電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章1 第三章 電力系統(tǒng)三相短路的實用計算 交流電流初始值計算 應(yīng)用運算曲線求任意時刻短路點的短路電流 （交流分量有效值） 轉(zhuǎn)移阻抗及其求法 計算機(jī)計算復(fù)雜系統(tǒng)短路電流交流分量初始值 的原理 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章2 由于使用快速保護(hù)和高速斷路器后， 工程計算在多數(shù)情況下，只要求計算短 路電流基頻交流分量（以后略去基頻二 字）的初始值，即次暫態(tài)電流。工程上 還通用一種運算曲線來近似計算短路后 任意時刻的交流電流。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章3 第一節(jié) 交流電流初始值計算 n計算的條件和近似計算的條件和近似 發(fā)電機(jī)用 E”|0|、x”d表示 假設(shè)各電勢E”|0|同相 空載時可取 E

2、”|0| =1。 不計接地支路、高壓網(wǎng)絡(luò)忽略電阻、變壓器變 比為平均額定電壓之比、不計負(fù)荷（遠(yuǎn)離短路點 的支路電流有較大誤差），考慮電動機(jī)倒送電流 （在短路點附近的大容量電動機(jī)） x”=1/Ist=0.2、 E”|0| 簡化后，計算得保守值 ，是純電抗網(wǎng)絡(luò)，且是 已知電勢、求電流的直流電路問題 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章4 周期電流起始值的計算 1.直接法 短路電流是各電源提供電流之和； 第一步：用近似法作等值電路； 第二步：星網(wǎng)變換，消去中間節(jié)點 即：各電源用 表示，短路點接地，對短路點 作消去節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)化簡，得輻射形網(wǎng)絡(luò)，然后 第三步： , f I f I f jx1 d x I jUE 0

3、if i i jx E I if II 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章5 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中求某一支路電流采用戴維南定理 f 短路正常 0f U 0f U 0f U 故障分量網(wǎng)絡(luò) 0f U f I 2.疊加法：各電源接地，短路點施加正常電壓；求短路 點等值阻抗 得： f Z f f f Z U I 0 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章6 例3-3：說明短路計算的基本步驟 第一步：用近似法作標(biāo)幺值等值電路； 第二步：網(wǎng)絡(luò)化簡 串聯(lián)； 并聯(lián)；星網(wǎng)變換 對于疊加法：將電源接地，求等值電抗 對于直接法：保留電源節(jié)點和短路點，化為輻射形 網(wǎng)絡(luò) 解：1.由例3-3得等值網(wǎng)絡(luò)為： 第一步：作系統(tǒng)的等值電路。畫系統(tǒng)等值電路圖和 作標(biāo)幺

4、值計算.標(biāo)幺值計算采用近似法： f f x I 1 216.0 5 .62 100 135.0 : 1 11 G B d S S xxG 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章7 175. 0 60 100 135. 0 100 % : 1 41 T Bs S SU xT 216. 0 3 . 6 100 263 6 1 . 0 : 2 2 2 2 9 B B N N U S S U xxL 0758.0 2.13 11 : *1 101 s I xS 0.391 0.436 G1 G2 G3 S1 S2 0.416 0.416 0.349 0.349 0.0758 0.19 0.19 0.877 電力系統(tǒng)暫

5、態(tài)分析第三章8 S1,G1合并： A 0.436 G2 G3 S1、G1 S2 0.416 0.416 0.349 0.349 0.063 0.19 0.19 0.877 B f 星網(wǎng)變化的一般形式為： 1 n i j 消去節(jié)點n后，得兩 兩相聯(lián)的新網(wǎng)絡(luò)， 其任兩點間相聯(lián)的 電抗為： in yy :1 yxxx jninij :2 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章9 消去節(jié)點A，相關(guān)節(jié)點S1G1、f。新增支路xS1G1-、 xS1G1-f、x-f 0.436 G2 G 3 S1 、G 1 S2 0.416 0.416 0.19 0.19 0.877 B 0.475 0.475 2 .63 f 電力系統(tǒng)暫

6、態(tài)分析第三章10 消去節(jié)點B，相關(guān)節(jié)點S2、f。新增支路xS2-、xS2-f、x-f 0.436 G2 G3 S1、G1 S2 0.416 0.416 0.475 0.475 2 .63 f 1.94 1.94 0.421 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章11 節(jié)點f間的支路并聯(lián)： 0.198 G2 G3 S1、G1 S2 0.416 0.416 0.475 0.475 f 1.94 1.94 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章12 電源S1G1與S2合并 0.198 G2 G 3 S1、 S2、 G 1 0.416 0.416 0.382 0.382 f 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章13 電源S1S2G1與G2合并，得

