第7章電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行分析方法

1、 對(duì)基波分量而言，由于只有故障點(diǎn)發(fā)對(duì)基波分量而言，由于只有故障點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱故障導(dǎo)致三相阻抗不相等，生不對(duì)稱故障導(dǎo)致三相阻抗不相等，電力系統(tǒng)其它各元件的三相阻抗仍保電力系統(tǒng)其它各元件的三相阻抗仍保持相等，針對(duì)此特點(diǎn)，可以采用一種持相等，針對(duì)此特點(diǎn)，可以采用一種比較簡(jiǎn)單的對(duì)稱分量法進(jìn)行分析。比較簡(jiǎn)單的對(duì)稱分量法進(jìn)行分析。 本章重點(diǎn)掌握對(duì)稱分量法和三序等效本章重點(diǎn)掌握對(duì)稱分量法和三序等效電路的畫法。電路的畫法。 7.1.1 對(duì)稱分量法 任何一組不對(duì)稱的三個(gè)相量（電壓或電流）總可以分解成為正序、負(fù)序和零序三組（每組三個(gè)）相量。 任選一相（這里選a相）電流作為基準(zhǔn)相量， a0a22a1a0a2a1ca0

2、a2a12b0b2b1ba0a2a1aIIaI aIIIIII aIaIIIIIIIIa0a2a1a0a2a122cbaIIITIII1aa1aa111III對(duì)稱分量變換矩陣，用對(duì)稱分量變換矩陣，用T表示表示 oj120ea 簡(jiǎn)寫成： 已知了三個(gè)序相量，就可以通過T的逆變換可求出三個(gè)不對(duì)稱的電流相量 120abcTIIcba1 -cba22a0a2a1IIITIII111aa1aa131III對(duì)不對(duì)稱的三相電壓，也可以用對(duì)稱分量法進(jìn)行分解。例例7-1 設(shè)電力系統(tǒng)某點(diǎn)發(fā)生a相單相接地故障，現(xiàn)測(cè)得短路點(diǎn)的三相線電壓分別為： 試求其三組序電壓分量。 解：取a相為基準(zhǔn)相， V220-233.1UV20

3、-233.1U0,Uocoba，ooooo22a0a2a16025.8120-139.860113.9220-223.120-223.10111aa1aa131UUU例例7-1 求出另二相的各序電壓分量 ooa12b160-113.9300113.9UaU-113.9180113.9UaUoa1c1139.80139.8UaUoa2b2oa22c2120139.8UaUoa0c0b06025.8UUU正序分量： 負(fù)序分量：零序分量：VVVVV7.1.2 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，僅在短路點(diǎn)不對(duì)稱。轉(zhuǎn)化為對(duì)稱 7.1.2 對(duì)稱

4、分量法對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 根據(jù)對(duì)稱分量法，這一組不對(duì)稱的電壓源可以分解成正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱電壓源。根據(jù)疊加原理，可以把電力系統(tǒng)看成三部分的疊加。 =+討論：1、分別用下標(biāo)1、2、0表示各序參數(shù)。2、各序電路特點(diǎn)。7.2同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù)同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù) 在討論短路時(shí)我們往往采用近似方法，只計(jì)入電抗，如果精確求解要計(jì)入電阻時(shí)，因?yàn)殡娮枧c頻率無關(guān)，所以正、負(fù)、序等效電路中的電阻都是相等的。 7.2同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù)同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù)同步電機(jī)類型XG2*XG0*汽輪發(fā)電機(jī)0.160.06有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)0.250.06無阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)

5、0.450.07調(diào)相機(jī)和大型同步電機(jī)0.240.087.2同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù)同步發(fā)電機(jī)的各序參數(shù) 討論： 當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組中通過負(fù)序基頻電流時(shí)，它產(chǎn)生的負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間有兩倍轉(zhuǎn)速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此，同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗是不等于其正序電抗的。 發(fā)電機(jī)的零序電抗只由定子線圈的等值漏磁通決定，與發(fā)電機(jī)內(nèi)部繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 7.3.1 普通變壓器的各序參數(shù)普通變壓器的各序參數(shù) 變壓器的正序、負(fù)序和零序電路具有相同的形狀且和前面給出的等效電路完全一致， 注意雙繞組變壓器的畫法略有變化，有XI+XII=XT ， (a) 雙繞組變壓器 (b) 三繞組變壓器短路分析時(shí)，略去電阻與電導(dǎo) 變壓器的零序勵(lì)磁電

