原創(chuàng)力 電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc文檔投

1、1前言21.1短路的原因21.2短路的類型21.3短路計(jì)算的目的21.4短路的后果32電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算42. 1電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的原始參數(shù)422制定等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)計(jì)算5221標(biāo)幺制的概念52. 2. 2有三級電壓的的網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算62. 2. 3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值82. 2. 4系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)圖92.3短路電流計(jì)算曲線的確92.4故障點(diǎn)短路電流計(jì)算102.4. Ifi點(diǎn)三相短路.102. 4.2f3 點(diǎn)短路.123電力系統(tǒng)不彬短路電流計(jì)算153.1對稱分量法的應(yīng)用1532各序網(wǎng)絡(luò)的制定163.2.1同步發(fā)電機(jī)的各序電抗163. 2. 2變壓器的各序電抗163. 3不對稱短

2、路的分析173. 3.1不對稱短路三種情況的分析17332正序等效定則203. 3. 3不對稱短路時短路點(diǎn)電流的計(jì)算214結(jié)論275總結(jié)與體會286 WS297參考文獻(xiàn)301前言在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，都必須考慮到可能發(fā)生的故障和不正常運(yùn)行的情況， 因?yàn)樗鼈儠茐膶τ脩舻墓╇姾碗姎庠O(shè)備的正常工作，而且還可能對人生命財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生 威脅。從電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，這些故障絕大多數(shù)多數(shù)是由短路引起的，因此 除了對電力系統(tǒng)的短路故障有一較深刻的認(rèn)識外，還必須熟練掌握電力系統(tǒng)的短路計(jì) 算。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地 （對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。1.

3、1短路的原因產(chǎn)生短路的原因很多，主要有如下幾個方而：（1）元件損壞，例如絕緣材料的自 然老化、設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等：（2）氣象條件惡劣, 例如當(dāng)擊造成的網(wǎng)絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌 等：（3）違規(guī)操作，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除接地線就加 上電壓等；（4）其他，如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。1.2短路的類型在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相 接地短路。三相短路也稱為對稱短路，系統(tǒng)各項(xiàng)與正常運(yùn)行時一樣仍處于對稱狀態(tài)。 其他類型的短路都是不對稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表

4、明，在各種類型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路 較少，三相短路的機(jī)會最少。三相短路雖然很少發(fā)生，但情況較嚴(yán)重，應(yīng)給予足夠的 重視。況且，從短路計(jì)算方法來看，一切不對稱短路的計(jì)算，在采用對稱分量法后， 都?xì)w結(jié)為對稱短路的計(jì)算。因此，對三相短路的的研究是具有重要意義的。1.3短路計(jì)算的目的在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備的運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列問題的不可缺少 的基本計(jì)算，這些問題主要是：（1）選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、 母線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動 力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定

5、度；計(jì)算指定時刻 的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等。（2）為了合理地配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并確定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā) 生的各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析。在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。（3）在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖, 確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（4）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作的影響等，也含有一部分 短路計(jì)算的內(nèi)容此外，確定輸電線路對通訊的干擾，對已發(fā)生故障進(jìn)行分析，都必須進(jìn)行短路計(jì) 算。在實(shí)際工作中，根據(jù)一

6、定的任務(wù)進(jìn)行短路計(jì)算時，必須首先確定計(jì)算條件。所謂 計(jì)算條件，一般包括，短路發(fā)生時系統(tǒng)的運(yùn)行方式，短路的類型好發(fā)生的地點(diǎn)，以及 短路發(fā)生后所采取的措施等。從短路計(jì)算的角度來看，系統(tǒng)運(yùn)行方式指的是系統(tǒng)中投 入運(yùn)行的發(fā)電、變電、輸電、用電的設(shè)備的多少以及它們之間相互聯(lián)接的情況，計(jì)算 不對稱短路時，還包括中性點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。對于不同的計(jì)算目的，所采用的計(jì)算條件 是不同的。1.4短路的后果隨著短路類型、發(fā)生地點(diǎn)和持續(xù)時間的不同，短路的后果可能指破壞局部地區(qū)的 正常供電，也可能威脅整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行。短路的危險后果一般有以下的幾個方面:（1）短路故障使短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)比正常值大許多倍的電流，由于短路