7、圖（f），最后得等值電抗 133. 0 f x 短路電流標(biāo)幺值： 短路電流有名值： 52. 7 133. 0 11 I f f x )(9 .68 3 . 63 100 52. 7 3 * kA U S II B B ff 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章14 * * 1 3 3 x I IU IU S S S f BB fN B f f 名詞：短路容量 fNf IUS 3 sf B sf s S S I x 1 * 由系統(tǒng)提供的短路容量估算系統(tǒng)電抗： S S x B s * 由出口斷路器的遮斷容量S，估算系統(tǒng)電抗 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章15 第二節(jié) 應(yīng)用運算曲線求任意時刻短路點的短路電 流（交流分量有

8、效值） 、運算曲線的制定 50% 50% 參數(shù)：根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)（12200MW）、水輪發(fā)電機(jī) （12.5225MW），用誤差平方和最小為目標(biāo)，估計得 標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)參數(shù)： XdXdX”dXqTd oT”d oT”q oTacos 汽輪機(jī)1.90400.21500.13851.90409.02880.18192.01250.25600.805 水輪機(jī)0.98510.30250.20550.64235.90000.06730.15810.21240.85 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章16 應(yīng)用運算曲線計算短路電流的步驟： 1）網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源點對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗 2）求計算電抗（按發(fā)電機(jī)額定功率歸算） 3

9、)查運算曲線得各電源送至短路點電流的標(biāo)么值 4）求有名值 5）進(jìn)行有關(guān)的修正計算 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章17 第三節(jié)轉(zhuǎn)移阻抗及其求法 網(wǎng)絡(luò)化簡法： 單位電流法：對輻射形網(wǎng)絡(luò)最為方便 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章18 第四節(jié)計算機(jī)計算復(fù)雜系統(tǒng)短路電流交 流分量初始值的原理 等值網(wǎng)絡(luò) 根據(jù)疊加原理：短路分量=正常運行分量+故障分量 正常運行分量可由潮流計算得；空載條件下，E”=1, Uf|0|=1 f I 0f U 0 0 1 1 1111 0 1 f nnnfn fnfff nf n f I ZZZ ZZZ ZZZ U U U 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章19 )( 0ffff IZU ffff f f Z

10、Z U I 1 fififfiiii ZIZIUUUU 1 00 ij ji ij z UU I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章20 100 010 001 1 1 1111 1 1 1111 nnnin iniii ni nnnin iniii ni ZZZ ZZZ ZZZ YYY YYY YYY 0 1 0 1 1 1 1111 fn ff f nnnin iniii ni Z Z Z YYY YYY YYY 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章21 短路點在線路上任意處的計算公式 f lzjk (1-l)zjk j k kijifi lZZlZ)1 ( jkkfijfff zlllZZlZ)1 ()1 ( 求

11、網(wǎng)絡(luò)中新增一節(jié)點f情況下的節(jié)點阻抗矩陣的 第f列元素 Zf1 Zff Zfn 利用原節(jié)點阻抗矩陣元素時 網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點i注入單 位電流，其余為零時， f點對地電壓 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章22 第四章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的 各序參數(shù)和等值電路 4-1 對稱分量法 三個不對稱相量可用三組對稱相量來表示 ) 0 ( ) 2( ) 1 ( 2 2 1 1 111 a a a c b a F F F aa aa F F F SP FTF 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章23 1a I 1b I 1c I 2a I 2c I 2b I 0c0b0a III （a）正序分量；（b）負(fù)序分量；（c）零序分量 電力

12、系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章24 c b a a a a F F F aa aa F F F 111 1 1 3 1 2 2 ) 0 ( ) 2( ) 1 ( PS FTF 1 三個不對稱相量可以分解為三組對稱相量 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章25 4-2 對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用 n三相阻抗的對稱分量 對于三相對稱元件，各序分量是獨立的。 三相靜止對稱元件： zaa zab zbc zac zbb zcc sccbbaa zzzz macbcab zzzz 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章26 c b a smm msm mms c b a cccbca bcbbba acabaa c b a I I I

