電力系統(tǒng)短路計(jì)算

1、會(huì)計(jì)學(xué)1電力系統(tǒng)短路計(jì)算電力系統(tǒng)短路計(jì)算 第一部分第一部分 電力系統(tǒng)三相短路電力系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算電流計(jì)算的的基本原理與方基本原理與方法法目錄目錄 第二部分第二部分 電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路 第三部分第三部分 電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的分析和計(jì)算電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的分析和計(jì)算電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算主要是電力系統(tǒng)三相短路計(jì)算主要是短路電流周期（基頻）分量短路電流周期（基頻）分量的計(jì)的計(jì)算。算。主要內(nèi)容主要內(nèi)容其它其它計(jì)算內(nèi)容包括：計(jì)算內(nèi)容包括：（1）起始次暫態(tài)電流（短路電流周期分量的起始值）的實(shí)用）起始次暫態(tài)電流（短路電流周期分量的起始值）的實(shí)用計(jì)算；計(jì)算；（2

2、）短路沖擊電流的計(jì)算（系統(tǒng)電勢(shì)源和負(fù)荷提供的沖擊電）短路沖擊電流的計(jì)算（系統(tǒng)電勢(shì)源和負(fù)荷提供的沖擊電流）；流）；（3）短路發(fā)生后不同時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算；）短路發(fā)生后不同時(shí)刻短路電流周期分量的計(jì)算；（1）利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣；（）利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣；（2）利用轉(zhuǎn)）利用轉(zhuǎn)移阻抗的概念；（移阻抗的概念；（3）近似計(jì)算方法）近似計(jì)算方法第一部分第一部分 電力系統(tǒng)三相短路電力系統(tǒng)三相短路短路短路電流電流計(jì)算計(jì)算的的基本原理與基本原理與方法方法基本原基本原理理和方法：和方法：p發(fā)發(fā) 電電 機(jī)：機(jī)：電勢(shì)源支路電勢(shì)源支路電流源支路（含同步調(diào)相機(jī)）電流源支路（含同步調(diào)相機(jī)）p輸輸 電電 線線 路：路：型等值電

3、路，型等值電路，R，X，Bp變變 壓壓 器：器：GT - jBT，RT + jXT，kTp一一 般般 負(fù)負(fù) 荷：荷：恒定阻抗恒定阻抗, ZLD.kp電動(dòng)機(jī)負(fù)荷：電動(dòng)機(jī)負(fù)荷：電勢(shì)源支路電勢(shì)源支路電流源支路（同步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電電流源支路（同步電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、以電動(dòng)機(jī)為主的綜合負(fù)荷，動(dòng)機(jī)、以電動(dòng)機(jī)為主的綜合負(fù)荷，起始次暫態(tài)電流計(jì)算起始次暫態(tài)電流計(jì)算）1.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立等值電路的制定等值電路的制定 .LD kz1 i iE1 iz1 i i iI1 iz1 k .LD kE k YN k IYV.,NiLD kz zYY2.LD kLD kkzVSp忽略發(fā)電機(jī)、變壓器

4、和線路的電阻忽略發(fā)電機(jī)、變壓器和線路的電阻p忽略輸電線路的電容、變壓器的勵(lì)磁支路忽略輸電線路的電容、變壓器的勵(lì)磁支路p忽略負(fù)荷或近似處理忽略負(fù)荷或近似處理p忽略忽略Vrate與與Vav的差別，的差別，變壓器標(biāo)幺變比變壓器標(biāo)幺變比=1.0，消去理想變，消去理想變壓器壓器p各發(fā)電機(jī)電勢(shì)同相各發(fā)電機(jī)電勢(shì)同相p由于各元件用電抗表示，結(jié)合以上的近似處理，短路電流由于各元件用電抗表示，結(jié)合以上的近似處理，短路電流的計(jì)算可以避免復(fù)數(shù)運(yùn)算，簡(jiǎn)化為直流電路求解。的計(jì)算可以避免復(fù)數(shù)運(yùn)算，簡(jiǎn)化為直流電路求解。1.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立近似計(jì)算時(shí)的簡(jiǎn)化處近似計(jì)算時(shí)的簡(jiǎn)化處理：理：1.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)

