第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算

第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算2023/12/27第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算對稱分量法對稱分量法在不對稱故障分析計算中的應(yīng)用電力系統(tǒng)元件序參數(shù)及系統(tǒng)的序網(wǎng)圖簡單不對稱故障的分析計算1、什么是對稱分量法？2、為什么要引入對稱分量法？分析過程是什么？1、各元件的序參數(shù)是怎樣的？2、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？如何利用對稱分量法對簡單不對稱故障進(jìn)行分析與計算？第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算正序分量零序分量負(fù)序分量合成4.1對稱分量法第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算一、對稱分量法正序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相同。負(fù)序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。逆時針旋轉(zhuǎn)1200第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三相量用三序量表示三序量用三相量表示第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算二、序阻抗的概念靜止的三相電路元件序阻抗稱為序阻抗矩陣第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算當(dāng)元件參數(shù)完全對稱時結(jié)論：在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性，因此，可以對正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計算。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算二、序阻抗的概念序阻抗：元件三相參數(shù)對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件的同一序電流的比值。正序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用一臺發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地。a相發(fā)生單相接地第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用a相接地的模擬第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用將不對稱部分用三序分量表示第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用正序網(wǎng)第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用負(fù)序網(wǎng)第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用零序網(wǎng)第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算4.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)靜止元件：正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序阻抗。如：變壓器、輸電線路等。旋轉(zhuǎn)元件：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等元件。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗1同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱的），負(fù)序電抗會發(fā)生周期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機(jī)無阻尼繞組發(fā)電機(jī)第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算1同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗實(shí)用計算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計算有阻尼繞組無阻尼繞組發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值有阻尼繞組無阻尼繞組無確切數(shù)值，可取典型值

電機(jī)類型電抗水輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)和大型同步電動機(jī)有阻尼繞組無阻尼繞組0.15~0.350.32~0.550.134~0.180.240.04~0.1250.04~0.1250.036~0.080.08第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算2.同步發(fā)電機(jī)的零序電抗三相零序電流在氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢為零，因此其零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。同步發(fā)電機(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：零序電抗典型值第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算二、異步電動機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的正序阻抗：Z1=0.8+j0.6或X1=1.2；異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=0.2；綜合負(fù)荷負(fù)序阻抗：X2=0.35；異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的零序電抗：X0=∞。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算三、變壓器的零序電抗及其等值電路普通變壓器的零序阻抗及其等值電路正序、負(fù)序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算1.普通變壓器的零序阻抗及其等值電路漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓器的各序等值漏抗相等。勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的主磁通路徑相同，負(fù)序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等。因此，變壓器的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完全相同。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多：Xm0=0.3~1.0第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算2.變壓器的零序等值電路與外電路的連接基本原理a)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接取決于零序電流的流通路徑，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。b)不對稱短路時，零序電壓施加于相線與大地之間。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算考慮三個方面：（1）當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時，如果能在該側(cè)產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；反之，則斷開。根據(jù)這個原則：只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能與外電路接通。（2）當(dāng)變壓器繞組具有零序電勢（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時，如果它能將零序電勢施加到外電路并能提供零序電流的通路，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通，否則斷開。據(jù)此：只有中性點(diǎn)接地星形接法繞組才能與外電路接通。（3）三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢雖然不能作用到外電路中，但能在三相繞組中形成環(huán)流。因此，在等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算Y0/Δ接法三角形側(cè)的零序環(huán)流第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算變壓器繞組接法開關(guān)位置繞組端點(diǎn)與外電路的連接Y1與外電路斷開Y02與外電路接通Δ3與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算3.中性點(diǎn)有接地電阻時變壓器的零序等值電路變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時的零序等值電路

第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算4.自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路中性點(diǎn)直接接地的自耦變壓器第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算四、架空線路的零序阻抗及其等值電路零序電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算四、架空線路的零序阻抗及其等值電路零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地電阻（2）自感磁通和互感磁通是助增的第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算四、架空線路的零序阻抗及其等值電路平行架設(shè)雙回線零序等值電路第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算四、架空線路的零序阻抗及其等值電路有架空地線的情況：零序阻抗有所減小。第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算四、架空線路的零序阻抗及其等值電路實(shí)用計算中一相等值零序電抗無架空地線的單回線路有鋼質(zhì)架空地線的雙回線路有鋼質(zhì)架空地線的單回線路有良導(dǎo)體架空地線的單回線路無架空地線的雙回線路有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路第七章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)等值電路的繪制原則根據(jù)電力系統(tǒng)的原始資料，在故障點(diǎn)分別施加各序電勢，從故障點(diǎn)開始，查明各序電流的流通情況，凡是某序電流能流通的元件，必須包含在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的序參數(shù)及等值電路表示。第七章電力系統(tǒng)簡