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1、电力系统不对称故障的分析和计算第1页，本讲稿共36页2/8/202318-1 8-1 简单不对称短路的分析简单不对称短路的分析 2/8/20232电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第2页，本讲稿共36页图图8-1 8-1 单单相接地短路相接地短路n单单相（相（a相）接地短路的相）接地短路的边边界条件：界条件：，一、一、单单相（相（a相）接地短路相）接地短路n用用对对称分量表示称分量表示为为:和两相短路接地比较2/8/20233电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第3
2、页，本讲稿共36页化化简简整理后，得整理后，得各序分量的求解方法：各序分量的求解方法：1.解方程组解方程组2.复合序网法复合序网法2/8/20234电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第4页，本讲稿共36页1、解方程组、解方程组2/8/20235电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第5页，本讲稿共36页各序分量确定各序分量确定为为:2/8/20236电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第6页，本讲稿共36
3、页2、复合序网法、复合序网法边边界条件：界条件：2/8/20237电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第7页，本讲稿共36页构造复合序网构造复合序网图图8-2 单相短路的复合序网单相短路的复合序网正、负、零三序网的串联正、负、零三序网的串联2/8/20238电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第8页，本讲稿共36页2/8/20239电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第9页，本讲稿共36页2/8/2023
4、10电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第10页，本讲稿共36页短路点非故障相的短路点非故障相的对对地地电压为电压为短路点故障相电流为短路点故障相电流为2/8/202311电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第11页，本讲稿共36页2/8/202312电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第12页，本讲稿共36页图图8-4 8-4 两相短路两相短路n边界条件为边界条件为:二、两相（二、两相（b相和相和c相）
5、短路相）短路n对对称分量表示称分量表示为为:2/8/202313电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第13页，本讲稿共36页整理后，可得整理后，可得由此构造复合序网（正序网和负序网相并联）由此构造复合序网（正序网和负序网相并联）图图8-5 两相短路的复合序网两相短路的复合序网求出求出没有零序网络2/8/202314电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第14页，本讲稿共36页短路短路电电流流绝对值绝对值：短路点各相短路点各相对对地地电压为电压为:短路点故障相的短路点故障
6、相的电电流流为为:2/8/202315电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第15页，本讲稿共36页图图8-6 8-6 两相短路接地两相短路接地n边边界条件界条件为为:三、两相（三、两相（b相和相和c相）短路接地相）短路接地n用用对对称分量表示称分量表示为为:和单相短路比较2/8/202316电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第16页，本讲稿共36页化化简简整理后，得整理后，得2/8/202317电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的
7、分析和称故障的分析和计计算算第17页，本讲稿共36页图图8-7 两相短路接地的复合序网两相短路接地的复合序网（正、负、零三序网的并联）（正、负、零三序网的并联）2/8/202318电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第18页，本讲稿共36页各序分量确定各序分量确定为为:可求得可求得:图图8-7 两相短路接地的复合序网两相短路接地的复合序网（正、负、零三序网的并联）（正、负、零三序网的并联）2/8/202319电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第19页，本讲稿共36页
8、短路短路电电流流为为短路点非故障相的短路点非故障相的对对地地电压为电压为短路点故障相电流为短路点故障相电流为2/8/202320电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第20页，本讲稿共36页所有短路所有短路类类型短路型短路电电流的正序分量可以流的正序分量可以统统一写成一写成表示附加表示附加电电抗，上角抗，上角标标（n）代表短路）代表短路类类型。型。短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即式中式中为为比例系数，其比例系数，其值视值视短路短路类类型而定。型而定。四、正序等效定则四、正序等效
9、定则2/8/202321电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第21页，本讲稿共36页 短路短路类类型型f f(n)(n)三相短路三相短路f f(3)(3)0 0 1 1两相短路接地两相短路接地f f(1,1)(1,1)两相短路两相短路f f(2)(2)单单相短路相短路f f(1)(1)3 3如下表如下表8-1所示：所示：2/8/202322电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第22页，本讲稿共36页正序等效定则的物理意义正序等效定则的物理意义n把不对称短路可以转化为对
10、称短路把不对称短路可以转化为对称短路n通过添加附加电抗通过添加附加电抗2/8/202323电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第23页，本讲稿共36页五、不对称短路时网络中电流和电压的分布五、不对称短路时网络中电流和电压的分布1 1、正序电压分量越靠近电源点，电压分量越高；越靠近短路点，电压分、正序电压分量越靠近电源点，电压分量越高；越靠近短路点，电压分量越低。电源点的正序电压最高，在电源与短路点之间正序电压逐量越低。电源点的正序电压最高，在电源与短路点之间正序电压逐渐降低，短路点处正序电压最低，就等于故障点正序电压分量。渐降低，