5、方程的建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立p例例 1124351.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立（1）直接利用）直接利用電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣電網(wǎng)導(dǎo)納矩陣YNYN不包含發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻抗不包含發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻抗修正其中的發(fā)修正其中的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電機(jī)節(jié)點(diǎn)1、5修正的操作只影響到節(jié)修正的操作只影響到節(jié)點(diǎn)的自導(dǎo)納，不影響互點(diǎn)的自導(dǎo)納，不影響互導(dǎo)納導(dǎo)納 p例例 1（2）近似處理）近似處理n電阻分量不考慮，各元件處理為純虛數(shù)，方便計(jì)算。電阻分量不考慮，各元件處理為純虛數(shù)，方便計(jì)算。n分布電容不計(jì)。和線路存在相連關(guān)系的節(jié)點(diǎn)自導(dǎo)納均要分布電容不計(jì)。和線路存在相連關(guān)系的節(jié)點(diǎn)自導(dǎo)納均要重新計(jì)算。重新計(jì)算。1.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的

6、建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立p例例 2：開式網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算（電纜末端短路）開式網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算（電纜末端短路）（1）精確計(jì)算）精確計(jì)算n否則，存在理想變壓否則，存在理想變壓器，只有通過(guò)器，只有通過(guò)型等型等效電路表示變壓器支效電路表示變壓器支路，電路存在復(fù)雜的路，電路存在復(fù)雜的串并聯(lián)關(guān)系，求解復(fù)串并聯(lián)關(guān)系，求解復(fù)雜。雜。n按照相互依存的關(guān)系按照相互依存的關(guān)系確定各級(jí)基準(zhǔn)電壓，確定各級(jí)基準(zhǔn)電壓，消去理想變壓器。各消去理想變壓器。各元件之間是簡(jiǎn)單串聯(lián)元件之間是簡(jiǎn)單串聯(lián)關(guān)系。關(guān)系。3.47X()()1007.9533 7.26BB IIIB IIISIkAV()7.92.2953.47fB III

7、EIIkAX10.51217.261.電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)方程的建立p例例 2：開式網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算（電纜末端短路）開式網(wǎng)絡(luò)的短路電流計(jì)算（電纜末端短路）（2）近似計(jì)算）近似計(jì)算n各級(jí)基準(zhǔn)電壓取平均各級(jí)基準(zhǔn)電壓取平均額定電壓，變壓器變額定電壓，變壓器變比近似為相鄰兩段平比近似為相鄰兩段平均額定電壓之比。同均額定電壓之比。同樣沒有理想變壓器。樣沒有理想變壓器。n在此基礎(chǔ)上重新折算在此基礎(chǔ)上重新折算各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)下各元件在統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值。計(jì)算短路的標(biāo)幺值。計(jì)算短路電流。和精確計(jì)算的電流。和精確計(jì)算的結(jié)果非常近似。結(jié)果非常近似。4.104X()()1009.1733 6.3BB

8、 IIIB IIISIkAV()9.1742.42. 410fB IIIEIIkAX10.51156.3i2.利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流基本原理基本原理(0) iijjiffj GiiffVZ IZ IVZ I(0)iijjj GiffVZ IZ I電壓正常分量：，電壓故障分量： (0)fffffVVZ IfffVz I邊界條件：(0)ffjjj GVZ I(0)fffffVIZzG: 有源節(jié)點(diǎn)集合有源節(jié)點(diǎn)集合正常分量正常分量故障分量故障分量此處的此處的“”不表示疊不表示疊加。加。2.利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流基本原理基本原理(0)1

9、fffffVIZz（）故障點(diǎn)電流：(0)(0)(0)2 iiiffffiifffiVVZ IZZVVz（ ）節(jié)點(diǎn) 電壓：3pqpqpqkVVIz（ ）支路電流： pqz 1:k p q pqI i2.利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流忽略負(fù)荷電流忽略負(fù)荷電流11ffffIZz（）故障點(diǎn)電流：(0)2 1iiiiffffffiVVzZZ IZ （ ）節(jié)點(diǎn) 電壓：3pqpqpqkVVIz（ ）支路電流：(0)1iV忽略負(fù)荷電流的影響，短路前空載，各節(jié)點(diǎn)電壓： pqz 1:k p q pqI 只需計(jì)算與只需計(jì)算與節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn) f 對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的阻抗矩陣元阻抗矩陣元素素2.利用節(jié)點(diǎn)阻抗

