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1、电力系统简单不对称故障的分析计算2023/5/7黑龙江大学1第1页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学24.1 4.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用对称分量法在不对称短路计算中的应用一、对称分量法一、对称分量法正序分量正序分量零序分量零序分量负序分量负序分量合成合成第2页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学3一、对称分量法一、对称分量法正序分量正序分量：三相量大小相等，互差：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常，且与系统正常运行相序相同。运行相序相同。负序分量负序分量：三相量大小相等，互差：三相量大小相等，互差1200，且与系统正，且与系统正常运行相序相反。常运行相
2、序相反。零序分量零序分量：三相量大小相等，相位一致。：三相量大小相等，相位一致。逆时针旋转逆时针旋转1201200 0第3页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学4一、对称分量法一、对称分量法三相量用三序量表示三相量用三序量表示三序量用三相量表示三序量用三相量表示第4页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学5二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念静止的三相电路元件序阻抗静止的三相电路元件序阻抗称为序阻抗矩阵称为序阻抗矩阵第5页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学6当元件参数完全对称时当元件参数完全对称时二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念结论：在结论：在三相参数对称的线性电路三相参数
3、对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性，中，各序对称分量具有独立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。第6页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学7二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。过该元件的同一序电流的比值。正序阻抗正序阻抗负序阻抗负序阻抗零序阻抗零序阻抗第7页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学8三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用一台发电机接于
4、空载线路，发电机中性点经阻抗一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗Z Zn n接地。接地。a a相发生单相接地相发生单相接地第8页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学9三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用a a相接地的模拟相接地的模拟第9页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学10三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用将将不不对对称称部部分分用用三三序序分分量量表表示示第10页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学11应应用用叠叠加加原原理理进进行行分分解解第11页，此课件共58页哦2023/
5、5/7黑龙江大学12三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用正序网正序网第12页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学13三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用负序网负序网第13页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学14三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用零序网零序网第14页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学15第15页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学164.2 4.2 电力系统各序网络电力系统各序网络静止元件静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等
6、于零序阻抗。：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序阻抗。如：变压器、输电线路等。如：变压器、输电线路等。旋转元件旋转元件：各序阻抗均不相同。如：发电机、电动：各序阻抗均不相同。如：发电机、电动机等元件。机等元件。第16页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学17一、同步发电机的负序和零序电抗一、同步发电机的负序和零序电抗1 1 同步发电机的负序电抗同步发电机的负序电抗实用计算中发电机负序电抗计算实用计算中发电机负序电抗计算 有阻尼绕组有阻尼绕组 无阻尼绕组无阻尼绕组发电机负序电抗近似估算值发电机负序电抗近似估算值有阻尼绕组有阻尼绕组 无阻尼绕组无阻尼绕组无确切数值，可取典型值无确切数值，可取
7、典型值 电机类型电抗水轮发电机汽轮发电机调相机和大型同步电动机有阻尼绕组无阻尼绕组0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.08第17页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学182.2.同步发电机的零序电抗同步发电机的零序电抗同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形式不同）：式不同）：零序电抗零序电抗典型值典型值第18页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学19二、异步电动机和综合负荷的序阻抗二、异步电动机和综合负荷的序阻抗异步电机和综合负荷的正序阻抗：异步
8、电机和综合负荷的正序阻抗：Z1=0.8+j0.6或或X1=1.2；异步电机负序阻抗：异步电机负序阻抗：X2=0.2；综合负荷负序阻抗：综合负荷负序阻抗：X2=0.35；异步电机和综合负荷的零序电抗：异步电机和综合负荷的零序电抗：X0=。第19页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学20三、变压器的负序和零序电抗及其等值电路三、变压器的负序和零序电抗及其等值电路1.1.普通变压器的零序阻抗及其等值电路普通变压器的零序阻抗及其等值电路正序、负序和零序等值电路结构相同。正序、负序和零序等值电路结构相同。第20页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学21三、变压器的负序和零序电抗三、变压器
9、的负序和零序电抗1.1.普通变压器的负序电抗普通变压器的负序电抗励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的主磁通路径相同，负序励磁电抗与电流的主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗相等。因此，正序励磁电抗相等。因此，变压器的正、变压器的正、负序等值电路参数完全相同。负序等值电路参数完全相同。变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。构相关。第21页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学22零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗
10、比正序励磁电抗小得零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：多：X Xm0m0=0.3=0.3 1.01.0第22页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学232.2.变压器的零序等值电路与外电路的连接变压器的零序等值电路与外电路的连接基本原理基本原理 a)a)变压器零序等值电路与外电路的联接取决于变压器零序等值电路与外电路的联接取决于零零序电流的流通路径序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组联结形，因此，与变压器三相绕组联结形式及中性点是否接地有关。式及中性点是否接地有关。b)b)不对称短路时，零序电压施加于不对称短路时，零序电压施加于相线与大地相线与大地之间。之间。第23页，此课件共58页哦