13、zzz zzz zzz I I I zzz zzz zzz U U U ppp IzU ppp ITTzTUT 111 sss IzU ms ms ms ps zz zz zz TzTz 200 00 00 1 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章27 ) 0 ( ) 2 ( ) 1 ( ) 0 ( ) 2 ( ) 1 ( ) 0 ( ) 2 ( ) 1 ( ) 0 ( ) 2 ( ) 1 ( 00 00 00 200 00 00 a a a a a a ms ms ms a a a I I I z z z I I I zz zz zz U U U 三相對稱系統(tǒng)對稱分量變換為三個互不耦合的正、負(fù)、零序系統(tǒng)。

14、 。正序和負(fù)序阻抗不相等的。對于旋轉(zhuǎn)的電機(jī)， 序阻抗是相等、變壓器等，正序和負(fù)對于靜止元件，如線路 負(fù)序、零序阻抗。分別稱為線路的正序、式中z(0)z(2)z(1) 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章28 故障點電流、電壓的對稱分量 fabc I fabc U 不對稱 將三相電流、電壓作對稱分量分解，由于三相對稱系統(tǒng)的對稱分量互不耦合 正序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng) 零序網(wǎng) ) 1 (fa U )1 (fa I )2(fa U )2(fa I )0(fa I )0(fa U 由戴維南等值，即 a E )1( z ) 1 (fa U ) 1 (fa I )2( z )2(fa U )2(fa I )0( z )0(fa U

15、)0(fa I 對稱 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章29 故障點的序電壓方程 )1()1()1( zIEU faafa )2()2()2( zIU fafa )0()0()0( zIU fafa 是表征了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和故障前 運行方式的序電壓方程 單相接地短路故障的相分量邊界條件： 0 fa U 0 fcfb II 用序分量表示為： 0 )0()2()1( fafafafa UUUU )0()2()1( 2 fafafafb IIaIaI )0()2( 2 )1 (fafafafc IIaIaI )0()2()1(fafafa III 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章30 序電壓方程和邊界條件聯(lián)立求解 )1()1(

16、)1( zIEU faafa )2()2()2( zIU fafa )0()0()0( zIU fafa 0 )0()2()1 ( fafafa UUU )0()2()1(fafafa III 用對稱分量法分析電力系統(tǒng)的不對稱故障問題： 首先要列出各序的電壓平衡方程，或者說必須求得各序?qū)收?點的等值阻抗，然后結(jié)合故障處的邊界條件，即可算出故障處a相 的各序分量，最后求得各相的量。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章31 序電壓方程和邊界條件的聯(lián)立求解可用復(fù)合序網(wǎng)（電路形式） 表示： a E )1( z ) 1 (fa I ) 1 (fa U )2(fa I )2(fa U )0(fa I )0(fa U

17、 )2( z )0( z )0()2()1( 0 )1( zzz U I fa fa 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章32 4-3 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗 d x d x 等是正序電抗 一.同步發(fā)電機(jī)不對稱短路時的高次諧波（負(fù)序電流的影響） 短路電流 abc i 中包含周期分量和非周期分量，因不對稱短路, I不對稱。 由于定子回路不對稱和轉(zhuǎn)子繞組不對稱，定子I在定子回路中引起一系列 奇次諧波，而轉(zhuǎn)子回路中引起一系列偶次諧波；定子i在定子回路中引起一 系列偶次諧波，在轉(zhuǎn)子回路中引起一系列奇次諧波。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章33 f2 3 I )1(3 I )2(3 I 3 3 4f I 4f f4 5

18、I f4 f2 I )1( I )2( I 2f I 2f 脈動磁場 這些高次諧波均由定子電流基頻負(fù)序分量所派生，而后者又與基頻 正序分量密切相關(guān)。所以，在暫態(tài)過程中，這些高次諧波分量和基頻正 序分量一樣衰減，至穩(wěn)態(tài)時仍存在。 周期分量電流I引起的高次諧波 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章34 2f _ 2 f 3f 3f I 3f 3f 4 I )1(2 I )2(2 I f f f 2 I I f I 脈動磁場 定子直流分量i引起的高次諧波 這些高次諧波分量與定子直流分量一樣衰減，最后衰減為零。 不對稱短路時，輸電線路中出現(xiàn)強(qiáng)大的高次諧波干擾； 施加負(fù)序電流（壓），機(jī)端不僅僅出現(xiàn)負(fù)序電壓（流）。 電