10、矩陣計(jì)算短路電流利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算短路電流計(jì)算流程圖計(jì)算流程圖11ffffIZz（）21ifffifZVzZ （ ）3pqpqpqkVVIz（ ）數(shù)據(jù)輸入YLDU: f確定短路點(diǎn) ,1,2,ifinZ計(jì)算 fI計(jì)算 iV計(jì)算 pqI計(jì)算輸出計(jì)算結(jié)果(1)電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗的定義電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗的定義 f 無(wú)無(wú)源源 線線性性 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) fI iE i i iz iI 1E 1 1 1z 1I mE m m mz mI f fI iE i fiz fiI 1E 1 1fz 1fI mE m fmz fmI 星網(wǎng)變換星網(wǎng)變換: ffiii Gi GfifiifiizzE IEIIEf

11、轉(zhuǎn)移阻抗的概念: 電勢(shì)源 對(duì)短路點(diǎn) 的轉(zhuǎn)移阻抗3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流計(jì)算短路電流: ififiiEIEfz電勢(shì)源 單獨(dú)作用時(shí)在短路點(diǎn) 產(chǎn)生的短路電流 目的目的: : 求各電源提供的短路電流求各電源提供的短路電流; ; 根據(jù)電源電勢(shì)直接計(jì)算短路根據(jù)電源電勢(shì)直接計(jì)算短路電流電流iiiiiIEE z電勢(shì)源 單獨(dú)作用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)注入電流： (0)fiV f 無(wú)無(wú)源源 線線性性 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) fiI iE i i iz iiI 1 1 1z 1iI m m mz miI f (0)fififi iiiiZVfIzEZ正常狀態(tài)下，在 點(diǎn)產(chǎn)生電壓：(0)fififf

12、iffifiifiEfIEZZzVZ z點(diǎn)短路電流：ififffiifiZzEIzZ(2)利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣求電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗利用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣求電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流iiiiiIEE z電勢(shì)源 單獨(dú)作用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)注入電流： (0)fiV f 無(wú)無(wú)源源 線線性性 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) fiI iE i i iz iiI 1 1 1z 1iI m m mz miI f fz (0)fififi iiiiZVfIzEZ正常狀態(tài)下，在 點(diǎn)產(chǎn)生電壓：(0)()fififffffifiiffVZZzIEZzz點(diǎn)短路電流：ifif

13、fffiifiZzzEZIz(3) 經(jīng)過(guò)渡阻抗接地的情況經(jīng)過(guò)渡阻抗接地的情況3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流iiiiiIEE z電勢(shì)源 單獨(dú)作用，對(duì)網(wǎng)絡(luò)注入電流： (0)fiV f 無(wú)無(wú)源源 線線性性 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) fiI iE i i iz iiI 1 1 1z 1iI m m mz miI f fz (0)mimimi iiiiZVmIzEZ正常狀態(tài)下，在 點(diǎn)產(chǎn)生電壓：(0)mimimmiimiVZzmIEzz點(diǎn)入地電流：imiimimimz zzEZI(4) 電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)間的轉(zhuǎn)移阻抗電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)間的轉(zhuǎn)移阻抗3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短

14、路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流 j 無(wú)無(wú)源源 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) jI iE i j 無(wú)無(wú)源源 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) jV iI i (5) 節(jié)點(diǎn)間的轉(zhuǎn)移阻抗和互阻抗的比較節(jié)點(diǎn)間的轉(zhuǎn)移阻抗和互阻抗的比較 ijijijiijZiIjVVII節(jié)點(diǎn)間互阻抗節(jié)點(diǎn) 注入電流,在節(jié)點(diǎn) 產(chǎn)生的電壓與注入之：電流比僅對(duì)電勢(shì)源和短路點(diǎn)或電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)之間定義才有意義任何一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間均有定義 iiijjjijziEE IjI節(jié)點(diǎn)間轉(zhuǎn)移阻抗節(jié)點(diǎn) 施加電勢(shì)與其在節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的短路電流：之比3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流(6) 根據(jù)電流分布系數(shù)求轉(zhuǎn)移阻抗根據(jù)電流分布系數(shù)求轉(zhuǎn)移阻抗

