電力系統(tǒng)分析8PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 由無(wú)限大容量電源供電的三相短路由無(wú)限大容量電源供電的三相短路 的分析與計(jì)算的分析與計(jì)算一、無(wú)限大容量電源SS電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源送出功率的變化 遠(yuǎn)小于電源的容量 ，這時(shí)可設(shè) ，則該電源為無(wú)限大容量電源。S電源的端電壓及頻率在短路后的暫態(tài)過(guò)程中保持不變概念重要特性第2頁(yè)/共68頁(yè)第1頁(yè)/共68頁(yè)二、無(wú)限大容量電源供電的三相短路暫態(tài)過(guò)程的分析RRRaubucuRRRLLL)3(KaiciLLL圖8-1 由無(wú)限大容量電源供電的三相短路電路第3頁(yè)/共68頁(yè)第2頁(yè)/共68頁(yè)短路發(fā)生前，a相的電壓和電流的表達(dá)式如下：)sin(0tUuma)sin(0tIima22

2、2)()(LLRRUImmRRLLtg)(1（8-1）（8-2）其中式中， 和 分別為短路前每相的電阻和電感。RRLL第4頁(yè)/共68頁(yè)第3頁(yè)/共68頁(yè) 假定短路是在t=0時(shí)發(fā)生，則a相的微分方程式為： 式中， 為電源電壓的幅值； 為短路回路的阻抗， = ； 為短路瞬間電壓 的相位角； 為短路回路的阻抗角， ； 為由起始條件確定的積分常數(shù)； 為由短路回路阻抗確定的時(shí)間常數(shù)， 。mUZ22)( LRZ0aukaTtkmaCetZUi)sin(0dtdiLRitUaam)sin(0其解為（8-3）（8-4）RLtgk1CaTRLTa第5頁(yè)/共68頁(yè)第4頁(yè)/共68頁(yè)ZUImm000)sin(iIikm

3、a（8-5）式中 為短路電流周期分量的幅值。短路瞬間的電流為電流暫態(tài)過(guò)程周期分量非周期分量穩(wěn)態(tài)短路電流自由電流強(qiáng)制電流最后衰減為零第6頁(yè)/共68頁(yè)第5頁(yè)/共68頁(yè)是非周期分量電流的最大值 ，其值為：)sin()sin(000kmmIIiC0ai(8-7)aTtkmmeII)sin()sin(00)sin(0kmatIi(8-6)C)120(0)120(00bici 用 和 代替上式中的 可分別得到 和 的表達(dá)式。衰減系數(shù)a相電流的完整表達(dá)式：非周期分量電流的表達(dá)式：aaTtkmmTteIIei)sin()sin(000ti0iK第7頁(yè)/共68頁(yè)第6頁(yè)/共68頁(yè)短路沖擊電流發(fā)生在短路后半個(gè)周期時(shí)

4、，其值為： aTtmmaeItIicosmTmmimpIeeIIiaTa)1 (01. 001. 0a（8-8）（8-9）概念：短路電流的可能最大瞬時(shí)值此時(shí)的 相全電流的表達(dá)式為：作用：檢驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定度沖擊系數(shù)，一般取1.81.9mimpIK三、短路的沖擊電流、短路電流的最大有效值和短 路功率1.短路的沖擊電流第8頁(yè)/共68頁(yè)第7頁(yè)/共68頁(yè)圖8-2 非周期分量最大時(shí)的短路電流波形圖2TimpiiiitmI0ii第9頁(yè)/共68頁(yè)第8頁(yè)/共68頁(yè)2.短路電流的最大有效值 最大有效值電流也發(fā)生在短路后半個(gè)周期時(shí)，其值為：ktNktIUS3222) 1(212) 1(impimpim