19、力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章35 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗 定義: )2( )2( )2( I U x 根據(jù)施加電壓、注入電流及不同的短路情況，可有 )( 2 1 )2(qd xxx qd qd xx xx x 2 )2(qd xxx )2( 計及遠(yuǎn)離機(jī)端的短路，因與外部電抗串聯(lián)，以上三式的結(jié)果接近。 實用計算中，取 )( 2 1 )2(qd xxx 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章36 同步發(fā)電機(jī)的零序電抗 零序電流只產(chǎn)生漏磁通，由于迭繞線圈，零序漏磁通 小于正序漏磁通。 d xx )-0.6-15. 0( )0( 發(fā)電機(jī)中性點通常是不接地的，即零序電流 不能通過發(fā)電機(jī)，這時發(fā)電機(jī)的等值零序阻抗為 無限大 電力系

20、統(tǒng)暫態(tài)分析第三章37 4-4 異步電動機(jī)的負(fù)序和零序電抗 1.0 0.5 0 1 2 2 s r jX mN ms X X mN ms r r mN ms r r mN ms X X s r s jX s rr N s 異步電動機(jī)等值電抗、電阻與轉(zhuǎn)差率關(guān)系曲線 st I xx 1 )1( 突變狀態(tài)下的電抗相當(dāng) 于起動電抗 2s的轉(zhuǎn)差，也相當(dāng)于快 速變化的起動電抗 xx )2( )0( x 繞組為、Y接法，中線電流 （零序電流）=0 異步電動機(jī)的負(fù)序參數(shù)可以按轉(zhuǎn)差率為2s來確定 當(dāng)轉(zhuǎn)差率增加到一定值，特別在轉(zhuǎn)差率為12之間時，曲線變化很緩慢。 因此，異步電動機(jī)的負(fù)序參數(shù)可用s=1，即轉(zhuǎn)子制動情況

21、下的參數(shù)來代替， 即xx 2 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章38 4-5 變壓器的零序電抗和等值電路 當(dāng)在變壓器端點施加零序電壓時，其繞組中有無零 序電流，以及零序電流的大小與變壓器三相繞組的接 線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 一、雙繞組變壓器 零序電壓施加在Y、d側(cè) )0( U )0( U 0 )0( I )0( x 因在三相繞組端并聯(lián)施加零序電壓，端點 等電位，故 ， 用阻抗表示為： 即開路。 結(jié)論1: 零序等值電路中，可不計d、Y側(cè) 及其后的電路。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章39 YN/d接法變壓器 )0(I I )0( U )0(II I 0 )0( a I 0 )0( b I 0 )0( c I

22、 . YN側(cè)零序電流可流通; . d側(cè)繞組內(nèi)零序電流相成環(huán)流, 電壓完全降落在漏抗上; . d側(cè)外電路中零序電流=0; 表達(dá)以上三條的等值電路為： )0( U I jxII jx )0(m jx結(jié)論2: YN/d 變壓器, YN側(cè)與外 電路連通, d側(cè)接地, 且與外電路 斷開。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章40 YN/y接法變壓器 )0(I I )0( U 0 )0( II I YN側(cè)有零序電流，y側(cè)無零序電流通路，等值電路為 )0( U I jxII jx )0(m jx 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章41 YN/yn接法變壓器 )0( U )0(I I )0(II I II側(cè)因中性點接地, 提供了零序通

23、路，等值電路為： )0( U I jxII jx )0(m jx 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章42 零序激磁電抗xm(0) 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，都有獨立的鐵芯磁路，因此，零序勵磁電抗與正 序的相等。對于三相四柱式（或五柱式）變壓器，零序主磁通也能在 鐵芯中形成回路，磁阻很小，即零序勵磁電抗的數(shù)值很大（也即勵 磁電流很?。?。以上兩種變壓器，在短路計算中都可以當(dāng)作xm0=， 即忽略勵磁電流，認(rèn)為勵磁支路斷開。 0 3I 0 I 0 I 0 I 0 3 0 3I 0 I 0 I 0 I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章43 對于三相三柱式變壓器，由于三相零序磁

24、通大小相等，相位相同， 主磁通不能在鐵芯中構(gòu)成回路，而必須經(jīng)過氣隙由油箱壁中返回， 要遇到很大的磁阻，這時的勵磁電抗比正、負(fù)序等值電路中的勵 磁電抗小得多，在短路計算中，應(yīng)視為有限值，其值一般由實驗 方法確定，大致取xm0=0.31.0。 0 3I 0 I 0 I 0 I 0 0 0 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章44 （1）YN，d（Y0/）接線變壓器 變壓器星形側(cè)流過零序電流時，在三角形側(cè)各相繞組中將感應(yīng)零 序電勢，接成三角形的三相繞組為零序電流提供通路，電流在三角 形繞組中形成環(huán)流，但流不到外電路上去見圖（a）。就一相而言 ，三角形側(cè)感應(yīng)的電動勢完全降落的該側(cè)的漏電抗上見圖（b）， 相當(dāng)于該側(cè)繞

