《管理學(xué)華北電力大學(xué) 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) 通用課件 第八章 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《管理學(xué)華北電力大學(xué) 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) 通用課件 第八章 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算（59頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)Power System Analysis Basis（八）（八）栗然第八章第八章電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析計(jì)算中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析計(jì)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)圖電力系統(tǒng)元件序參數(shù)及系統(tǒng)的序網(wǎng)圖簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算1 1、什么是對(duì)稱分量法？、什么是對(duì)稱分量法？2 2、為什么要引入對(duì)稱分量法？、為什么要引入對(duì)稱分量法？分析過程是什么？分析過程是什么？1 1、各元件的序參數(shù)是怎樣的？、各元件的序參數(shù)是怎樣的？2 2、如何繪制電力
2、系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？如何利用對(duì)稱分量法對(duì)如何利用對(duì)稱分量法對(duì)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障進(jìn)行分簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障進(jìn)行分析與計(jì)算？析與計(jì)算？8.1 8.1 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法一、對(duì)稱分量法一、對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法是將一組三相不對(duì)稱的電壓或電流相量分解為三組分別對(duì)稱的相量，分別稱為正序分量、負(fù)序分量和零序分量，再利用線性電路的疊加原理，對(duì)這三組對(duì)稱分量分別按對(duì)稱的三相電路進(jìn)行求解，然后再將其結(jié)果進(jìn)行疊加。二二.對(duì)稱分量法的應(yīng)用對(duì)稱分量法的應(yīng)用圖82 零序電流以中性線作通路 三角形接線 該線路每相的自感阻抗為該線路每相的自感阻抗為 Zs，相間的互感阻抗為，相間的互感阻抗為 Zm 當(dāng)元件參數(shù)完全
3、對(duì)稱時(shí)當(dāng)元件參數(shù)完全對(duì)稱時(shí) Zaa=Zbb=Zcc=Zs Zab=Zbc=Zac=Zm三、三相對(duì)稱元件序分量的獨(dú)立性三、三相對(duì)稱元件序分量的獨(dú)立性 0210000002000000ZZZZZZZZZZmsmsmssc120120IZVsc000222111aaaaaaIZVIZVIZV結(jié)論：在結(jié)論：在三相參數(shù)對(duì)稱的線性電路三相參數(shù)對(duì)稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性，因此，可以對(duì)正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計(jì)算。立性，因此，可以對(duì)正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計(jì)算。序阻抗的概念序阻抗的概念 序阻抗：元件三相參數(shù)對(duì)稱時(shí)，元件兩端某一序的電壓降序阻抗：元件三相參數(shù)對(duì)稱時(shí)，元
4、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。與通過該元件的同一序電流的比值。000222111/aaaaaaIVZIVZIVZ正序阻抗正序阻抗負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗零序阻抗8.2 8.2 電力系統(tǒng)元件的序參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件的序參數(shù)和等值電路 靜止元件靜止元件：正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序：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。阻抗。如：變壓器、輸電線路等。旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)元件：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等元件。動(dòng)機(jī)等元件。一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗一、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)序電抗同步
5、發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗 負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的方向相反，因而在不同的位置會(huì)遇到不同的磁阻位置會(huì)遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對(duì)稱（因轉(zhuǎn)子不是任意對(duì)稱的），負(fù)序電抗會(huì)發(fā)生周的），負(fù)序電抗會(huì)發(fā)生周期性變化。期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機(jī)有阻尼繞組發(fā)電機(jī) 無阻尼繞組發(fā)電機(jī)無阻尼繞組發(fā)電機(jī)qdXX qdXX 1 1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗 實(shí)用計(jì)算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計(jì)算實(shí)用計(jì)算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計(jì)算 有阻尼繞組有阻尼繞組 無阻尼繞組無阻尼繞組 發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值有阻尼繞組有阻尼繞組 無阻尼繞組無阻尼繞組 無確切數(shù)值，可取典型