15、3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流 ffffEEIZ在節(jié)點(diǎn) 接入電勢(shì)源 ，同時(shí)短接所有的有源節(jié)點(diǎn)，則故障支路中產(chǎn)生電流： n電勢(shì)源的符號(hào)為上負(fù)下正，將電流引入地，所有的電流對(duì)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)都是注電勢(shì)源的符號(hào)為上負(fù)下正，將電流引入地，所有的電流對(duì)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)都是注入。入。n 對(duì)于一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于一個(gè)無(wú)源網(wǎng)絡(luò)，If 將按照網(wǎng)絡(luò)元件的串并聯(lián)關(guān)系分配到各支路中，將按照網(wǎng)絡(luò)元件的串并聯(lián)關(guān)系分配到各支路中，包括電源支路。包括電源支路。n有電流分布系數(shù)：有電流分布系數(shù)：iifIcI(6) 根據(jù)電流分布系數(shù)求轉(zhuǎn)移阻抗根據(jù)電流分布系數(shù)求轉(zhuǎn)移阻抗3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)

16、移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流 fiiffiiifIiiVZ IVIz在節(jié)點(diǎn) 注入電流 ，第 個(gè)電勢(shì)源支路的端節(jié)點(diǎn) 的電壓為 ，該電源支路的電 流為iffiizZ II ifiiifZIczIififffiifiZzEIzZfffiiZzc(7) 電流分布系數(shù)的實(shí)際求法電流分布系數(shù)的實(shí)際求法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流電流分布系數(shù)只同短路點(diǎn)位置、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。電流分布系數(shù)只同短路點(diǎn)位置、網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)。對(duì)于確定的短路點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的電流分布是完全確定的。對(duì)于確定的短路點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中的電流分布是完全確定的。

17、令故障支路的電流為令故障支路的電流為 1.0 ，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元件的串并聯(lián)關(guān)系，求，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元件的串并聯(lián)關(guān)系，求故障電流在各支路的分配，電流的量值本身即等于電流分布故障電流在各支路的分配，電流的量值本身即等于電流分布系數(shù)。系數(shù)。(8) 求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流l 電源支路合并電源支路合并，網(wǎng)絡(luò)變換網(wǎng)絡(luò)變換，把原網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為對(duì)故障，把原網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)為對(duì)故障端口的端口的戴維南等效戴維南等效電路。電路。l 將故障端口短接，求短路電流。將故障端口短接，求短路電流。l 網(wǎng)絡(luò)還原網(wǎng)絡(luò)還原，利用電

18、流，利用電流分布系數(shù)分布系數(shù)的概念求轉(zhuǎn)移阻抗。的概念求轉(zhuǎn)移阻抗。 p網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)方法網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)方法 1 1：(8) 求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法手算方法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流l 保留保留所有所有的的電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)，利用，利用星網(wǎng)變換星網(wǎng)變換消去消去一切的一切的中間節(jié)點(diǎn)中間節(jié)點(diǎn)，形成以電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)為定點(diǎn)的，形成以電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)為定點(diǎn)的全全網(wǎng)型電路網(wǎng)型電路。l 轉(zhuǎn)移電抗直接可得轉(zhuǎn)移電抗直接可得，短路電流為各支路電源比上相應(yīng)，短路電流為各支路電源比上相應(yīng)的轉(zhuǎn)移電抗后的疊加。的轉(zhuǎn)移電抗后

19、的疊加。p網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)方法網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)方法 2 2：(8) 求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流p例例 6-4(8) 求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流p例例 6-4 解法一解法一(8) 求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法求解短路電流和轉(zhuǎn)移阻抗的手算方法3.利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流利用電勢(shì)源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗計(jì)算短路電流p例例 6-4 解法二解法二2.1 對(duì)稱分量法

20、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2.2 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2.4 架空輸電線路的零序阻抗及其等值電路架空輸電線路的零序阻抗及其等值電路2.5 綜合負(fù)荷的序阻抗綜合負(fù)荷的序阻抗2.6 電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制定電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制定第二部分第二部分 電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量對(duì)稱分量000sin()sin(120 )