5、pKIIKII9 . 1impKIIimp62. 1IIimp52. 18 . 1impK（8-10） 當(dāng) 時(shí)， ；當(dāng) 時(shí)， 。3.短路功率（短路容量）表達(dá)式：用標(biāo)幺值表示為：BktktSIS*在有名值計(jì)算中：tavktIUS3（8-11）（8-12）（8-13）作用：用來(lái)校驗(yàn)斷路器的切斷能力。第10頁(yè)/共68頁(yè)第9頁(yè)/共68頁(yè)標(biāo)幺值：XUIkav3,*,*133XXUXUIIIBBkavBkjeZZI*11（8-14）（8-16）（8-15）四、無(wú)限大容量電源供電的三相短路的電流周期分量有效值的計(jì)算短路電流周期分量有效值：當(dāng)計(jì)及電阻影響時(shí)，則可改用下式計(jì)算：第11頁(yè)/共68頁(yè)第10頁(yè)/共68

6、頁(yè)圖8-3（a）所示系統(tǒng)中任意一點(diǎn) 的殘余電壓 為*1RXtgM)(*MMMjXRIUMMU*M（8-17）（8-18） 由式（8-17）可見(jiàn)，當(dāng) 點(diǎn)向左移動(dòng)時(shí)，電壓 將逐漸增大。當(dāng)參數(shù)均勻分布時(shí)，根據(jù)三相系統(tǒng)的對(duì)稱性，可繪出三相電壓沿系統(tǒng)各點(diǎn)的分布情況，如圖8-3（c)所示。它超前于電流的相位角為MU第12頁(yè)/共68頁(yè)第11頁(yè)/共68頁(yè) aUbUcUMaUMbUMcUk(c)aUbUcUaIbIcIkMaUM(b)圖8-3 三相短路時(shí)電流、電壓相量圖(a)電路圖；(b)電流相量圖；(c)電壓相量圖aUbUcU)3(KMaIbIcIMjX(a)第13頁(yè)/共68頁(yè)第12頁(yè)/共68頁(yè) 第二節(jié)第二節(jié)

7、 電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算一、起始次暫態(tài)電流 的計(jì)算I 1.計(jì)算起始次暫態(tài)電流 ，用于校驗(yàn)斷路 器的斷開(kāi)容量和繼電保護(hù)整定計(jì)算中I 2.運(yùn)算曲線法，用于電氣設(shè)備穩(wěn)定校驗(yàn)三相短路實(shí)用計(jì)算I 含義：在電力系統(tǒng)三相短路后第一個(gè)周期內(nèi)認(rèn)為短路電 流周期分量是不衰減的，而求得的短路電流周期 分量的有效值即為起始次暫態(tài)電流 。第14頁(yè)/共68頁(yè)第13頁(yè)/共68頁(yè) 1.起始次暫態(tài)電流 的精確計(jì)算 （1）系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算（標(biāo)幺值）。 （2）計(jì)算 。 （3）化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)。 （4）計(jì)算短路點(diǎn)k的起始次暫態(tài)電流 。I 0E kI )()()0(fkfkZZUZZEI （8-19） ZUZEI

8、kk)0( XUXEIkk)0(（8-21）（8-20）0fZ若 ，則：若只計(jì)電抗，則：第15頁(yè)/共68頁(yè)第14頁(yè)/共68頁(yè) 2.起始次暫態(tài)電流 的近似計(jì)算 （1）系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算（標(biāo)幺值）。 （2）對(duì)電動(dòng)勢(shì)、電壓、負(fù)荷進(jìn)行簡(jiǎn)化。 （3）化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)。 （4）短路點(diǎn)k起始次暫態(tài)電流 的計(jì)算式為：I kI ) 0(R)0(fZ XIk1 ZIk1)(1fkZZI （8-22）二、沖擊電流和短路電流最大有效值1.對(duì)于非無(wú)限大容量電力系統(tǒng)沖擊電流和短路電流的最 大有效值計(jì)算第16頁(yè)/共68頁(yè)第15頁(yè)/共68頁(yè)GGimpGimpIKi .2MMimpMimpIKi .2aaaTTTMimpeeeK01.