11、短路点处正序电压最低，就等于故障点正序电压分量。单相短路接地时正序电压值降低最少；单相短路接地时正序电压值降低最少；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；三相短路时，短路点的正序电压为零，系统中其他各点的三相短路时，短路点的正序电压为零，系统中其他各点的正序电压降低最严重。正序电压降低最严重。2/8/202324电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第24页，本讲稿共36页2 2、负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压分量、负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零
12、序电压分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值最大，最大等相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值最大，最大等于故障点的负序、零序电压分量。越远离短路点负序和零序于故障点的负序、零序电压分量。越远离短路点负序和零序电压值越小。电压值越小。2/8/202325电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第25页，本讲稿共36页Uf1=Uf2Uf1=0Uf1=Uf2=Uf0Uf1=Uf2+Uf0f(1)f(1,1)f(2)f(3)U1U2U0U1U2U0U1U2U02/8/202326电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统
13、统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第26页，本讲稿共36页n各节点负序分量越大，电压不对称程度越大各节点负序分量越大，电压不对称程度越大n单相短路的不对称程度最小单相短路的不对称程度最小2/8/202327电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第27页，本讲稿共36页重点难点分析重点难点分析复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序量复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序量表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序网等表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序网等效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等
14、效成正、效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等效成正、负序并联；两相短路接地等效成正、负、零序网的并联。负序并联；两相短路接地等效成正、负、零序网的并联。正正序等效定则：根据各种简单不对称故障，总结出统一的序等效定则：根据各种简单不对称故障，总结出统一的正序分量算式。正序分量算式。公式表明了一个很重要的概念：在简单不对称短路的情况公式表明了一个很重要的概念：在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。加电抗而发生三相短路时的电流相等。2/8/202328电电力系力系统统分析分析
15、第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第28页，本讲稿共36页8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换电压和电流对称分量经变压器后的相位变换图图8-13 Y,y0接法变压器两侧电压的正负序分量接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系的相位关系2/8/202329电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第29页，本讲稿共36页图图8-14 Y,d11接法变压器两侧电压的正负序分接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系量的相位关系2/8/202330电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系
16、力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第30页，本讲稿共36页结论结论1.1.YY：正序分量逆时针移：正序分量逆时针移3030；负序分量顺时针移；负序分量顺时针移3030；侧无零序。侧无零序。2.2.YY：正序分量顺时针移：正序分量顺时针移3030；负序分量逆时针移；负序分量逆时针移3030；侧侧无零序，无零序，Y Y侧也无零序。侧也无零序。2/8/202331电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第31页，本讲稿共36页8-3 非全相断线的分析计算非全相断线的分析计算n电力系统中大多数是电力系统中大多数是短路短路故障
17、（故障（横向故障横向故障）n电力系统还会发生电力系统还会发生断线断线故障（故障（纵向故障纵向故障）q纵向故障主要是单相断线和两相断线，又称纵向故障主要是单相断线和两相断线，又称非全相非全相运行运行。q造成电力系统非全相运行的原因：例如导线的一相造成电力系统非全相运行的原因：例如导线的一相或两相断线；某一线路发生单相短路接地后，故障或两相断线；某一线路发生单相短路接地后，故障相的断路器跳闸。相的断路器跳闸。n电力系统非全相运行时，同样会产生负序和零序分量的电电力系统非全相运行时，同样会产生负序和零序分量的电流。流。u负序电流对发电机的转子有危害；零序电流对输电负序电流对发电机的转子有危害；零序电
18、流对输电线附近的通讯线路有干扰；负序和零序电流还可能线附近的通讯线路有干扰；负序和零序电流还可能引起某些继电保护误动作。引起某些继电保护误动作。2/8/202332电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第32页，本讲稿共36页非全相断线非全相断线abcff单相单相abcff两相两相2/8/202333电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第33页，本讲稿共36页2/8/202334电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第34页，本讲稿共36页1、一相断线（、一相断线（a）n用用对对称分量表示化称分量表示化简简后后:n边边界条件界条件:abcff单相单相类似于类似于f(1,1)2/8/202335电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第35页，本讲稿共36页2、两相断线（、两相断线（b、c）n边边界条件：界条件：n用用对对称分量表示化称分量表示化简简后后:abcff两相两相类似于类似于f(1)2/8/202336电电力系力系统统分析分析 第八章第八章 电电力系力系统统不不对对称故障的分析和称故障的分析和计计算算第36页，本讲稿共36页