21、sin(120 )ambmcmiItiItiIt 0120 (1)aI 0 (1)bI (1)cI ci bi ai t 0120 2120(1)(1)(1)120(1)(1)(1)jbaajcaaIIeIIIeI正序分量：1202, 10je2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量對(duì)稱分量000sin()sin(120 )sin(120 )ambmcmiItiItiIt 0120 (2)aI 0 (2)cI (2)bI bi ci ai t 0120 120(2)(2)(2)2120(2)(2)(2)jba

22、ajcaaIIeIIIeI負(fù)序分量：1202, 10je2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量對(duì)稱分量000sin()sin()sin()ambmcmiItiItiIt (0)aI 0 (0)cI (0)bI abciii t (0)(0)(0)abcIII零序分量：2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量對(duì)稱分量 (1)aI (1)bI (1)cI (2)aI (2)cI (2)bI (0)aI (0)bI (0)cI

23、2120(1)(1)(1)120(1)(1)(1)jbaajcaaIIeIIIeI正序分量：120(2)(2)(2)2120(2)(2)(2)jbaajcaaIIeIIIeI負(fù)序分量：(0)(0)(0)abcIII零序分量：2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用(1)(2)(0)(1)(2)(0)(1)(2)(0)aaaabbbbccccIIIIIIIIIIII1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量分解對(duì)稱分量分解 (1)aI (1)bI (1)cI (2)aI (0)bI (2)cI (1)aI (2)aI (0)aI cI bI (2)bI

24、 (0)cI (0)aI 0aI (1)(2)(0)2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)aaaabaaacaaaIIIIIIIIIIII以以a a相為相為基準(zhǔn)相基準(zhǔn)相2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用1. 不對(duì)稱三相量的分解不對(duì)稱三相量的分解對(duì)稱分量分解對(duì)稱分量分解(1)(2)(0)2(1)(2)(0)2(1)(2)(0)aaaabaaacaaaIIIIIIIIIIII(1)2(2)2(0)11111aabacaIIIIII1120abcIS I120abcISI2(1)2(2)(0)1113111aaabacIIIIIIabcI120I唯一變換唯

25、一變換2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用2. 序阻抗的概念序阻抗的概念三相對(duì)稱電路三相對(duì)稱電路 aV cV bV aI aaz bbz ccz abz bcz acz bI cI a a b b c c aaaabcaababbbbcbccabccccVzzzIVzzzIVzzzIabcabcVZIaabbccabbcasmczzzzzzzz三相對(duì)稱電路1120120120abcabcSC VS VSZISZS IZ I(1)(1)(2)(2)(0)(0)0000002asmaasmaasmaVzzIVzzIVzzI2. 序阻抗的概念序阻抗的概念定義定

26、義 aV cV bV aI aaz bbz ccz abz bcz acz bI cI a a b b c c (1)(2)(1)(1)(2)(2)(0)(0)(0), , aaaaaaVIzIzVIVz：序阻抗定義(1)(1)(2)(2)(0)(0)0000002asmaasmaasmaVzzIVzzIVzzI(1)(1)(1)(1)(1)(1)asmabsmbcsmcVzzIVzzIVzzI(2)(2)(2)(2)(2)(2)asmabsmbcsmcVzzIVzzIVzzI(0)(0)(0)(0)(0)(0)222asmabsmbcsmcVzzIVzzIVzzI2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短

27、路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用3. 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 aE Lz Gz bE cE nz 0faV fbV fcV 0fcI 0fbI faI 2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用3. 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 aE Lz Gz bE cE nz 0faV fbV fcV 0fcI 0fbI faI aE Lz Gz bE cE nz faV fbV fcV fcI

28、fbI faI aE (1)Lz (1)Gz bE cE nz (1)faV (1)fbV (1)fcV (1)fcI (1)fbI (1)faI aE Lz Gz bE cE nz (1)faV (2)faV (0)faV (1)fbV (2)fbV (0)fbV (1)fcV (2)fcV (0)fcV faI fbI fcI (2)Lz (2)Gz nz (2)faV (2)fbV (2)fcV (2)fcI (2)fbI (2)faI (0)Lz (0)Gz nz (0)faV (0)fbV (0)fcV (0)fcI (0)fbI (0)faI 2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的

