(diǎn)時：當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)無接地中性點(diǎn)時：同Y0/Y第61頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、三繞組變壓器的零序電抗為消三次諧波影響，總有一個繞組接成三角形。通常的接線形式有：第62頁

27、，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四3、自耦變壓器的零序電抗中性點(diǎn)接地，有電的直接聯(lián)系，接線形式有：第63頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地，因有電的聯(lián)系，比較麻煩第64頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四輸電線路為靜止元件，設(shè)自阻抗為Zs，互阻抗為Zm，則三序阻抗為四、輸電線路的零序電抗和等值電路正、負(fù)序電流以三相線路互為回路，零序以大地和架空地線為回路第65頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四Ra為導(dǎo)線電阻，Rg為大地等值電阻約為0.051、單根導(dǎo)線大地回路的自阻抗r為導(dǎo)線的等值半徑，Dg為等值深度，一

28、般取Dg1000m2、兩個“導(dǎo)線大地”回路間的互阻抗abgDabDagDbgagb第66頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四3、單回路架空線的零序阻抗三相不對稱排列，互感為：經(jīng)完全換位后，互感接近相等為：Dm為幾何均距：每一相的零序阻抗為：Ds為組合導(dǎo)線的等值半徑：第67頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四4、雙回路架空線的零序阻抗兩回路間任意兩相間的互阻抗為：經(jīng)完全換位后，第二回對第一回某相的互阻抗接近相等為：兩回路間的幾何均距雙回路等值電路：第68頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四5、有架空地線的單回路架空線的零序阻抗架空地線的自阻抗

29、為：三相導(dǎo)線與架空地線的互阻抗為：等值電路：地線去磁，零序阻抗減少架空線零序阻抗計(jì)算復(fù)雜，一般取一個比值第69頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第四節(jié) 電力系統(tǒng)的三序網(wǎng)1、正序網(wǎng)2、負(fù)序網(wǎng)3、零序網(wǎng)正序電勢發(fā)電機(jī)電動勢正序阻抗元件對稱參數(shù)無電源電動勢正序回路與負(fù)序回路相同，但旋轉(zhuǎn)元件的正、負(fù)序參數(shù)不同無電源電動勢零序網(wǎng)與正、負(fù)序網(wǎng)差異很大某元件零序阻抗的有無，取決與零序電流能否流過它零序電流如何流通和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)（變壓器接線及中性點(diǎn)接地方式）有關(guān)第70頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四如何得到零序網(wǎng)絡(luò)第71頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星

30、期四如何得到零序網(wǎng)絡(luò)第72頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第四章 不對稱故障的分析計(jì)算第一節(jié) 各種不對稱短路故障處的電流和電壓六個序分量，三個等值電路，還需三個式子（邊界條件），根據(jù)故障類型，列出故障點(diǎn)的邊界條件（用序分量表示）聯(lián)立求解上述六個方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。首先制定各序網(wǎng)絡(luò)解析法聯(lián)立求解上述六個方程，得復(fù)合序網(wǎng)法由邊界條件將三序網(wǎng)連成復(fù)合網(wǎng)第73頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第74頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四一、單相接地短路（假設(shè)a相故障）K(1)邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為

31、:求得序分量為:經(jīng)電阻Zf接地時，各序網(wǎng)中串上Zf即可:不計(jì)電阻時第75頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、兩相短路（假設(shè)bc相短路）K(2)邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為:求得序分量為:經(jīng)電阻Zf短路時，各序網(wǎng)中串上Zf/2即可:第76頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四三、兩相短路接地（假設(shè)bc相故障）K(1,1)邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為:求得序分量為:經(jīng)電阻Zf接地時，零序網(wǎng)中串上3Zf即可:第77頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四四、用正序增廣網(wǎng)絡(luò)（正序等效定則）計(jì)算故障電流故障相短路電流的值

32、和正序分量有一定關(guān)系,可用正序增廣網(wǎng),等值為正序網(wǎng)串一附加阻抗:各種短路時的Z和M的值短路類型Z M三相短路01單相短路3兩相短路兩相短路接地選特殊相作基準(zhǔn)相-故障處與另兩相情況不同的一相例題3：第78頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四各種故障時短路電流和電壓的變化規(guī)律:單相接地短路:故障相電流:非故障相電壓:不計(jì)電阻影響,設(shè)三相短路電流為結(jié)論:兩相短路:故障相電流:非故障相電壓:結(jié)論:故障相電壓:第79頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四兩相短路接地:故障相電流:非故障相電壓:注意:兩相短路接地故障相電流的變化規(guī)律同單相接地非故障相電壓變化規(guī)律有相似之處

33、注意:兩相短路接地非故障相電壓變化規(guī)律同單相接地故障相電流的變化規(guī)律有相似之處第80頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第二節(jié) 非故障處電流、電壓的計(jì)算一、計(jì)算各序網(wǎng)中任意處各序電流、電壓通過復(fù)合序網(wǎng)求得故障點(diǎn)電流利用轉(zhuǎn)移阻抗和故障點(diǎn)得各序電流求各節(jié)點(diǎn)的電壓故障分量正常情況任一支路的各序電流分量第81頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四各種不同類型短路時，各序電壓分布規(guī)律短路類型短路點(diǎn)各序電壓單相接地短路兩相接地短路兩相短路三相短路第82頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、對稱分量經(jīng)變壓器后的相位變化1、Y/Y-12接線2、Y/-11接

34、線不移相ABCXYZxyzabcABCXYZxyzabcY正序分量逆時針移30度，負(fù)序分量順時針移30度Y正序分量順時針移30度，負(fù)序分量逆時針移30度 電流與電壓移相同的角度第83頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四第三節(jié) 非全相運(yùn)行的分析計(jì)算短路故障橫向故障，特點(diǎn)是：短路電流大，破壞力強(qiáng)非全相運(yùn)行（斷線故障）縱向故障，對發(fā)電機(jī)及負(fù)荷有影響發(fā)生斷線故障時，在斷口處出現(xiàn)不對稱電壓、電流量，可采用分析不對稱短路的方法，即對稱分量法進(jìn)行分析計(jì)算。qkqkqkqkMN第84頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四計(jì)算縱向不對稱故障有兩種方法qk給定發(fā)電機(jī)電勢用復(fù)合網(wǎng)法

35、計(jì)算給定負(fù)荷的電流用疊加原理計(jì)算一、給定發(fā)電機(jī)電勢用復(fù)合網(wǎng)法計(jì)算已有三個基本序網(wǎng)方程，再加上三個邊界條件，即可求解六個序網(wǎng)分量1、一相斷線邊界條件化成序網(wǎng)邊界條件復(fù)合序網(wǎng)第85頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四2、兩相斷線邊界條件化成序網(wǎng)邊界條件復(fù)合序網(wǎng)qk總結(jié)規(guī)律一相斷線與兩相短路接地具有相似的邊界條件，復(fù)合序網(wǎng)為并聯(lián)型兩相斷線與單相接地短路具有相似的邊界條件，復(fù)合序網(wǎng)為串聯(lián)型第86頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四二、給定負(fù)荷的電流用疊加原理計(jì)算1、一相斷線故障分量的邊界條件化成序網(wǎng)邊界條件qk線路上的各序電流c+正常運(yùn)行故障分量abqK第87頁，共97頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5分，星期四abcqk+2、兩相斷線故障分量的邊界條件正常運(yùn)行故障分量化成序網(wǎng)邊界條件線路