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1、第第7章章 对称分量法及电力系统序网对称分量法及电力系统序网参数和等值电路参数和等值电路结论结论：与一相量相乘时相当于将该相量逆与一相量相乘时相当于将该相量逆时针旋转时针旋转120。乘子乘子a的定义的定义定义定义性质性质对称分量法对称分量法不对称分解（正序分量）（零序分量）（负序分量）+按相迭加则 零序电流必须以中性线为通路。例：请分解成对称相量。解：用对称分量法解决问题的基本思路：用对称分量法解决问题的基本思路：ABCABC三相线性系统的三相线性系统的不对称问题不对称问题系统系统A A相的相的012012分量分量原原ABCABC三相系统的解三相系统的解替代原理替代原理对称分对称分量分解量分解
2、对称分量法在电力对称分量法在电力系统中的应用系统中的应用 单相接地短路单相接地短路零序零序正序正序负序负序三相对称三相对称三相对称三相对称因为三相电路对称，只需给出因为三相电路对称，只需给出各序各序单相单相电路或序网电路或序网三相对称三相对称从而得到从而得到三个序网络基本方程三个序网络基本方程 注意注意：虽然该方程是从单相接地短路得到的，但：虽然该方程是从单相接地短路得到的，但对任何方式的不对称短路都成立。对任何方式的不对称短路都成立。正序网正序网负序网负序网零序网零序网v各序分量三相对称各序分量三相对称：大小、相位关系固定：大小、相位关系固定v序网基本方程序网基本方程v3个方程，个方程，6个
3、变量，需补充个变量，需补充3个方程。个方程。v边界条件：短路点处的电压、电流方程边界条件：短路点处的电压、电流方程a相短路：相短路：b、c两相短路两相短路：b、c两相接地短路：两相接地短路：用序分量表示用序分量表示v序网基本方程序网基本方程 三个序网络基本方程三个序网络基本方程确定后，可根据短路边界条确定后，可根据短路边界条件确定另外三个方程（件确定另外三个方程（边界条件方程边界条件方程），从而可解出），从而可解出电压电流各序分量。电压电流各序分量。例例 a相接地短路相接地短路边界条件方程边界条件方程对称分量分解对称分量分解后两式相减后两式相减代入后两式代入后两式中任一式中任一式方程联立方程联
4、立方程等价方程等价与序网络基与序网络基本方程联立本方程联立电压、电流各序分量电压、电流各序分量各相电压、电流各相电压、电流方法方法1合成合成方法方法2序网络序网络复合序网复合序网例如：例如：a相接地短路相接地短路从而可求出各相电压电流从而可求出各相电压电流求解思路求解思路（1）列出边界条件方程；）列出边界条件方程；（2）将边界条件方程转化为序网络方程；）将边界条件方程转化为序网络方程；（3）形成复合序网；）形成复合序网；（4）解复合序网，得电压电流各序分量；）解复合序网，得电压电流各序分量；（5）由对称分量法得到各相电压电流。由对称分量法得到各相电压电流。注意注意 以特殊相作为基准进行分解最简
5、单以特殊相作为基准进行分解最简单。单相接地短。单相接地短路时，故障相为特殊相；两相（接地）短路时，非路时，故障相为特殊相；两相（接地）短路时，非故障相为特殊相。故障相为特殊相。电力系统元件的各序参数和等值电路电力系统元件的各序参数和等值电路u 应应用用对对称称分分量量法法进进行行电电力力系系统统的的不不对对称称分分析析，首首先必须确定系统中各元件的先必须确定系统中各元件的各序参数；各序参数；u元元件件的的序序阻阻抗抗指指元元件件中中流流过过某某序序电电流流时时元元件件两两端端所产生的序电压降与该序电流的比值。所产生的序电压降与该序电流的比值。静静止止元元件件无无论论流流过过正正序序电电流流还还