7、電 流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到破壞。（2）短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，短路持續(xù)時間較長時，設(shè)備可能過熱以致?lián)p壞。（3）短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影晌很大。系統(tǒng)中最主要的電力負(fù)荷是 異步電動機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩顯 著減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅度下降時，電動機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，適成產(chǎn)品報(bào)廢， 設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。（4）當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，并列運(yùn)行的發(fā)電廠可能失 去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，適成大片地區(qū)停電。這是短路故障最嚴(yán)重后果。（5）發(fā)生不對稱短路時，不平衡電流能產(chǎn)生足夠的磁通在鄰近的電

8、路內(nèi)感應(yīng)岀很 大的電動勢，這對于架設(shè)在高壓電力線附近的通訊線路或鐵道訊號系統(tǒng)等會產(chǎn)生嚴(yán)重 的影響。2電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算2.1電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的原始參數(shù)電力系統(tǒng)接線如上圖所示。Si , s2為無窮大電源系統(tǒng)，電抗為零。發(fā)電機(jī)-G2為汽輪發(fā)電機(jī)，每臺400MVA, Xd =0.285,負(fù)序電抗x2 =0. 29；發(fā)電機(jī)G3為水輪發(fā)電機(jī)，280MVA, xd =0. 203,負(fù)序電抗x2 =0. 22；變壓器 Ti x T2 ,每臺 410MVA, Vs %=14. 6, x0 :T3 變壓器，260MVA, Vs %=14. b xo ：第4頁T4 變壓器，360MVA, Vs %=8. 3,

9、x。；Li 線路,180km, Xi =0.405 Q/km, x0 3xi : a 線路，220km* Xj =0. 33 0/km, x0 3X:S 線路95km, Xi =0. 405 0/km, x 3X；2.2制定等值網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)計(jì)算2.2.1標(biāo)幺制的概念在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分別用v, A, W, Q表示, 這種用實(shí)際有名單位表示物理量的方法稱為有名單位制。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，還廣泛 的使用標(biāo)幺制。標(biāo)幺制是相對單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示。 標(biāo)幺值定義由下式給出：(2-1)標(biāo)鄉(xiāng)侑_實(shí)際有名值（任意單位）基準(zhǔn)值（與有名值同單位）由此可見，標(biāo)幺值

10、是一個沒有量綱的數(shù)值，對于同一個實(shí)際的有名值，基準(zhǔn)值選 得不同，其標(biāo)幺值也就不同。因此，當(dāng)我們說明一個量的標(biāo)幺值時，必須同時說明它 的基準(zhǔn)值，否則，標(biāo)幺值的意義是不明確的。當(dāng)選定電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值分別為%,Ib,Sb和乙，時，相應(yīng)的標(biāo)幺值 如下：(2-2)2.2.2標(biāo)幺值的選擇在電力系統(tǒng)分析中，主要涉及對稱三相電路計(jì)算。計(jì)算時習(xí)慣上多采用線電壓V, 線電流I,三相功率S和一相等值阻抗Z,各物理量之間存在下列關(guān)系:S = I = 3Sp同單相電路一樣，應(yīng)使各量基準(zhǔn)值之間的關(guān)系與其有名值間的關(guān)系具有相同的方(2)第5頁程式:笫7頁VB = =Sb = WVbIb = 3VIb = 3S

11、pb選擇在標(biāo)幺制中便有:r.=z./.=ST 丄=s由此可見，在標(biāo)幺制中，三相電路的計(jì)算公式與單相電路的計(jì)算公式完全相同， 線電壓和相電壓的標(biāo)幺值相等，三相功率和單相功率的標(biāo)幺值相等。在選擇基準(zhǔn)值時,習(xí)慣上也只選Vb和Sb o由此得：7 =上=企厶U SbIb =SbVb這樣，電流和阻抗的標(biāo)幺值則為:7，Is SbZ=勞=2 j x=母聽LbVb V b采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，所得結(jié)果最后還要換算成有名值，其換算公式為:y-v.vBSbs = S&v z = (R+U)豈2.2. 2有三級電壓的的網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算(6)u12uCVX_MCIkllXEXRXCj) irw?yykr：ix