6、值無確切數(shù)值，可取典型值 )(212qdXXX qdXXX2dXX 22.12dXX 45.12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(dòng)機(jī)有阻尼繞組無阻尼繞組0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.080X2X2.2.同步發(fā)電機(jī)的零序電抗同步發(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(shì)為零，因三相零序電流在氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢(shì)為零，因此其零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。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)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
7、同）：構(gòu)形式不同）：零序電抗零序電抗典型值典型值dXX)6.015.0(0二、異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗二、異步電動(dòng)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：異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的正序阻抗：Z1=0.8+j0.6或或X1=1.2；異步電機(jī)負(fù)序阻抗：異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=0.2；綜合負(fù)荷負(fù)序阻抗：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：異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的零序電抗：X0=。三、變壓器的零序電抗及其等值電路三、變壓器的零序電抗及其等值電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)變壓器的等值電抗（雙繞組變壓器即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)變壓器的等值電抗（雙繞組變壓器即為兩個(gè)繞組漏抗之和）就是它的正序或負(fù)序電抗
8、。為兩個(gè)繞組漏抗之和）就是它的正序或負(fù)序電抗。變壓器的零序電抗和正序、負(fù)序電抗不同。當(dāng)在變壓器的零序電抗和正序、負(fù)序電抗不同。當(dāng)在變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序電流，以及零序電流的大小與變壓器電流，以及零序電流的大小與變壓器三繞組的接三繞組的接線方式線方式和和變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。密切相關(guān)。正序的激磁電抗都很大。這是由于正序激磁磁通正序的激磁電抗都很大。這是由于正序激磁磁通均在鐵芯內(nèi)部，磁阻較小。零序的激磁電抗與變均在鐵芯內(nèi)部，磁阻較小。零序的激磁電抗與變壓器的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。壓器的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。(1)由三個(gè)單相變壓器組成的三
9、相變壓器，各相磁路由三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器，各相磁路獨(dú)立，正序和零序磁通都按相在本身的鐵芯中形獨(dú)立，正序和零序磁通都按相在本身的鐵芯中形成回路，因而各序激磁電抗相等，而且數(shù)值很大，成回路，因而各序激磁電抗相等，而且數(shù)值很大，近似認(rèn)為激磁電抗為無限大。近似認(rèn)為激磁電抗為無限大。(2)對(duì)于三相五柱式和殼式變壓器，零序磁通可以通對(duì)于三相五柱式和殼式變壓器，零序磁通可以通過沒有繞組的鐵芯部分形成回路，零序激磁電抗過沒有繞組的鐵芯部分形成回路，零序激磁電抗也相當(dāng)大，也可近似認(rèn)為無限大。也相當(dāng)大，也可近似認(rèn)為無限大。(3)三相三柱式變壓器的零序激磁電抗較小，其值可三相三柱式變壓器的零序激磁電抗較小
10、，其值可用試驗(yàn)方法求得，它的標(biāo)幺值一般很少超過用試驗(yàn)方法求得，它的標(biāo)幺值一般很少超過1.0。單相變壓器組單相變壓器組圖圖87三相三柱式變壓器三相三柱式變壓器零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多：零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多：X Xm0m0=0.3=0.3 1.01.0圖圖88 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地的中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地的變壓器及其等值電路變壓器及其等值電路圖圖89三繞組變壓器零序等值電路三繞組變壓器零序等值電路變壓器繞組接法變壓器繞組接法開關(guān)位置開關(guān)位置繞組端點(diǎn)與外電路的連接繞組端點(diǎn)與外電路的連接Y Y1 1與外電路斷開與外電路斷開Y Y0 02 2與外電路接通與外電路接通3 3與外電路斷開，但與勵(lì)磁
11、支路并聯(lián)與外電路斷開，但與勵(lì)磁支路并聯(lián)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接 4.4.自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路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中性點(diǎn)直接接地的自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器12IIIIII1212IIII12II3)1(3)1(3kXXXkkXXXkXXXnnn四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、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)成通路零序電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路 零序阻抗