6、是是负负序序电电流流，并并不不改改变变相相与与相相之之间间的的磁磁耦耦合合关关系系，其其正正序序阻阻抗抗与负序阻抗相等与负序阻抗相等；但；但零序电抗较为复杂零序电抗较为复杂；旋旋转转元元件件中中，各各序序电电流流流流过过时时引引起起不不同同的的电电磁磁过程，过程，三序电抗不相同三序电抗不相同。v同步发电机各序参数同步发电机各序参数 同步发电机定子绕组中流过同步频率的同步发电机定子绕组中流过同步频率的负序电负序电流流时，产生的旋转磁场与转子转向相反，相对转子时，产生的旋转磁场与转子转向相反，相对转子的速度是同步转速的的速度是同步转速的2 2倍。由电磁感应定律，倍。由电磁感应定律，转子的转子的励磁
7、绕组和阻尼绕组中将感应出励磁绕组和阻尼绕组中将感应出2 2倍额定频率的感应倍额定频率的感应电流电流。正常运行情况下，同步发电机定子绕组的空载正常运行情况下，同步发电机定子绕组的空载电势三相对称，产生的交流电流是正序电流，电势三相对称，产生的交流电流是正序电流，电枢电枢反应产生的旋转磁场与转子主磁通同速同方向反应产生的旋转磁场与转子主磁通同速同方向。同步发电机同步发电机正序电抗正序电抗同步发电机同步发电机负序电抗负序电抗 同步发电机定子绕组中流过零序电流时，合成同步发电机定子绕组中流过零序电流时，合成磁场为零，磁场为零，只存在定子绕组的漏磁通只存在定子绕组的漏磁通。零序漏磁比。零序漏磁比正序漏磁
8、小，减小的程度视绕组型式而定。正序漏磁小，减小的程度视绕组型式而定。同步电同步电机零序电抗的标幺值差别较大机零序电抗的标幺值差别较大。零序电阻和正序电。零序电阻和正序电阻相等。阻相等。同步发电机同步发电机零序电抗零序电抗汽轮发电机汽轮发电机水轮发电机水轮发电机同步调相机和同步调相机和大型同步电动机大型同步电动机x20.1340.180.150.350.24x00.0360.080.040.1250.08设该线路每相的自感阻抗为 相间的互感阻抗为 三相电压降与三相电流有如下关系：可简写为：v输电线路的序阻抗输电线路的序阻抗则：即 式中：即为电压降的对称分量和电流的对称分量之间的阻抗矩阵。即：负序
9、正序零序（34）倍正序电抗变压器是静止的磁耦合元件，变压器是静止的磁耦合元件，正、负序正、负序参数和参数和等值电路完全相同；等值电路完全相同；变压器通入变压器通入零序零序电流时，不同变压器结构的零电流时，不同变压器结构的零序磁通磁路不同，不同绕组接线的零序电流回序磁通磁路不同，不同绕组接线的零序电流回路也不相同，所以零序参数和等值电路路也不相同，所以零序参数和等值电路不同于不同于正、负序正、负序参数和等值电路。参数和等值电路。v三相变压器各序参数和等值电路三相变压器各序参数和等值电路 一定，一定，也一定，磁路磁阻小，所需磁势也也一定，磁路磁阻小，所需磁势也小，从而所需励磁电流也小，等效为小，从
10、而所需励磁电流也小，等效为 大大。对于三相五柱式变压器或由三个单相变压对于三相五柱式变压器或由三个单相变压器组成的三相变压器组器组成的三相变压器组由三个单相变压器组成的由三个单相变压器组成的三相变压器组零序磁路三相变压器组零序磁路磁路磁势、磁通和磁阻的关系为磁路磁势、磁通和磁阻的关系为变压器结构对零序励磁电抗的影响变压器结构对零序励磁电抗的影响对于三相三柱式变压器，对于三相三柱式变压器，为有限值。为有限值。磁路磁阻大，需励磁电流大，等效为磁路磁阻大，需励磁电流大，等效为Xm0较较小，但仍比绕组零序漏抗大得多小，但仍比绕组零序漏抗大得多。所以，。所以，当当Xm0与变压器漏抗并联时可将与变压器漏抗