9、001. 001. 0.2（8-29）（8-25）（8-24）同步發(fā)電機(jī)的沖擊電流為：異步電動(dòng)機(jī)的沖擊電流為：同步發(fā)電機(jī)的沖擊系數(shù)異步電動(dòng)機(jī)的沖擊系數(shù)近似表示 在實(shí)用計(jì)算中，異步電動(dòng)機(jī)的沖擊系數(shù)可選用表8-1的數(shù)值，同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)相機(jī)沖擊系數(shù)之值和同容量的同步發(fā)電機(jī)大約相等。第17頁(yè)/共68頁(yè)第16頁(yè)/共68頁(yè) 當(dāng)計(jì)及異步電動(dòng)機(jī)影響時(shí)，短路的沖擊電流為：注 功率在800kW以上，36kV電動(dòng)機(jī)沖擊系數(shù)也可取1.61.75MMimpGGimpimpIKIKi .22GGimpGimpIKi 2.) 1(21（8-26）（8-27）1.71.81MimpK.異步電動(dòng)機(jī)容量沖擊系數(shù)1.31.5500

10、1000200以下1.51.72005001000以上)(kW表8-1 異步電動(dòng)機(jī)沖擊系數(shù)同步發(fā)電機(jī)供出的短路電流的最大有效值為：第18頁(yè)/共68頁(yè)第17頁(yè)/共68頁(yè)異步電動(dòng)機(jī)供出的短路電流的最大有效值為：（8-28）MMimpGMimpimpIKIKi .2.23) 1(21（8-29）Mimpi.MMimpIK .23aT)314()(RXRXTaRXTa向短路點(diǎn)供出總短路電流最大有效值為：同步發(fā)電機(jī)供出的短路電流的最大有效值異步電動(dòng)機(jī)供出的短路電流的最大有效值2.關(guān)于時(shí)間常數(shù) 等問(wèn)題 在做粗略計(jì)算時(shí)，可以直接引用等效時(shí)間常數(shù)的推薦值。表8-2中的推薦值是以 給出的，而時(shí)間常數(shù) 。第19頁(yè)

11、/共68頁(yè)第18頁(yè)/共68頁(yè)表8-3 電力系統(tǒng)各元件的 值RX架空電力線路75MW以下汽輪發(fā)電機(jī)電抗器大于1000A有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)75MW及以上汽輪發(fā)電機(jī)名 稱三芯銅電纜名 稱變壓器100360MVA電抗器1000A以下變壓器1090MVA推薦值變化范圍35956512040951736102015526090257025406515同步電動(dòng)機(jī)同期調(diào)相機(jī)變化范圍0.2140.11.193434564060.84020推薦值(rad)遠(yuǎn)離發(fā)電廠的短路點(diǎn)高壓側(cè)母線（主變100MVA以上）高壓側(cè)母線（主變10100MVA之間）)(radRX汽輪發(fā)電機(jī)端水輪發(fā)電機(jī)端短 路 點(diǎn)發(fā)電廠出線電抗器之

12、后短 路 點(diǎn)表8-2 不同短路點(diǎn) 的推薦值RX)(radRX806040351540第20頁(yè)/共68頁(yè)第19頁(yè)/共68頁(yè) 電流 與短路點(diǎn)總電流 之比用 表示，稱為 支路電流分布系數(shù)。其表示式如下：kikikkkikikiiYYZZZEZEIICiIiCkIi（8-30）三、電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗三、電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗1E2EnEkZ1nkZkZ21InI2IkI)3(k（a）（b）kZ1nkZkZ211CI nnCI22CIkkE1kI圖8-4 電流分布系數(shù)的概念第21頁(yè)/共68頁(yè)第20頁(yè)/共68頁(yè)轉(zhuǎn)移阻抗：ikikCZZ（8-31） 可用單位電流法求開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)各支路的電流分布系數(shù)和轉(zhuǎn)移阻抗