12、n廠Wxl*_L圖2. 2有三段不同電壓等級的輸電系統(tǒng)電力系統(tǒng)中有許多不同電壓等級的線路段，它們由變壓器來耦聯(lián)。圖2. 2 (a)表 示了由三個不同電壓等級的電路經(jīng)兩臺變壓器耦聯(lián)所組成的輸電系統(tǒng)，略去各元件的 電阻和變壓器的勵磁支路，可以算出各元件的實(shí)際有需值，變壓器的漏抗均按原方繞 組電壓計(jì)算，這樣我們就得到各元件電抗用實(shí)際有名值表示的等值電路，如圖Xr V2.2 (b)所示，圖中兀宀導(dǎo)A少)y TgN詁Xl和&分別是架空線路L和電纜線路C的實(shí)際電抗。百分值也是一種相對單位制, 對于同一物理量，如果基準(zhǔn)值相同，則百分值=ioox標(biāo)幺值，對于變壓器，其標(biāo)幺電 抗Xt(肌常用下式計(jì)算：_人100

13、由于三段電路的電壓等級不同.彼此間只是通過磁路耦合而沒有直接的電氣聯(lián)系, 可以對各段電路分別選基準(zhǔn)電壓。假定分別選vB(l), VB(II), VB(llI),至于功率，整個 輸電系統(tǒng)用統(tǒng)一，所以各段的基準(zhǔn)功率都為Sb。選定基準(zhǔn)電壓后，可對每一元件都按各段的基準(zhǔn)電壓用公式(5)將其電抗的實(shí)際 有名值換算成標(biāo)幺值，即笫9頁4, X 十 XT 単,x. = x用標(biāo)幺參數(shù)表示的等值電路如圖(c)所示，其中變壓器kBi-n)=VB(i)/VB(n) 為第I段和第II段的基準(zhǔn)電壓之比，稱為基準(zhǔn)變比。通常選擇適當(dāng)基準(zhǔn)電壓，使變壓器電路得到簡化，比如選擇I, II段基準(zhǔn)電壓之 比kBd-n),等于變壓器下的

14、變比k“，1,11段的基準(zhǔn)電壓之比等于變壓器T2的變比 匕2,則可得kwFl, kT2*=l,這樣在標(biāo)幺參數(shù)的電路中就不需串聯(lián)理想變壓器了。在實(shí)際的計(jì)算中，總是把基準(zhǔn)電壓選得等于(或接近于)該電壓級的額定電壓。 這樣可以從計(jì)算結(jié)果淸晰地看到實(shí)際電壓偏離額定值的成程度。為了解決上述的因難， 在工程計(jì)算中規(guī)定，各個電壓等級都以其平均額定電壓Vav作為基準(zhǔn)電壓，根據(jù)我國現(xiàn) 行的電壓等級，各級平均額定電壓規(guī)定為：3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525 (kV)在分段計(jì)算中以上述平均額定電壓作為各級基準(zhǔn)電壓。2.2. 3計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值在本次實(shí)

15、驗(yàn)中，選取Sb=1000MVA, VB=Vav第35頁vT C= Xx -4- = 0.083 x幾 100 St V2 A* $ B(rA1000360*=0.23064 2、 3.)式中SNi為第i臺等值機(jī)的額定容量，即由它所代表的那部分發(fā)電機(jī)的額定容量之 和。(4) 由Xjm xjs2,分別根據(jù)適當(dāng)?shù)挠?jì)算曲線找出指定時刻t各等值發(fā)電機(jī)提供的 短路周期電流的標(biāo)幺值Iptl Ipt2*t , Iptgo(5) 網(wǎng)絡(luò)中無限大功率電源提供的短路周期電流是不衰減的，并由下式確定Xfs(9)(6) 計(jì)算短路電流周期分屋的有名值。第i臺等值發(fā)電機(jī)提供的短路電流為IPti = I沖In產(chǎn)IM肩亍(10)