11、并联时可将Xm0忽略。忽略。三相三柱式变压器组零序磁路三相三柱式变压器组零序磁路三个单相变压器接成的三相变压器组和三相五三个单相变压器接成的三相变压器组和三相五柱式，柱式，各相铁芯独立，磁通分布情况与所加电各相铁芯独立，磁通分布情况与所加电压相序无关，压相序无关，零序励磁电流很小，可认为零序励磁电流很小，可认为激磁激磁电抗无穷大电抗无穷大。三相三柱式变压器三相三柱式变压器，通入正序或负序电流时，通入正序或负序电流时，各相主磁通均在铁芯内形成回路，所以励磁电各相主磁通均在铁芯内形成回路，所以励磁电流很小，励磁电抗很大；当通入零序电流时，流很小，励磁电抗很大；当通入零序电流时，三相零序主磁通大小相
12、等相位相同，不能在铁三相零序主磁通大小相等相位相同，不能在铁芯中形成回路，只能通过绝缘介质和外壳形成芯中形成回路，只能通过绝缘介质和外壳形成回路，所以零序励磁电流相当大，回路，所以零序励磁电流相当大，零序励磁电零序励磁电抗为有限值抗为有限值。各种接线方式双绕组变压器的零序等值电路各种接线方式双绕组变压器的零序等值电路各种接线方式三绕组变压器的零序等值电路（续）各种接线方式三绕组变压器的零序等值电路（续）各相加零序电压时，每一相与地各相加零序电压时，每一相与地之间的零序电压为之间的零序电压为 因此，中性点阻抗可乘因此，中性点阻抗可乘以以3然后放到相上来，然然后放到相上来，然后将其作为中性点直接接
13、后将其作为中性点直接接地处理。地处理。变压器中性点经阻抗接地的零序等值电路变压器中性点经阻抗接地的零序等值电路正正序序网网络络与与计计算算三三相相短短路路时时的的等等值值网网络络完完全相同。全相同。除除中中性性点点接接地地阻阻抗抗和和空空载载线线路路外外，电电力力系系统各元件均应包括在正序网络中。统各元件均应包括在正序网络中。v正序网络正序网络发发电电机机不不产产生生负负序序电电势势，故故所所有有电电源源的的负序电势为零负序电势为零。负负序序网网络络的的组组成成元元件件与与正正序序网网络络完完全全相相同同。发发电电机机等等旋旋转转元元件件的的电电抗抗应应以以其其负负序序电电抗抗代代替替，其其它
14、它静静止止元元件件的的负负序序电电抗抗与与正正序电抗相同。序电抗相同。v负序网络负序网络发发电电机机不不产产生生零零序序电电势势，故故所所有有电电源源的的零零序序电电势势为为零。零。零零序序电电流流相相同同相相位位，只只能能通通过过大大地地或或与与地地连连接接的的其其他导体才能构成通路。他导体才能构成通路。变变压压器器的的接接法法和和中中性性点点接接地地方方式式，对对网网络络中中零零序序电电流的分布及零序网络的结构有决定性的影响。流的分布及零序网络的结构有决定性的影响。不不同同地地点点发发生生不不对对称称故故障障，零零序序电电流流分分布布和和零零序序网网络结构也不相同。络结构也不相同。一一般般情情况况下下零零序序网网络络结结构构和和正正、负负序序网网络络不不一一样样，而且元件参数也不同。而且元件参数也不同。v零序网络零序网络例：作出如下系统的序网（1）电源只在正序网络中。（2）中性点接地阻抗只在零序网络中作用。（3）零序网络从故障点开始作。正序网：负序网：零序网：2023/1/2电力系统稳态运行分析42v零序网络绘制零序网络绘制v零序网络绘制零序网络绘制例 求零序网络ThanksThanks