12、比正序阻抗大零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地電阻）回路中包含了大地電阻（2）自感磁通和互感磁通是助增的）自感磁通和互感磁通是助增的四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、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平行架設(shè)雙回線零序等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、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。有架空地線的情況：零序阻抗有所減小。四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路實(shí)用計(jì)算中一相等值零序電抗實(shí)用計(jì)算中一相等值零序電抗10101010101037.45.5235.3xxxxxxxxxxxx無架
13、空地線的單回線路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)架空地線的雙回線路有鋼質(zhì)架空地線的單回線路有鋼質(zhì)架空地線的單回線路有良導(dǎo)體架空地線的單回線路有良導(dǎo)體架空地線的單回線路無架空地線的雙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有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)等值電路的繪制原則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(shì)，從故障點(diǎn)開始，查明各序施加各序電勢(shì)，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
14、用相應(yīng)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。的序參數(shù)及等值電路表示。正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)：零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電流的流通路徑。必須首先確定零序電流的流通路徑。0aV 零序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)例例8-18-10aV8.3 8.3 簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析計(jì)算簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的分析計(jì)算 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件只用電抗表示時(shí)，不對(duì)稱短路的當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件只用電抗表示時(shí)，不對(duì)稱短路的序網(wǎng)絡(luò)方程序網(wǎng)絡(luò)方程00022211100aaaaaaVZIVZIVZIE000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE該方程組有三個(gè)方程，但有六個(gè)該方程組有三個(gè)方程，但有六個(gè)未知
15、數(shù)，必須根據(jù)邊界條件列出未知數(shù)，必須根據(jù)邊界條件列出另外三個(gè)方程才能求解。另外三個(gè)方程才能求解。一、單相接地短路一、單相接地短路000cbaIIV00002210212021aaaaaaaaaIIaIaIIaIaVVV0210210aaaaaaIIIVVV000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE)(0211XXXjEIa100122102111102)(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVIII0210210aaaaaaIIIVVV 000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng)單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng))(0211XXXjEIa1
16、00122102111102)(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVIII單相接地的短路電流和短路點(diǎn)非故障相電壓?jiǎn)蜗嘟拥氐亩搪冯娏骱投搪伏c(diǎn)非故障相電壓1021)1(3aaaaafIIIIII 10020221100202123)2(23 3)2(23 aaaacaaaabIXjXXVVaVaVIXjXXVVaVaV 100122102111021102)()(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVXXXjEIII1aI000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE二、兩相短路二、兩相短路cbcbaVVIII0002210212022102120210
17、0aaaaaaaaaaaaaaaVVaVaVVaVaIIaIaIIaIaIII2121000aaaaaVVIII)(211XXjEIa 000122221012aaaaaaaaVIjXIjXVVIII2121000aaaaaVVIII000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)兩相短路的復(fù)合序網(wǎng))(211XXjEIa 000122221012aaaaaaaaVIjXIjXVVIII兩相短路的短路電流兩相短路的短路電流1112021233)(abcaaaaabIjIIIjIaaIIaIaI1)2(3acbfIIII)(211XXjEIa12222112aaaaaaI
