電力系統(tǒng)不對稱故障的分析演示文稿

電力系統(tǒng)不對稱故障的分析演示文稿1目前一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點2優(yōu)選電力系統(tǒng)不對稱故障的分析目前二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①計算短路點各序電流、電壓分量；②計算各序電流、電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布，遇有變壓器之路，還需注意相位變化；③將各序分量合成得出網(wǎng)絡(luò)各支路中的各相電流以及各節(jié)點各相電壓。不對稱短路計算的基本思路目前三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點8.1簡單不對稱短路的分析

一、單相接地短路二、兩相短路三、兩相接地短路四、正序等效定則五、接地系數(shù)目前四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點一、單相接地短路ac由于a相為特殊相，且選定其為基準相，則故障點的邊界條件為應(yīng)用對稱分量法可得目前五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點整理可得序量邊界條件為序網(wǎng)絡(luò)的三個基本方程目前六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點解析法：聯(lián)立求解三個基本方程和三個序量邊界條件方程，從而可求出短路點各序電流和各序電壓共六個未知參數(shù)的方法。

不對稱短路的計算方法目前七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)法：

按序量邊界條件，將正序、負序和零序網(wǎng)絡(luò)按一定規(guī)律連接，從而求出短路點各序電流和各序電壓共六個未知參數(shù)的方法。這種方法簡單直觀，使用方便。目前八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點o1f1f2o2f0o0按照本題的序量邊界條件，可繪制相應(yīng)的序網(wǎng)如左圖所示。目前九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點應(yīng)用解析法或復(fù)合序網(wǎng)法計算不對稱故障，兩種方法均可；兩種方法的共同關(guān)鍵點是：計算短路點的正序電流分量。以復(fù)合序網(wǎng)法為例的求解步驟和計算公式如下：①計算短路點正序電流目前十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點②計算短路點負序、零序電流③計算短路點各序電壓目前十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點④計算短路點各相電流

目前十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點故障相或單相接地短路電流的有效值

目前十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點⑤計算短路點的各相電壓目前十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點如果a相金屬性接地短路，即Xf＝0，則有目前十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的非故障相電壓計算目前十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點繪

制

短

路

點

的

電

流

、

電

壓

相

量

圖電壓向量圖電流向量圖目前十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點單相短路電流①電源電勢一定的情況下，單相短路電流和各序輸入電抗之和有關(guān)；②X1Σ和X2Σ的大小與短路點至電源點之間的電氣距離有關(guān)；③X0Σ則與中性點接地方式有關(guān)；④當(dāng)X1Σ≈X2Σ，X0Σ<X1Σ時，同一點發(fā)生單相接地短路時的短路電流會大于三相短路電流。計算結(jié)果分析：目前十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點非故障相電壓

①數(shù)值總是相等的，其相角差的大小與X0Σ/X2Σ有關(guān)；②X0Σ=0，Ub與Uc反相；③X0Σ=∞

，單相接地短路電流為零，非故障相電壓的數(shù)值升高為線電壓。目前十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點二、兩相短路abc短路點的邊界條件為

目前二十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點

應(yīng)用對稱分量法可得出相應(yīng)的序電流、序電壓邊界條件為

目前二十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點由序分量邊界條件可繪制復(fù)合序網(wǎng)如圖所示。

o1f1f2o2f0o0目前二十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的各序電流和電壓計算目前二十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的各相電流和電壓的計算目前二十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點故障相電流的有效值

目前二十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點若b、c兩相發(fā)生的是金屬性短路，則計算公式如下：目前二十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點目前二十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的電流、電壓相量圖電壓向量圖電流向量圖目前二十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點三、兩相短路接地abc短路點的邊界條件為目前二十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點

應(yīng)用對稱分量法可得序分量邊界條件為目前三十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點f2o2f0o0o1f1與序分量邊界條件相應(yīng)的復(fù)合序網(wǎng)為目前三十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的正序電流

目前三十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點短路點的負序、零序電流目前三十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點若b、c兩相是直接接地短路，則有

目前三十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點故障相電流的有效值目前三十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點b、c兩相直接接地短路的電流電壓向量圖電壓向量圖電流向量圖目前三十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點四、正序等效定則

各種簡單短路故障的正序電流分量可用下面的通式表示

短路電流有效值為目前三十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點正序等效定則的物理意義

簡單不對稱短路時，短路點正序電流分量的大小與在短路點每一相中串接一附加電抗，并在其后面發(fā)生三相短路時的電流相等。目前三十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點簡單不對稱短路時的附加電抗和比例系數(shù)目前三十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點五、接地系數(shù)

兩相直接短路時，設(shè)X1Σ＝X2Σ，則有

①可見，兩相直接短路時，非故障相的對地電壓不會升高。

目前四十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點②當(dāng)故障帶有接地性質(zhì)時，隨著X0Σ的變化，非故障相的對地電壓會在很大的范圍內(nèi)變動；

③計算表明單相接地時非故障相的電壓升高一般較兩相短路接地時為高。目前四十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點a相直接接地時非故障相b、c的電壓表達式目前四十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點假設(shè)X1Σ＝X2Σ，則有目前四十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點目前四十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點非故障相電壓的絕對值為

接地系數(shù)目前四十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①α的大小將直接決定單相接地所引起的工頻過電壓的大?。?/p>

②a和X0Σ/X1Σ直接相關(guān)，其間的關(guān)系曲線如圖8-15所示。說明：目前四十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①X0Σ/X1Σ若落在（-1~-20）的范圍內(nèi)，非故障相的電壓會上升到極高的數(shù)值，這是非常危險的。