16、無限大功率電源提供的短路電流為(11)I ps I ps*I BI ps*式中,Vav為短路點(diǎn)處電壓級平均額定電壓:INi為歸算到短路點(diǎn)處電壓級第i臺等 值發(fā)電機(jī)的額定電流：Ib為對應(yīng)于所選基準(zhǔn)功率Sb在短路處電壓的基準(zhǔn)電流。2.4故障點(diǎn)短路電流計(jì)算 2.4. Ifi點(diǎn)三相短路仃點(diǎn)三相短路時，由系統(tǒng)的參數(shù)可知.GP G2可以合并，另外可作星網(wǎng)變換消去f2處節(jié)點(diǎn)。合并G G?得心廣比.+ Xjg += ：3興笄125 = 0.5343對于f2處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行星網(wǎng)變換，算出G3對母線處的電抗為:（兀務(wù)+兀丿（九+兀兀36 =兀務(wù)+心+心+兀心+X= 0.7250 + 0.5423 + 0.2306 +

17、0.7273 + 凹型藝竺嗨型遊型0.61004.2152S2到母線鳥處的電抗為:,仏（SF”） 容_仏+尬+仏+飛石廠= 0.6100 + 0.2306 + 0.7273 + 沁型沁竺型=2.02900.7250 + 0.5423合并S” S2可得:/z13780x2.0290 = x Yo = 0.8207AS.兒$1.3780 + 2.0290由此可得等值電路圖如圖2. 4所示GP G2合并后的計(jì)算電抗為：4.21 52圖24八點(diǎn)三相短路等值電路心嚴(yán)幾氓也皿沁錯“4274c鮒、+苗由嚴(yán)認(rèn) X 二兀廣0 = 42152迺2 = 1.1802G3的計(jì)算電抗為：兀Q Xf、Sb1000由所得的

18、計(jì)算電抗查表可得1秒時各等值電源提供的短路電流為:= 1.956f = 1.003又由可得:/廠1幾WL=1956 x總翁=珈昭)s1 r = l r L* = 1.003X 嚴(yán) =0.7050) JV3x230了 av仃廣S器山叱盎“。5叫）所以變壓器高壓側(cè)電流為It=It, = f =1.964（1）根據(jù)變壓器的變比可得低壓側(cè)電流為/g = IGy = 1.964xL = 2&6806（肋） 又因?yàn)镮fs由S1和S2提供，可得hr乙忑益 H964X而謡麗討696劇所以 1“=3 928+0. 6413+3. 0578-2X 1. 964-1. 1696=2. 5295 (kA)所以T髙壓側(cè)

19、電流為/卩=JL x錯 = 25295x業(yè) =.6863（肋） #!，!高壓側(cè)電流由S2和G3提供，由分流系數(shù)我們可以求得I =/T X _ = 6863 X 9竺色凹型= 1.1384（肋） 丄 L, 1T.兀厶 + Xt + Xg0.6100 + 0.5423 + 0.7250T3 高壓側(cè)電流為 IT =IT -/ =1.6863-1.1384 = 0.5479（肋）T3低壓側(cè)電流為IG=ITix= 12.0024（肋）由此我們計(jì)算出了 Fi點(diǎn)處短路時各支路的電流。2.4.2f3點(diǎn)短路片3點(diǎn)短路時：由于5點(diǎn)直接接于短路點(diǎn)，應(yīng)單獨(dú)考慮，同樣G2單獨(dú)考慮。S2, G3對h點(diǎn)的電抗同點(diǎn)短路時結(jié)果