13、。1X2X3X4X5X)3(k1E2E3E（a）11CI 2X1X3X)(22CI)(33CIkI5XkE4X4I圖8-5 用單位電流法求電流分布系數(shù)（b）（a）網(wǎng)絡(luò)圖；（b）等值網(wǎng)絡(luò)第22頁(yè)/共68頁(yè)第21頁(yè)/共68頁(yè) 四、運(yùn)用運(yùn)算曲線法求任意時(shí)刻短路電流周期分量 的有效值 1.運(yùn)算曲線的制定tI)3(KdXj TjXKjXE (b)GGT)3(KtIkX(a)L 圖8-6 制作運(yùn)算曲線的網(wǎng)絡(luò)圖（a）網(wǎng)絡(luò)接線圖；（b）等值電路圖改變 值的大小可得不同的 值，繪制曲線時(shí)，對(duì)于不同時(shí)刻 ，以計(jì)算電抗 為橫坐標(biāo)，以該時(shí)刻 為縱坐標(biāo)作成曲線，即為運(yùn)算曲線。kXtItkTdjsXXXX tI第23頁(yè)/

14、共68頁(yè)第22頁(yè)/共68頁(yè) 2.用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流周期分量 步驟如下： （1）網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化 （2）系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算 （3）電源分組 （4）求轉(zhuǎn)移阻抗 （5）求出各等值電源對(duì)短路點(diǎn)的計(jì)算電抗 （6）由計(jì)算電抗分別查出不同時(shí)刻 各等值電源供 出的三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值 、 、 。 （7）若系統(tǒng)中有無(wú)限大容量電源 時(shí)，則 。 （8）短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值為S1tI2tIsksXI1BsNtNttIIIIIII2211（8-32）t第24頁(yè)/共68頁(yè)第23頁(yè)/共68頁(yè) 五、三相短路電流的計(jì)算機(jī)算法五、三相短路電流的計(jì)算機(jī)算法 1.網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型(c) 圖8-7 短路電流網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型(

15、a)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)模型；(b)正常運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)模型；(c)故障分量網(wǎng)絡(luò)模型1E 1dXj 1E 2dXj 2E 1G1L1LZ2LZk1)0(kU(b)2G2L1E 1dXj 1E 2dXj 2E 1G1L1LZ2LZk1)0(kU2G2L1E 1dXj 1E 1dXj 2dXj 2E 1G1L2G2L1LZ2LZ)3(k (a)第25頁(yè)/共68頁(yè)第24頁(yè)/共68頁(yè)2.2.用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算原理用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算原理 如果已形成了圖8-7(c)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣 ，則 中的對(duì)角元素 就是網(wǎng)絡(luò)從k點(diǎn)看進(jìn)去的等值電抗。則：kkfkkfkkZZZZUI1)0(BZBZkkZ0fZkkkkkkZZUI1)

16、0(（8-33）（8-34）三相短路時(shí)短路點(diǎn)電弧阻抗 一旦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)阻抗形成，任一點(diǎn)三相短路時(shí)的三相短路電流為該點(diǎn)自阻抗的倒數(shù)。若 ，則第26頁(yè)/共68頁(yè)第25頁(yè)/共68頁(yè)knkkkkknnnknknkkknknfkffIZZZIZZZZZZZZZUUU1111111100BfBBUUU)0(因此各節(jié)點(diǎn)短路后的電壓為：（8-35）（8-37）即（8-36）kkfIZUUUU1)0(11)0(11kkkkkfkkIZUUUU)0()0(knknnfnnIZUUUU)0()0(對(duì)于 個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，各節(jié)點(diǎn)電壓的故障分量為：n第27頁(yè)/共68頁(yè)第26頁(yè)/共68頁(yè)當(dāng)k點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)， 可得： 0kU)0(

17、fZkkkkZUI)0(ijjijiZUUI )(（8-38）（8-39）)0()0(jiUUijjfifjiZUUI )(（8-40）)(ji 任意支路 的電流為：若做近似計(jì)算，（認(rèn)為正常時(shí) ），則： 用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算，優(yōu)點(diǎn)：適用于多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算。缺點(diǎn)：要求計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)量大，從而限制了計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。第28頁(yè)/共68頁(yè)第27頁(yè)/共68頁(yè)圖8-8 用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流的原理框圖輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣選擇短路節(jié)點(diǎn)k計(jì)算計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算各支路電流kI結(jié)束第29頁(yè)/共68頁(yè)第28頁(yè)/共68頁(yè)3.3.用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算原用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算原理理 網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是很容易