18、jXIjXVVII兩相短路的電壓兩相短路的電壓aabcaaaaabaaaaaaVVVVVVVVaVaVIXjVVVVV212122110212121021)(211XXjEIa12222112aaaaaaIjXIjXVVII1aI三、兩相短路接地三、兩相短路接地000cbaIIV000cbaVVI0210210aaaaaaVVVIII000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE)/(0211XXXjEIa102020211022010202aaaaaaaaIXXXXjVVVIXXXIIXXXI0210210aaaaaaIIIVVV兩相短路接地序網(wǎng)圖兩相短路接地序網(wǎng)圖0210210a
19、aaaaaVVVIII000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE兩相短路接地故障相電流兩相短路接地故障相電流10202210202202211020221020220212)(2)2(33)(2)2(33aaaaacaaaaabIXXXXjX IXXXaXaIIaIaIIXXXXjX IXXaXXaIIaIaI120202)1,1()(13acbfIXXXXIII10202133aaaIXXXXjVV兩兩相相短短路路接接地地相相量量圖圖)/(0211XXXjEIa102020211022010202aaaaaaaaIXXXXjVVVIXXXIIXXXI1aI 四、正序等效定則四、
20、正序等效定則正序分量的計(jì)算正序分量的計(jì)算)(0211XXXjEIa)(211XXjEIa)/(0211XXXjEIa)()(11naXXjEI 四、正序等效定則四、正序等效定則短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算1)1(3afII1)2(3acbfIIII120202)1,1()(13acbfIXXXXIII)(1)()(nannfImI附加電抗和比例系數(shù)附加電抗和比例系數(shù)短路類型短路類型f f(n)(n)三相短路三相短路f f(3)(3)0 01 1兩相短路接地兩相短路接地f f(1,1)(1,1)兩相短路兩相短路f f(2)(2)X X22單相接地短路單相接地短路f f(1)(1)X X22+X
21、X003 3例例8-2 8-38-2 8-33)(nX)(nm0202XXXX20202)(13XXXX8.4 8.4 不對(duì)稱短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的計(jì)算不對(duì)稱短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的計(jì)算 電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行中，除需要知道電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行中，除需要知道故障點(diǎn)故障點(diǎn)的短路的短路電流和電壓外，有時(shí)還需要知道電流和電壓外，有時(shí)還需要知道網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中某些中某些支路支路電流和電流和節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓。電壓。基本思路：基本思路：先求出電流電壓的各序分量在網(wǎng)絡(luò)中先求出電流電壓的各序分量在網(wǎng)絡(luò)中的分布，然后將相應(yīng)的各序分量進(jìn)行合成求得各的分布，然后將相應(yīng)的各序分量進(jìn)行合成求得各相電流和相電壓。相電流和相電壓。一、對(duì)稱分量經(jīng)
22、變壓器后的相位變化一、對(duì)稱分量經(jīng)變壓器后的相位變化1.Y1.YY Y1212連接的變壓器連接的變壓器：不發(fā)生相位移動(dòng)。：不發(fā)生相位移動(dòng)。2.Y2.Y1111連接的變壓器連接的變壓器:移相移相30300 02.Y2.Y1111連接的變壓器連接的變壓器2.Y2.Y1111連接的變壓器連接的變壓器0030223011jAajAaeVVeVV0030223011jAajAaeIIeII)()()(212302230122121302301221222130230121000000AAjAjAaacAAjAjAaabAAjAjAaaaIaIajeIaeIaIaIaIIIjeIaeIaIaIaIIaIaj
23、eIeIIII二、網(wǎng)絡(luò)中電流電壓二、網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的分布計(jì)算的分布計(jì)算1.1.電流分布計(jì)算電流分布計(jì)算常用電流分布系數(shù)法。常用電流分布系數(shù)法。2.2.電壓分布的計(jì)算：電壓分布的計(jì)算：000022221111IjXVVIjXVVIjXVVfhfhfh例例8-48-48.5 8.5 非全相斷線的分析計(jì)算非全相斷線的分析計(jì)算 非全相斷線非全相斷線 橫向故障和縱向故障橫向故障和縱向故障8.5 8.5 非全相斷線的分析計(jì)算非全相斷線的分析計(jì)算000222111)0(aaaaaaf fVIZ VIZ VIZV一、單相斷開一、單相斷開00cbaVVI0210210aaaaaaVVVIII000222111)
24、0(aaaaaaf fVIjX VIjX VIjXV)/(1022010202021)0(1aaaaf faIXXXIIXXXIXXXjVI單相斷開的復(fù)合序網(wǎng)單相斷開的復(fù)合序網(wǎng)000222111)0(aaaaaaf fVIZ VIZ VIZV0210210aaaaaaVVVIII非故障相電流和斷口電壓非故障相電流和斷口電壓102022102022102022102022)(2)2(33)(2)2(33aacaabIXXXXjXIXXXaXaIIXXXXjXIXXaXXaI120202)(13acbIXXXXII10202133aaaIXXXXjVV二、兩相斷開二、兩相斷開00acbVII0021021aaaaaaVVVIII000222111)0(aaaaaaf fVIjX VIjX VIjXV)(021)0(021XXXjVIIIf faaa兩相斷開時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)兩相斷開時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)0021021aaaaaaVVVIII000222111)0(aaaaaaf fVIjX VIjX VIjXV
管理學(xué)華北電力大學(xué) 電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ) 通用課件 第八章 電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算