25、組短接，其零序等值電路見圖（c），零序電抗為 (1)III mII mII Io xxx xx xx xx 0 0 III 0c e + + + + + + a - - - - - - II jX 0II I II jX II jX 0a e 0b e b c (a) (b) (c) YN,d接線變壓器的零序等值電路圖 (a)零序電流的流通；(b)三角形側(cè)的零序環(huán)流； (c)零序等值電路 0m X II 0 U I X II X + + - - I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章45 （2）YN，y（Y0/Y）接線變壓器 變壓器一次星形側(cè)流過零序電流，二次星形側(cè)各相繞組中將感應(yīng)零 序電動勢。但因其中性

26、點不接地，零序電流沒有通路，即二次星形側(cè) 沒有零序電流見圖（a）。此時，變壓器對零序系統(tǒng)而言相當(dāng)于空載 ，零序等值電路如圖（b）所示，其零序電抗為 010m xxx III 0m X I X 0 U + + - - II X (a) (b) YN,y接線變壓器零序等值電路圖 (a)零序電流的流通；(b)零序等值電路 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章46 （3）YN，yn（Y0/Y0）接線變壓器 變壓器一次星形側(cè)流過零序電流，二次星形側(cè)各相繞組中將 感應(yīng)零序電動勢。如與二次側(cè)相連的電路還有另一個接地中性點 ，則二次繞組中將有零序電流流過，如圖（a）所示，等值電路如 圖（b）所示。如果二次回路中沒有其他接地

27、中性點，則二次繞組 中沒有零序電流流通，此時，變壓器也相當(dāng)于空載，其零序電抗 與YN，y接線的變壓器相同。 III (a) (b) YN,yn接線變壓器零序等值電路圖 (a)零序電流的流通；(b)零序等值電路 0m X II 0 U I X II X + + - - I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章47 綜上所述，對于三個單相變壓器組成變壓器組或其它非三相三柱式變 壓器，由于xm0=，當(dāng)接線為YN，d和YN，yn（外電路有接地中性點）時 ，x0=xI+xII=x1；當(dāng)接線為YN，y時，x0=。對三相三柱式變壓器，由于 xm0，需計入xm0的具體值。 如圖（a）所示，如果變壓器星形側(cè)中性點經(jīng)阻抗zn接

28、地，當(dāng)變壓器流 過正序或負(fù)序電流時，三相電流之和為零，中性線中沒有電流通過，因此 中性點的阻抗不需要反映在正、負(fù)序等值電路中。當(dāng)變壓器流過零序電流 時，中性點阻抗上流過三倍零序電流，并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓降，使中性點與 地不同電位。由于等值電路是單相的，所以應(yīng)以3zn反映中性點阻抗見圖 （b），也可以等效地將3zn同它所接入的該側(cè)繞組的漏抗相串聯(lián)，如圖（ c）所示。 0 I n Z I II II I 0 3I 0 I 0 I + + - - 0m X II 0 U I X II X I n Z3 + + - - 0m X 0 U I X II X I n Z3 0 I (a) (b) (c) 中性

29、點經(jīng)阻抗接地的YN,d變壓器及其等值電路圖 (a)中性點經(jīng)阻抗接地的YN,d變壓器；(b)等值電路之一；(c)等值電路之二 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章48 三繞組變壓器的零序等值電路 在三繞組變壓器中，為了消除三次諧波磁通的 影響，使變壓器的電動勢接近正弦波，一般總有 一個繞組是連成三角形的，以提供三次諧波電流 的通路。通常的接線形式為YN,d，y（Y0/Y） 、YN，d，yn（Y 0 /Y 0 ）和YN，d，d（ Y0/）等。忽略勵磁電流后，它們的等值電 路如下圖所示，因三繞組變壓器有一個繞組 是三角形連接的，可以不計入xm0 。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章49 (a) (b) (c) 三繞組變壓器