20、一樣，X36=4.2152, xs26= 2.0290 o 合并 S,邑,有 Sb= 0.8207 o由此我們得到圖26根據(jù)星網(wǎng)變換可以分別算出G2, G3, S】2對f3的轉(zhuǎn)移阻抗:=0.8207x0.3561x(! + ! + ! + !) 人幾03561 1.0686 0.8207 4.2152= 1.5196=42152x03561x(+)=7.80510686 X 03561X(0.3561 + 1.0686 + 0.8207 + 4.2152)= 1.9786圖2.5鳥點(diǎn)三相短路等值電路 可以分別算得電壓對f3點(diǎn)的計(jì)算電抗為：400工.=0.7125= 0.285兒妙1000400

21、工.=1.9786x = 0.7914AJsi1000工.=7.805= 2.1854f 1000査表得各電源提供的短路電流的標(biāo)幺值為:f =2.4215 , f =1.243 , J f = 0.470 , J f =0.6581C由幾T”診可得:avk S 缶=2.42 希.506 回Tr X _400= 243x = 18.2259()X人 73x15.7573x15.75non仃X希=0如咖av由等值電路圖可知，Ti低壓側(cè)電流應(yīng)為:-i= 24.1241(肋)V3x 15.75JG = f +/七f = 18.2259 + 4.8241 + 24.1241 = 47.174 (kA)所

22、以Ti的高壓側(cè)電流為：/廠=/gX鬻 = 3.2304（肋）T2高壓側(cè)的電流為：=1.2901（4）所以其低壓側(cè)電路為：/廠=/丁三匕= 18.8508（2） 門 15.75無限大功率電源Si，S2提供電流為：r ” 亍、4.2152八廠SX 4.2152 + 0.8207 261（切所以，I =2 兒=0.4650（肋）厶HJL =IT-IL-IT = 3.2304 -1.2901 - 0.4650 = 1.4744()14)230230與廣/祐= 1.4744x 站= 0.9829(肋)/厶 _X 0.6100 + 0.5423 + 0.7250 _ 0 6635()0.5423 + 0.

23、7250JT=ITjIL=Q394(kA)345 而T6.9959W)由此得出f3點(diǎn)三相短路時各支路的電流值。3電力系統(tǒng)不對稱短路電流計(jì)算3.1對稱分量法的應(yīng)用在三相電路中，對于任意一組不對稱的三相相量(電流或電壓)，可以分解為三組 三相對稱的相量，當(dāng)選擇a相作為基準(zhǔn)時，三相相量與其對稱分量之間的關(guān)系(如電 流)為：/ 、 人1 a/ 、la/ 分別為 a相電流的正序，負(fù)序，零序分量，并且有:厶(1)=，厶(1)厶=aa(13) 厶=0厶厶=/厶 厶(0) = 4(0)=厶(0)由此可知，正序分量的相序與正常對稱運(yùn)行下的相序相同，而負(fù)序相量的相序則 與正序相反，零序分量則三相量同相位。當(dāng)已知各

24、序?qū)ΨQ分量時，同樣可以求出三相不對稱的相量，即【a =厶(1) +厶(2) + 打(0) lb = a厶+，a(0)=厶+厶+厶(0)(14) 厶=a 厶 + a a + 打(0) = 4 + 4(2) +，c(0)電壓的三相相量與其對稱分量之間的關(guān)系也與電流的一樣。計(jì)算不對稱度故障的基本原則就是，把故障處的三相阻抗不對稱表示為電壓和電 流相量的不對稱，使系統(tǒng)其余部分保持為三相阻抗對稱的系統(tǒng)。這樣，借助于對稱分 雖:法并利用三相阻抗對稱電路各序具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，分析計(jì)算就可得到簡化。3. 2各序網(wǎng)絡(luò)的制定321同步發(fā)電機(jī)的各序電抗同步發(fā)電機(jī)在對稱運(yùn)行時，只有正序電勢和正序電流。此時的電機(jī)參數(shù)就