②如果為了其他目的而人為加大電網(wǎng)對地電容時，應(yīng)當(dāng)驗算并防止X0Σ/X1Σ落在（-1~-20）的范圍內(nèi)。③在中性點不接地系統(tǒng)中，零序電流不能在變壓器中流通，所以主要由線路的對地容抗（零序?qū)Ъ{）決定，X0Σ/X1Σ落在-∞～-2６的范圍內(nèi)。目前四十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①在中性點直接接地系統(tǒng)中，由于繼電保護的需要，運行中往往要將某些變壓器的中性點解開以增大系統(tǒng)的零序阻抗；

②X0Σ/X1Σ的值將取決于中性點不接地變壓器的總?cè)萘颗c系統(tǒng)中變壓器總?cè)萘恐?。注意：目前四十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①全部變壓器中性點都直接接地時，取X0Σ/X1Σ≈1；②中性點直接接地的變壓器占總?cè)萘康?/3時，取X0Σ/X1Σ≈1～2，取非故障相對地電壓，為1.3倍相電壓（或75%線電壓）；③中性點直接接地的變壓器占總?cè)萘康?/2時，則取X0Σ/X1Σ=2.5~3.5，取非故障相對地電壓為1.4倍相電壓（或80%線電壓）。過電壓設(shè)計中的考慮原則:目前四十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點各種電網(wǎng)在單相接地故障時，可能出現(xiàn)的非故障相電壓升高值目前五十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點7.3輸電線路在各序電壓作用下的序阻抗及等值電路

三相輸電線路的正序、負序和零序阻抗為目前五十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點架空輸電線路的自阻抗兩平行導(dǎo)線的互阻抗

目前五十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點單回路三相架空輸電線的正序、負序和零序阻抗②零序阻抗>正序阻抗①正序阻抗＝負序阻抗原因：零序電流三相同相位，互感磁通相互加強目前五十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點每回線路的正序阻抗與單回線路的正序阻抗完全相等。（通過正序（或負序）電流時，兩回線路之間無互感磁鏈作用。）每回線路的零序阻抗將增大。（通過零序電流時，兩回線路之間將存在著零序互感磁鏈。）

雙回架空輸電線的零序阻抗及其等值電路目前五十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點雙回路系統(tǒng)的單相零序電路圖目前五十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點①雙回線總的一相零序阻抗為②如果兩回路結(jié)構(gòu)完全相同目前五十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點③每一回路的單相零序阻抗為目前五十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點有架空地線的單回架空輸電線的零序阻抗及其等值電路

目前五十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點由于架空地線的影響，線路的零序阻抗將減小。（因為架空地線相當(dāng)于導(dǎo)線的一個二次短路線圈，它對導(dǎo)線磁場起去磁作用。架空地線距導(dǎo)線愈近，愈大，這種去磁作用愈大。）目前五十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點有架空地線的雙回架空輸電線的零序等值電路目前六十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點在短路實用計算中，常可忽略電阻，近似地采用下表的值作為輸電線路每一回路每單位長度的一相等值零序電抗。目前六十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點電纜線路的零序阻抗電纜芯線間距離較小，故電纜線路的正序（或負序）電抗比架空線路要小得多。目前六十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點電纜零序阻抗一般應(yīng)通過實測確定；

近似估算中，對于三芯電纜可以采用下面的數(shù)值。說明：目前六十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點實用計算中，可采用表中的電抗平均值目前六十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點7.4架空輸電線路的各序電納

輸電線路的正序和負序電納目前六十五頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點零序電納<正序電納無架空地線時三相輸電線路的零序電納架空地線對輸電線路零序電納的影響

零序電容增大的原因是：與大地相連接的架空線比大地更接近于線路導(dǎo)線。零序電納>正序電納目前六十六頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點7.5同步電機的序阻抗同步電機的正序電抗定義：發(fā)電機端點負序電壓的基頻分量與流入定子繞組的負序電流基頻分量的比值稱為負序電抗。同步電機的負序電抗目前六十七頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點實用計算中，隱極機和有阻尼繞組的凸極機的負序電抗可取為無阻尼繞組的凸極機的負序阻抗取為目前六十八頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點近似估算時汽輪發(fā)電機及有阻尼繞組的水輪發(fā)電機無阻尼繞組的發(fā)電機

在要求不高的場合，對汽輪發(fā)電機和有阻尼繞組的水輪發(fā)電機目前六十九頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點定義：施加在發(fā)電機端點的零序電壓的基頻分量與流入定子繞組的零序電流的基頻分量的比值。同步機的中性點不接地時，零序電抗為無窮大；同步機的中性點接地時，零序電抗為定子繞組對零序電流所呈現(xiàn)的漏電抗。同步電機的零序電抗目前七十頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點零序漏電抗總是小于正序漏電抗且具有很大的變動范圍，通常目前七十一頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點實用計算中，如無電機的確定參數(shù)，可取表中給出的平均值。目前七十二頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點7.6負荷的序阻抗

負荷的正序阻抗

大容量異步電動機綜合負荷目前七十三頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點負荷的負序阻抗忽略繞組電阻和激磁電抗可得異步電動機的負序阻抗近似等于次暫態(tài)電抗。異步電動機沒有接地的中性點，因而零序電流不能流通，故零序阻抗為無限大。負荷一般不需要建立零序等值電路。負荷的零序阻抗目前七十四頁\總數(shù)七十七頁\編于十七點7.7電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制訂

各序網(wǎng)絡(luò)是三相對稱的，故在制訂各序網(wǎng)絡(luò)的等值電路時，只需畫出一相的等值網(wǎng)絡(luò)基本方法：①在故障點與地間加上序電壓；②從故障點開始，逐步查明各序電流流通的路徑；③將某一序電流能流通的元件以其序參數(shù)加入該序網(wǎng)絡(luò)