18、形成的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化時(shí)也易修改，而且是稀疏矩陣。但要用它來(lái)計(jì)算短路電流就不像用節(jié)點(diǎn)阻抗那樣直接?？刹捎孟铝胁襟E。 1）應(yīng)用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算短路點(diǎn)的自阻抗、互阻抗 ， ， ， ， 。 2）利用式（8-33）或（8-34）可求得短路點(diǎn)三相短路電流 。 3）利用式（8-37）（8-40）可分別計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流分布。kZ1kkZnkZkI第30頁(yè)/共68頁(yè)第29頁(yè)/共68頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路的分析與計(jì)算 電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，無(wú)論是單相接地短路、兩相短路還是兩相接地短路，只是在短路點(diǎn)出現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，而其它部分三相仍舊是對(duì)稱的。 根

19、據(jù)對(duì)稱分量法列a相各序電壓方程式為 上述方程式包含了六個(gè)未知量，必須根據(jù)不對(duì)稱短路的具體邊界條件列出另外三個(gè)方程才能求解。00022211)0(100akkaakkaakkkaIZUIZUIZUU（8-41）第31頁(yè)/共68頁(yè)第30頁(yè)/共68頁(yè)一、單相接地短路一、單相接地短路 圖8-9 單相接地短路 邊界條件：（8-42）kabcfZaUbUcUaI0cbII0cbIIafaIZU第32頁(yè)/共68頁(yè)第31頁(yè)/共68頁(yè)（8-43）（8-44）復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖： 圖8-10 單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng))0(fZfZ32aI0aI1aI1n2k0k2n0n1aU2aU0aU1k用對(duì)稱分量法表示為：aaaaI

20、III3102110213afafaaaaIZIZUUUU第33頁(yè)/共68頁(yè)第32頁(yè)/共68頁(yè)fkkkkkkaaaaZZZZUIII3021002110012210211)0(100)3(akkaakkaafkkkkakkaaIZUIZUIZZZIZUU各序電流：各序電壓：（8-45）（8-46）短路點(diǎn)故障相電流：非故障相電流：0cbII（8-47）（8-48）13aaII 13aaII第34頁(yè)/共68頁(yè)第33頁(yè)/共68頁(yè)13afaIZU0212aaabUUaUaU0221aaacUUaUaU短路點(diǎn)的三相電壓：（8-49） 若a相直接接地，則 。各序電流為（設(shè)各序阻抗為純電抗）0fZ)(021

21、0021kkkkkkaaaaZZZjUIII（8-50）各序電壓為：10012210211)0(1)(akkaakkaakkkkakkaaIjXUIjXUIXXjIjXUU（8-51）第35頁(yè)/共68頁(yè)第34頁(yè)/共68頁(yè)短路點(diǎn)三相電壓為（8-52） 選取正序電流 作為參考相量，可以作出短路點(diǎn)的電流和電壓相量圖，如圖8-9所示。圖中 、 都與 同方向，并大小相等， 比 超前 ，而 和 都要比 落后 。1aI0aI2aI1aI1aU1aI901aI2aU0aU900021aaaaUUUU102220212) 1()(akkkkaaabIXaXaajUUaUaU10220221) 1()(akkkk

22、aaacIXaXaajUUaUaU10023)2(23akkkkkkIXjXX10023)2(23akkkkkkIXjXX第36頁(yè)/共68頁(yè)第35頁(yè)/共68頁(yè)1aU2cUaU1bU2bUbU0aU2aUcU0cU2cU1CU0bU2bU0aIaI2aI1bI1cI2bI1aI2cI圖8-11 單相接地短路時(shí)短路點(diǎn)的電流、電壓相量圖 (a)電流相量圖； (b)電壓相量圖(a)(b)第37頁(yè)/共68頁(yè)第36頁(yè)/共68頁(yè)二、兩想短路二、兩想短路圖8-12 兩相短路電路圖邊界條件為：cbIIbfcbIZUU0aI（8-53）kabcaUbUcU0aIbIcIfZ第38頁(yè)/共68頁(yè)第37頁(yè)/共68頁(yè)用對(duì)