25、是正序 參數(shù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組中通過負(fù)序基頻電流時，它產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與正序基頻 電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向正好相反。因此，負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場同轉(zhuǎn)子之間有兩倍同步旋轉(zhuǎn) 的相對運(yùn)動。正序電抗取決于定子負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場所遇到的磁阻，由于轉(zhuǎn)子縱橫間不對 稱，隨著負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場同轉(zhuǎn)子間的相對位置的不同，負(fù)序磁場所遇到的磁阻也不同， 負(fù)序電抗也就不同。發(fā)生不對稱短路時，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子縱橫軸間的不對稱，定、轉(zhuǎn)子繞組無論是在 穩(wěn)態(tài)還是在暫態(tài)過程中，都將出現(xiàn)一系列的高次諧波電流，這就使對發(fā)電機(jī)序參數(shù)的 分析變復(fù)雜了。為了使發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗具有確定的含義，取發(fā)電機(jī)負(fù)序端電壓的基頻 分量與負(fù)序電流基頻分量的比值，作為計(jì)算電力系統(tǒng)

26、基頻短路時發(fā)電機(jī)的負(fù)序阻抗。當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組通過基頻零序電流時，由于各相電樞磁勢大小相等，相位相同， 且在空間相差120度電角度。它們在系統(tǒng)中的合成磁動勢為零，所以，發(fā)電機(jī)的零序 電抗僅由定子線圈的等位漏磁通確定。但是零序電流所產(chǎn)生的漏磁通與正序(或負(fù)用) 電流所產(chǎn)生的漏磁通不同的，其差別與繞組形式有關(guān)。寥序電抗的變化范圍大致是 x(o)=(0.15-0.6)x；。32.2變壓器的各序電抗變壓器的等值電路表征了一相原、副方繞組間的電磁關(guān)系。圖3.1反映了不計(jì)繞組 電阻和鐵芯損耗時變壓器的零序等值電路。/VY/YYFl/YY0-/VY(b)圖31變壓器的零序等值電路(a)雙繞組變壓器(b)三繞組

27、變壓器變壓器等值電路中的參數(shù)不僅同變壓器的結(jié)構(gòu)有關(guān)，有的參數(shù)也同所通過電流的 序別有關(guān)。變壓器各繞組的電阻，與通過的序別無關(guān)。因此，變壓器的正序，負(fù)序， 零序的等值電阻相等。變壓器的漏抗，反映了原副方繞組間磁耦合的情況，磁通的路徑與所通電流的序 別無關(guān)。因此變壓器的正序，負(fù)序，零序等值漏抗也相等。變壓器的勵磁阻抗，取決于主磁通路徑的磁導(dǎo)，當(dāng)變壓器通以負(fù)序電流時，主磁 通的路徑與正序電流時完全相同，所以變壓器正序，負(fù)序和零序等值電路及參數(shù)是完 全相同的。對于由三個單相變壓器組成的三相變壓器組，每相的零序主磁通與正序主磁通一 樣，有獨(dú)立磁路。對于三相四柱式，零序主磁通也能形成回路，磁阻很小， 所以

28、兩 種變壓器中，短路計(jì)算時可以當(dāng)做xm(0)=oo,忽略勵磁電流，把勵磁支路斷開。變壓器的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，因而與變 壓器三相繞組聯(lián)接形式及中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。(1) 當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)三相繞組施加零序電壓時，如果能在改側(cè)產(chǎn)生零序電 流，則等值電路中改側(cè)繞組與外電路接通：如果不能產(chǎn)生零序電流，則從電路等值的 觀點(diǎn)，可以認(rèn)為變壓器該側(cè)繞組與外電路斷開。根據(jù)這一原則，只有中性點(diǎn)接地的星 形接法才能與外電路接通。(2) 當(dāng)變壓器繞組只有零序電勢時，如果它能將零序電勢施加到外電路上去并能 提供零序電流的通路，則等值電路中改側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通，否則與外電路斷開。

29、 所以也只有Yn接法繞組才能與外電路接通。(3) 在三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢雖不能作用到外電路去，但能在繞 組中形成環(huán)流，在等值電路中改側(cè)繞組端點(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。由于三角形接法的繞組漏抗與勵磁支路并聯(lián)，不管何種鐵芯結(jié)構(gòu)的變壓器，一般 勵磁電抗總比漏抗大得多，一般近似取xOT(0)=00o3.3不對稱短路的分析3- 3.1不對稱短路三種情況的分析Ifalfb=0He=0圖3. 2單相接地短路 單相接地短路如圖3. 2所示。故障處邊界條件為：心(1)+/乙+/滄(0)=0整理后得到序分量表示的邊界條件為:(15)了解得：IW)=么+么+么(0) = 0 乙=久2) = /衍(0)(16