6、抗與變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)， (a)三個(gè)單相組合式 (b)三相四柱式 (c)三相三柱式 mX10.3X*mmX10.3X*m 變壓器的正序、負(fù)序等效電路都是直接與外電路相連接。 當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)三相繞組施加零序電壓時(shí)，如果能在該側(cè)繞組產(chǎn)生零序電流，則等效電路中該側(cè)繞組與外電路接通，如果不能產(chǎn)生零序電流，則認(rèn)為變壓器該側(cè)繞組與外電路斷開。根據(jù)這個(gè)原則，只有中性點(diǎn)接地的星形接法（用YN表示）的繞組才能與外電路接通。 設(shè)變壓器的至少有一個(gè)中性點(diǎn)直接接地，則變壓器零序等效電路與外電路的連接 ： 當(dāng)變壓器的Yn接法繞組的中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地時(shí)，若有零序電流流過變壓器，則中性點(diǎn)接地阻抗中將流過三倍的零序電流

7、。 Yn/Y/連接的三繞組變壓器的等效電路如下，注意到實(shí)際上變壓器的各繞組是通過電磁耦合的，電路上并不相連，兩側(cè)的中性點(diǎn)電壓實(shí)際可能并不相等。 三相電力線路也是靜止元件，其正序和負(fù)序參數(shù)相等。 三相電力線路中流過零序電流時(shí)，由于零序電流大小相同，且相位也相同，因此零序電流必須與大地、架空地線來構(gòu)成回路，這樣架空輸電線路的零序阻抗與電流在大地中的分布有關(guān)，精確計(jì)算是十分困難的。 /km/km0.4xx21架空電力線路分類正、負(fù)序電抗零序電抗 備注無避雷線單回路x0=3.5x1=1.4雙回路x0=5.5x1=2.2每回路數(shù)值有鋼質(zhì)避雷線單回路x0=3x1=1.2雙回路x0=5x1=2每回路數(shù)值有良

8、導(dǎo)體避雷線單回路x0=2x1=0.8雙回路x0=3x1=1.2每回路數(shù)值/km/km0.4xx21 常用的輸電線路還有電纜，其正、負(fù)序電抗要比架空線路小得多，但三芯電力電纜的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，準(zhǔn)確計(jì)算相當(dāng)困難，通常由制造廠提供。 電纜的零序電抗準(zhǔn)確計(jì)算也比較困難，一般要通過實(shí)測(cè)方法求得。在規(guī)劃設(shè)計(jì)和近似計(jì)算中，可以取 10 x4.63.5x 7.5 異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 1.在計(jì)算起始次暫態(tài)電流時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)或異步電動(dòng)機(jī)性質(zhì)的綜合負(fù)荷離短路點(diǎn)電氣距離比較遠(yuǎn)時(shí)，綜合負(fù)荷略去不計(jì)，在短路點(diǎn)附近的綜合負(fù)荷和大型異步電動(dòng)機(jī)，則表示為用次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)和次暫態(tài)

9、電抗串聯(lián)構(gòu)成的電壓源。7.5 異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 2.在應(yīng)用運(yùn)算曲線確定短路后任意時(shí)刻的短路電流的周期分量時(shí)，因?yàn)檫\(yùn)算曲線在制訂時(shí)已計(jì)入負(fù)荷的影響，所以在等值網(wǎng)絡(luò)中略去所有的負(fù)荷。7.5 異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 在上述兩種情況以外的短路計(jì)算中，綜合負(fù)荷（如民用負(fù)荷等非異步電動(dòng)機(jī)性質(zhì)的負(fù)荷）的正序阻抗近似用恒定阻抗表示。 為避免復(fù)數(shù)運(yùn)算, 近似用等值的電抗標(biāo)幺值表示綜合負(fù)荷XL*=j1.2。 )jsincosSUZL2LL（ 系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的各序（近似）等效電路如下

10、應(yīng)用對(duì)稱分量法分析計(jì)算電力系統(tǒng)的不對(duì)稱故障時(shí)，首先就要作出電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)，為此，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線圖，中性點(diǎn)接地情況等原始資料，在故障點(diǎn)分別加上各序的電動(dòng)勢(shì)（電壓源），從故障點(diǎn)開始，逐步查明各序電流流通的情況，凡是某一序電流能流過的元件，必須包括在該序等效電路圖中，并用相應(yīng)的序參數(shù)和等效電路表示。 正序正序Xm設(shè)為無窮大XT2=XT2I+XT2II 正序電路化簡(jiǎn) -LT2IIT2IL1T1IIT1ILT2IIT2IL1kk10EXXXXXXXjXXXXjE LT2IIT2IL1T1IIT1ILT2IIT2IL1T1IIT1Ikk1XXXXXXXjXXXXjXXXjjX 負(fù)序負(fù)序LT2IIT2IL1T1IIT1I2LT2IIT2IL1T1IIT1I2kk2XXXXXXXjXXXXjXXXjjX零序零序書上下標(biāo)有錯(cuò)mT2IIT2IL1T1IImT1InmT2IIT2IL1T1IImT1Inkk0/XXX3XX/XX3Xj/XXX3XjX/XX3XjjX 如圖7-15所示的電力系統(tǒng)，在電力線路L1的中點(diǎn)k發(fā)生不對(duì)稱故障，試畫出其各序電路，并求出各序的等值參數(shù)。 正序電路正序電路化簡(jiǎn)化