23、稱分量法可表示為（8-54）復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖：321baaI jII00aI121afaaIZUU 圖8-13 兩相短路的復(fù)合序網(wǎng))0(fZfZ2aI1aI1n2k2n1aU1k2aU第39頁(yè)/共68頁(yè)第38頁(yè)/共68頁(yè)正負(fù)序電流為：fkkkkaaaZZZUII21)0(21（8-55）（8-56）短路點(diǎn)故障電流為110301111111122aaacbaIjIIaaaaIII（8-57）121)(afkkaIZZU122akkaIZU正負(fù)序電壓為：第40頁(yè)/共68頁(yè)第39頁(yè)/共68頁(yè)正負(fù)序電壓為1220212)(akkfaaabIZZaUUaUaU120221)(akkfaaacIZaZUUaU

24、aU12021)2(afkkaaaaIZZUUUU（8-58） 若在短路點(diǎn)b、c兩相直接接地，則 ，各序電流為（設(shè)各序阻抗為純電抗）。)(21)0(21kkkkaaaXXjUII00aI（8-59）1221akkaaIjXUU（8-60）0fZ短路點(diǎn)三相電壓為第41頁(yè)/共68頁(yè)第40頁(yè)/共68頁(yè)aaaaabUUUUaUaU211021212102122akkaaaaaIXjUUUUUaabcUUUU211（8-61） 各相電壓為 選取正序電流 作為參考相量，負(fù)序電流與它的方向相反，正序電壓與負(fù)序電壓相等，都比 超前 ，從而作出其電壓、電流相量圖，如圖（8-14）所示。1aI901aI第42頁(yè)/

25、共68頁(yè)第41頁(yè)/共68頁(yè)cI1aI2cI1aI2bIbI1bI2aI1cI2bU2aUaU1aU2bU1cU1bUbUcU2cU2cU(a)(b)圖8-14 兩相短路時(shí)短路點(diǎn)的電流、電壓相量圖 (a)電流相量圖； (b)電壓相量圖第43頁(yè)/共68頁(yè)第42頁(yè)/共68頁(yè)三、兩相接地短三、兩相接地短路路兩相接地短路的邊界條件為：圖8-15 兩相接地短路時(shí)電路圖kabcaUbUcU0aIbIcIfZfZgZcbIIgcbfbbZIIZIU)(00aIgcbfccZIIZIU)(（8-62）第44頁(yè)/共68頁(yè)第43頁(yè)/共68頁(yè)用對(duì)稱分量法可表示為（8-63）其復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)圖，如下圖所示： 圖8-16 兩

26、相接地短路的復(fù)合序網(wǎng) ，0(fZ)0gZ110003afaagafaIZUIZIZU22afaIZU0021aaaaIIIIfZ2aI0aI1aI1n2k0k2n0n0aU1kfZgfZZ311afaIZU2aU1aU第45頁(yè)/共68頁(yè)第44頁(yè)/共68頁(yè)各序電流為：)3()()3)()(02021)0(1gfkkfkkgfkkfkkfkkaaZZZZZZZZZZZZUI10202)3()(3agfkkfkkgfkkaIZZZZZZZZI10220)3()(agfkkfkkfkkaIZZZZZZZI（8-64）（8-65）（8-66）第46頁(yè)/共68頁(yè)第45頁(yè)/共68頁(yè)102021)3()()3

27、)(agfkkfkkgfkkfkkfaIZZZZZZZZZZZU102022)3()(3agfkkfkkgfkkkkaIZZZZZZZZZU102202)3()(agfkkfkkfkkkkaIZZZZZZZZU（8-67）用對(duì)稱分量法求短路點(diǎn)各相電流為：0021aaaaIIII0212aaabIIaIaI102022)3()()3()(agfkkfkkgfkkfkkIZZZZZZZZaZZa（8-68）各序電壓為：第47頁(yè)/共68頁(yè)第46頁(yè)/共68頁(yè)0221aaacIIaIaI102022)3()()3()(agfkkfkkgfkkfkkIZZZZZZZZaZZa（8-69）（8-70）102