30、)1 血=弘(0)=久1)IfffOIfc=OIfb=O圖3. 3兩相短路兩相短路情況如圖3. 3所示。故障處的邊界條件為:，Ijb+I.fc=0，Vfb=Vfc用對稱分量法表示為：Ifa()+Ifa +仏0)=0Al (1) 2弘 +乙(0)血(0) +aIfa(l) +於/衍aW犯+a么+么（0）= a %+ Q除+ %o）整理后得：/滄（0）=0 /衍+/何2）=07衍二么可以求得：/M1）=久2) =_久1)(17)ahVfb=()圖34兩相短路接地兩相短路接地情況如圖34所示。故障處的邊界條件為:用序分量表示的邊界條件為久 1)+弘(2)+/y&(0)=(18)么=么=%0）可以求得

31、:+ Xff(2) + Xff(o)方+柿弘兀(2)何 2)+ /滄(1)A#(2)人”(0)3.3.2正序等效定則(19)由以上所得三種簡單不對稱短路時短路電流正序分量可以統(tǒng)一寫成 vr）丿（X+ ：）式中，x丁表示附加阻抗，其值隨短路形式而不同，（n）是代表短路形式的符號。公式（19）表明：在簡單不對稱短路的情況下，短路點(diǎn)電流的正序分量，與在短路點(diǎn)每一相中加入附加電抗而發(fā)生三相短路時電流相等。這個概念稱為正序等效定 則。從短路點(diǎn)故障相電流算式可以看岀，短路電流的絕對值與正序分量絕對值成正比，即h ZA(1),式中，嚴(yán))為比例系數(shù)，其值視短路類型而定。各種簡單短路的和加列于表3-1中。表3-

32、1簡單短路時的x丁和加何短路類型r疋)加5)三相短路廣01兩相短路接地/u,兀0(0)兀0(2) + Xff(O)V3 1X#0)V X#(2) + X#(O)兩相短路X阿怎單相短路r33- 3.3不對稱短路時短路點(diǎn)電流的計(jì)算取 S廠 1000%,EG2 = Eg= 1.67, Es1=Ej2=.5計(jì)算各序電抗的標(biāo)幺值：正序網(wǎng)絡(luò)與三相短路時相同，參數(shù)也一樣，此處不再計(jì)算。負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中：400 =0-725耳1(2)=屁 2(2) = Xg4(A)X W 吾= O.29X 1000G4(N) V avSME甕會。.22喘如57G3(J= %rie =0.3561X3(2)= 0.5423%r4(2

33、) = S = 0.2306俎心=*5 = 1.3780X 口 2)= Xl匕=0.6100俎 3(2)=XLZ. = 0.7273零序網(wǎng)絡(luò)中，由于零序電流必須經(jīng)過大地才能流通，而且電流的流通與變壓器中 性點(diǎn)接地情況及變壓器的形式有關(guān)，所以我們可以不考慮電機(jī)及無限大功率電源和厶，厶的零序電抗。*71(0) = 72(0) = X= 0.3561禺30.6100 亟 +耳 2_1.2673 + 0.6100=1.6148將./；兩側(cè)支路等效可得:=&612(X場.+ 左4 + Xgx)+ 應(yīng)必5*625 X好+禺V +尤73 +兀12=1.6206=0.3005負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中，先合并G”G2支路:*G12 =0. 5406將S|與G?支路及S2與G3支路等效: 禺才25(2)=禺可2)耳1(2)屁3$(2)=盡耳2)俎2(0)=lZioo=O41181.2673 + 0.6100將/；兩側(cè)支路等效可得: 零序網(wǎng)絡(luò)中，等效q