11、2023/5/7黑龙江大学24考虑三个方面：考虑三个方面：（1 1）当外电路向变压器某侧施加零序电压时，如果能在该侧产生零序）当外电路向变压器某侧施加零序电压时，如果能在该侧产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；反之，则断开。根电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；反之，则断开。根据这个原则：据这个原则：只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通。只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通。（2 2）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路
12、中该侧绕组零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通，否则断开。据此：端点与外电路接通，否则断开。据此：只有中性点接地星形接法绕组只有中性点接地星形接法绕组才能与外电路接通。才能与外电路接通。（3 3）三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中，）三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中，但能在三相绕组中形成环流。因此，但能在三相绕组中形成环流。因此，在等值电路中该侧绕组端点接在等值电路中该侧绕组端点接零序等值中性点。零序等值中性点。第24页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学25Y Y0 0/接法三角形侧的零序环流接
13、法三角形侧的零序环流 第25页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学26变压器绕组接法变压器绕组接法开关位置开关位置绕组端点与外电路的连接绕组端点与外电路的连接Y Y1 1与外电路断开与外电路断开Y Y0 02 2与外电路接通与外电路接通3 3与外电路断开，但与励磁支路并联与外电路断开，但与励磁支路并联变压器零序等值电路与外电路的联接变压器零序等值电路与外电路的联接 第26页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学27四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路零序电流必须借助大地及架空地线构成通路零序电流必须借助大地及架空地线构成通路第27页，此课件共58页
14、哦2023/5/7黑龙江大学28四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路零序阻抗比正序阻抗大零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地电阻）回路中包含了大地电阻（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第28页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学29四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。第29页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学30四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路实用计算中一相等值零序电抗实用计
15、算中一相等值零序电抗无架空地线的单回线路无架空地线的单回线路有钢质架空地线的双回线路有钢质架空地线的双回线路有钢质架空地线的单回线路有钢质架空地线的单回线路有良导体架空地线的单回线路有良导体架空地线的单回线路无架空地线的双回线路无架空地线的双回线路有良导体架空地线的双回线路有良导体架空地线的双回线路第30页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学31五、电力系统各序网络五、电力系统各序网络等值电路的绘制原则等值电路的绘制原则 根据电力系统的原始资料，在故障点分别根据电力系统的原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，查明各序施加各序电势，从故障点开始，查明各序电流的流通情况，凡是某
16、序电流能流通的电流的流通情况，凡是某序电流能流通的元件，必须包含在该序网络中，并用相应元件，必须包含在该序网络中，并用相应的序参数及等值电路表示。的序参数及等值电路表示。第31页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学32正序网络正序网络第32页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学33负序网络负序网络正序网络正序网络第33页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学34零序网络：零序网络：必须首先确定零序电流的流通路径。必须首先确定零序电流的流通路径。第34页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学35 零序网络零序网络例例7-17-1第35页，此课件共58页哦2023/5/
17、7黑龙江大学364.3 4.3 简单不对称短路的分析计算简单不对称短路的分析计算当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程序网络方程该方程组有三个方程，但有六个未知该方程组有三个方程，但有六个未知数，必须根据边界条件列出另外三个数，必须根据边界条件列出另外三个方程才能求解。方程才能求解。第36页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学37一、单相接地短路一、单相接地短路第37页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学38单相接地故障的复合序网单相接地故障的复合序网第38页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学39单相接地的短路电流和短路
18、点非故障相电压单相接地的短路电流和短路点非故障相电压第39页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学40二、两相短路二、两相短路第40页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学41两相短路的复合序网两相短路的复合序网第41页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学42两相短路的短路电流两相短路的短路电流第42页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学43两相短路的电压两相短路的电压第43页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学44三、两相短路接地三、两相短路接地第44页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学45两相短路接地序网图两相短路接地序网图第45页，此课件共5
19、8页哦2023/5/7黑龙江大学46两相短路接地故障相电流两相短路接地故障相电流第46页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学47两两相相短短路路接接地地相相量量图图第47页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学48 四、正序等效定则四、正序等效定则正序分量的计算正序分量的计算第48页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学49 四、正序等效定则四、正序等效定则短路电流的计算短路电流的计算第49页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学50附加电抗和比例系数附加电抗和比例系数短路类型短路类型f f(n)(n)三相短路三相短路f f(3)(3)0 01 1两相短路接地两相短路
20、接地f f(1,1)(1,1)两相短路两相短路f f(2)(2)X X22单相接地短路单相接地短路f f(1)(1)X X22+X X003 3例例7-2 7-37-2 7-3第50页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学517.5 7.5 非全相断线的分析计算非全相断线的分析计算非全相断线非全相断线横向故障和纵向故障横向故障和纵向故障第51页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学52一、单相断开一、单相断开第52页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学53单相断开的复合序网单相断开的复合序网第53页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学54非故障相电流和断口电压非故障相电流和断口电压第54页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学55二、两相断开二、两相断开第55页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学56两相断开时的复合序网两相断开时的复合序网第56页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学57非故障相电流和断口电压非故障相电流和断口电压例例7-57-5第57页，此课件共58页哦2023/5/7黑龙江大学58正序分量正序分量零序分量零序分量负序分量负序分量合成合成第58页，此课件共58页哦