28、02akkkkkkaIXXXI02021)0(1kkkkkkkkkkaaXXXXXjUI10202akkkkkkaIXXXI0gfZZ 如果在短路點(diǎn)b、c兩相直接接地，則 ，各序電流為（設(shè)各序阻抗為純電抗）第48頁(yè)/共68頁(yè)第47頁(yè)/共68頁(yè)序電壓為：10202021akkkkkkkkaaaIXXXXjUUU0212aaabIIaIaI10202133akkkkkkkkaaIXXXXjUU（8-71）短路點(diǎn)故障相的電流為：102022)(2)2(33akkkkkkkkkkIXXXXjX102022)(2)2(33akkkkkkkkkkIXXXXjX0221aaacIIaIaI（8-72）第49

29、頁(yè)/共68頁(yè)第48頁(yè)/共68頁(yè)2cUaU1aU2aU0cbUU1bU1cU2bU000cbaUUU 取 作參考相量，可以作出該種情況下短路點(diǎn)的電流和電壓相量圖，如下圖所示。1aI(a)(b)圖8-17 兩相接地短路時(shí)短路點(diǎn)的電流、電壓相量圖 (a)電流相量圖； (b)電壓相量圖2bI1aI0bI2bIbI1bI2aI0aI1aI1aI1aI1aI1aI1aI2cI0aI第50頁(yè)/共68頁(yè)第49頁(yè)/共68頁(yè)四、正序等效定則四、正序等效定則)(1)0()(1nsukkanaZZUI 以上所得的三種簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路時(shí)短路電流正序分量的通式為：正序等效定則：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的情況下，短路點(diǎn)電流 的正序分

30、量與在短路點(diǎn)后每一相中加入附 加阻抗 而發(fā)生三相短路的電流相等。（8-73）)(nsnZ1)()(annkImI附加阻抗 故障相短路點(diǎn)短路電流的絕對(duì)值與它的正序分量的絕對(duì)值成正比，即 比例系數(shù)第51頁(yè)/共68頁(yè)第50頁(yè)/共68頁(yè)表8-4 各種類型短路時(shí)附加阻抗 值)(nsuZ)3()()3)(0202gfkkfkkgfkkfkkfZZZZZZZZZZZ代 表 符 號(hào)短 路 種 類單相接地短路兩相短路直接短接)(nsuZ經(jīng)阻抗短接)(nsuZ兩相接地短路三相短路)1(K)2(K)1 . 1(K)3(K02kkkkZZ2kkZ00202kkkkkkkkZZZZfkkkkZZZ02fkkZZ2fZ表

31、8-5 各種類型短路的 值)(nm單相接地短路代 表 符 號(hào)短 路 種 類兩相短路直接短接)(nm經(jīng)阻抗短接兩相接地短路三相短路)1(K)2(K)1 . 1(K)3(K33120202)(13kkkkkkkkXXXX)(nm331略第52頁(yè)/共68頁(yè)第51頁(yè)/共68頁(yè)五、不對(duì)稱短路時(shí)運(yùn)算曲線的應(yīng)用五、不對(duì)稱短路時(shí)運(yùn)算曲線的應(yīng)用 根據(jù)正序等效定則，不對(duì)稱短路時(shí)短路點(diǎn)的正序電流值等于在短路點(diǎn)每相接入附加阻抗 而發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流值。因此，三相短路的運(yùn)算曲線可以用來(lái)確定不對(duì)稱短路過(guò)程中任意時(shí)刻的正序電流。其計(jì)算步驟如下：（1）元件參數(shù)計(jì)算及等值網(wǎng)絡(luò)。（2）化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)求各序等值電抗。（3）計(jì)算電流