30、零序等值電路圖 (a)YN,d,y連接；(b)YN,d,yn連接；(c)YN,d,d連接 01 3I 01 I I II II I0 III X 0 U I X II X + + - - III 01 3I 01 I I II II I0 III X 0 U I X II X + + - - III II I03 II I0 01 3I 01 I I II II I0 III X 0 U I X II X + + - - II I0 III 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章50 自耦變壓器自耦變壓器 自耦變壓器一般用以聯(lián)系兩個中性點接地系統(tǒng)，它本身 的中性點一般也是接地的。自耦變壓器一、二次繞組都是 星

31、形（YN）接線。三繞組自耦變壓器的高壓、中壓繞組接 成Y0形，第三繞組（低壓繞組）接成三角形。這樣接法有 利于消除由于鐵芯飽和引起的三次諧波，且第三繞組的容 量通常比變壓器額定容量小。 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章51 )II (3 (0)III)0( I)0( I II)0( I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章52 4-6 輸電線路的零序阻抗和等值電路 )0( I )0( 3 I w I g I 三相架空輸電線路的零序電流流通圖 施加零序電壓，三相導(dǎo)線中流過零序電流 ，則經(jīng)導(dǎo)線 的入地電流為 ，三相零序電流 的磁場在架空避雷線 （架空地線）中的感應(yīng)電勢產(chǎn)生去磁的架空地線電流 ， 地中電流 。電流回路與大地

32、和架空地線有關(guān)，地中電流 分布復(fù)雜。 )0( I )0( 3I W I g I )0( I 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章53 1. 單根導(dǎo)線-大地回路（Carson導(dǎo)線） a a )0( I )0( U ag D )0( I a a g g 計算模型為大地回路用虛構(gòu)的導(dǎo)線gg表示， 回路電阻：aa中，Ra = 導(dǎo)線交流電阻（查表得） gg中，由Carson推導(dǎo)得： 回路電抗： Carson推導(dǎo)得： /km 10 42 fRg /km lg1445. 0lg1445. 0 2 r D rr D x g g ag m fr D D g ag g 1000 660 2 單根導(dǎo)線大地回路的自阻抗為： /km

33、 r D lg.j)RR(z g gas 14450 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章54 2.兩個“導(dǎo)線-大地”回路的互阻抗 ab D ag D b b a a g g 互阻抗： /km lg1445. 0 ab ag gm D D jRz 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章55 、單回路架空輸電線的零序阻抗 s z s z s z m z m z m z (0) I (0) I3 (0) U /km r D lg.j)RR(z g gas 14450 /km D D lg.jRz m ag gm 14450 其中： 3 acbcabm DDDD )0()0()0()0()0()0( zIzIzIzIU mms

34、單回路架空輸電線的單相零序阻抗為： /km lg4335. 032 3 2 )0( m g gams Dr D jRRzzz 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章56 一回輸電線路復(fù)雜的零序電流耦合及分布情況可用z（0）表示， z（0）是計及了大地和其他兩相同相位電流影響后的單相等值電 抗。 零序電流有助磁作用： /km lg1445. 02 )2()1( r D jRzzzz m ams )1()0( 3xx 正序電流磁場相互削弱 零序電流磁場相互加強(qiáng) 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章57 平行雙回路 c a b c a b c I II 除各回路具有本身的單回路特性外，回路間還有磁的影響。 回路II三相零序電流對

35、回路I中a相導(dǎo)線的互阻抗： ca g g ba g g aa g gIII D D jR D D jR D D jRz lg1445. 0lg1445. 0lg1445. 0 )0( 3 lg4335. 03 cabaaa g g DDD D jR 對于完全換位的輸電線路： III g gIII D D jRz lg4335. 03 )0( III D ：互幾何均距 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章58 兩回路的支路電壓方程可寫為： )0()0()0()0()0(IIIIIIII IzIzU )0()0()0()0()0(IIIIIIIIII IzIzU )( )(z 00000 0000000 )(I

36、I)I()(III)I()I )(II)I()(III)( I)II(I)( I)( IIzIz IIzIzU )( )(z 00000 0000000 )(II)I()(III)II()III )(II)I()(III)(II)II(I)(II)( IIzIz IIzIzU 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三章59 方程的等值電路形式如下。兩回輸電線路復(fù)雜的零序電流 耦合及分布情況可用具有耦合的電路表示： )0(I I )0(II I )0(I z )0(II z )0(III z 該等值電路相當(dāng)與具有互感的支路。對于有一端公共點的 互感支路 )0(III z )0(I I )0(II I )0(I z )0(II z )0()0(III II 它的一種用變壓器去互感的方法可