32、分布系數(shù)。（4）求出各電源的計(jì)算電抗和系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移電抗。（5）查運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流。（6）若要求提高計(jì)算準(zhǔn)確度，可進(jìn)行有關(guān)的修正計(jì)算。)(nsnZ第53頁(yè)/共68頁(yè)第52頁(yè)/共68頁(yè)六、變壓器兩側(cè)電壓、電流對(duì)稱分量的相位關(guān)系 1.電壓、電流對(duì)稱分量經(jīng)Y，yn0、YN，yn0和D，d0接線的變壓器的變換KKeUUUUKjabABabAB030221112（8-74） 兩側(cè)正序、負(fù)序電壓對(duì)稱分量相位相同，其大小由變比 確定，而兩側(cè)正序、負(fù)序電流對(duì)稱分量相位也相同，其大小也由變比 確定。KKK對(duì)于這種接線的變壓器，其復(fù)數(shù)變比 相等，即KIIIIaAaA12211（8-75）第54頁(yè)/共68頁(yè)第53頁(yè)

33、/共68頁(yè) 2.電壓、電流對(duì)稱分量經(jīng)YN，d11（Y，d11）接線的變壓器的變換 對(duì)于YN，d11接線的變壓器，其兩側(cè)正序電壓的相位關(guān)系如下圖所示。dcU1YAU1daU1bca30dbU1圖8-18 YN，d11變壓器兩側(cè)正序電壓的相位關(guān)系YABU1dabU1YcU1YABU1YAU130YBU1第55頁(yè)/共68頁(yè)第54頁(yè)/共68頁(yè)兩側(cè)負(fù)序電壓的相位關(guān)系如下圖所示。YBU2YABU2YAU2YCU2YABU2dabU230圖8-19 YN，d11變壓器兩側(cè)負(fù)序電壓的相位關(guān)系cYAU2dcU2bdabU2daU2adbU230第56頁(yè)/共68頁(yè)第55頁(yè)/共68頁(yè)兩側(cè)正序電流的相位關(guān)系如下圖所示

34、。YAI1YBI1YCI1圖8-20 YN，d11變壓器兩側(cè)正序電流的相位關(guān)系daI1YAadIKI113dbI1dcI130YCcdIKI113YBbdIKI113第57頁(yè)/共68頁(yè)第56頁(yè)/共68頁(yè)兩側(cè)負(fù)序電流的相位關(guān)系如下圖所示。YAI2YBI2YCI2dcI2daI2dbI2YAdadIKI223YBdbdIKI223YCdcdIKI223圖8-21 YN，d11變壓器兩側(cè)負(fù)序電流的相位關(guān)系第58頁(yè)/共68頁(yè)第57頁(yè)/共68頁(yè)七、不對(duì)稱短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的計(jì)七、不對(duì)稱短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的計(jì)算算 通過(guò)復(fù)合序網(wǎng)求得從故障點(diǎn)流出的 、 、 后，可以進(jìn)而計(jì)算各序網(wǎng)中任一處的各序電流、電

35、壓。1kI0kI2kI1kI a. 對(duì)于正序網(wǎng)絡(luò)，將其分解為正常情況和故障分量?jī)刹糠?。在近似?jì)算中，正常運(yùn)行情況作為空載運(yùn)行。故障分量計(jì)算較簡(jiǎn)單，由 可求得網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)電壓及電流分布。 b.對(duì)于負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)，也可通過(guò)故障點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電流求得網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)電壓和任一支路電流。 c.用對(duì)稱分量法將某一支路各序電流合成該支路三相電流，將某一節(jié)點(diǎn)各序電壓合成該節(jié)點(diǎn)三相電壓。 圖8-22畫(huà)出了某一簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)各序電壓的分布情況。第59頁(yè)/共68頁(yè)第58頁(yè)/共68頁(yè)Gh)(nK1E1E1E2U1U1U2U0U1U2U0U)2(K) 1 (K) 1 , 1 (K21kkUU2kU0kU1kU021kkkUUU圖8-22 不對(duì)稱短路時(shí)各序電壓分布)0(ffZZ第60頁(yè)/共68頁(yè)第59頁(yè)/共68頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)非全相運(yùn)行的分析電力系統(tǒng)非全相運(yùn)行的分析 電力系統(tǒng)非全相運(yùn)行包括單相斷線和兩相斷線，如下圖所示