29、應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用3. 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 aE (1)Lz (1)Gz bE cE nz (1)faV (1)fbV (1)fcV (1)fcI (1)fbI (1)faI (2)Lz (2)Gz nz (2)faV (2)fbV (2)fcV (2)fcI (2)fbI (2)faI (0)Lz (0)Gz nz (0)faV (0)fbV (0)fcV (0)fcI (0)fbI (0)faI aE (1)Lz (1)Gz (1)faV (1)faI eqE (1)ffZ (1)faV (1)faI (2)Lz (2)

30、Gz (2)faV (2)faI (2)ffZ (2)faV (2)faI (0)Lz (0)Gz (0)faV (0)faI (0)ffZ (0)faV (0)faI 3nz (1)(1)(1)faeqfffaVEZI(2)(2)(2)fafffaVZI(0)(0)(0)fafffaVZI2.1 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用用3. 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用 (1)ffZ (1)faI (2)ffZ (2)faV (2)faI eqE (0)ffZ (0)faV (0)faI (1)faV (1)(1)(1)(2

31、)(2)(2)(0)(0)(0) faeqfffafafffafafffaVEZIVZIVZI序網(wǎng)方程基本前提：基本前提：三相參數(shù)對(duì)稱三相參數(shù)對(duì)稱 各序分量獨(dú)立各序分量獨(dú)立線性網(wǎng)絡(luò)線性網(wǎng)絡(luò) 疊加原理疊加原理基本方法：基本方法：用一組不對(duì)稱電勢(shì)源用一組不對(duì)稱電勢(shì)源代替代替 故障口的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱故障口的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱故障口邊界條件求解+然后對(duì)稱分量分解然后對(duì)稱分量分解2.1 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2.2 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2.4 架空輸電線路的零序阻抗及其等值電

32、路架空輸電線路的零序阻抗及其等值電路2.5 綜合負(fù)荷的序阻抗綜合負(fù)荷的序阻抗2.6 電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制定電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制定第二部分第二部分 電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路n四類元件：發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和負(fù)荷四類元件：發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和負(fù)荷n序阻抗：序電壓與序電流之比序阻抗：序電壓與序電流之比n正序阻抗、負(fù)序阻抗、零序阻抗正序阻抗、負(fù)序阻抗、零序阻抗n旋轉(zhuǎn)的元件，如發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，負(fù)序阻抗與旋轉(zhuǎn)的元件，如發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)，負(fù)序阻抗與正序阻抗不同正序阻抗不同n靜止的元件，如變壓器和輸電線路，負(fù)序阻抗靜止的元件，如變壓器和輸電線路，負(fù)序阻抗與正序阻抗相同與

33、正序阻抗相同n零序阻抗，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，零序阻抗，與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)，星型連接，并且星型連接，并且有中性線接地有中性線接地，才可能有零序電流，才可能有零序電流n重點(diǎn)是變壓器和線路的零序阻抗，制定零重點(diǎn)是變壓器和線路的零序阻抗，制定零序網(wǎng)序網(wǎng)2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n正序：正序：同步電機(jī)在對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，只有正序電勢(shì)和正序同步電機(jī)在對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，只有正序電勢(shì)和正序電流，此時(shí)的電機(jī)參數(shù)就是正序參數(shù)。電流，此時(shí)的電機(jī)參數(shù)就是正序參數(shù)。xd、xd、xd、xq、xq均為正序參數(shù)（均為正序參數(shù)（x1）。）。這些參這些參數(shù)可以直接用于故障后分解得到的正序網(wǎng)絡(luò)中數(shù)可以直接用于故障后分解得

34、到的正序網(wǎng)絡(luò)中。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n負(fù)序：負(fù)序：l負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子反方向反方向2倍倍速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子縱橫軸速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子縱橫軸的不對(duì)稱造成磁阻成為時(shí)變量，負(fù)序阻抗也成為時(shí)的不對(duì)稱造成磁阻成為時(shí)變量，負(fù)序阻抗也成為時(shí)變量。變量。l從定子繞組看進(jìn)去，當(dāng)負(fù)序磁場(chǎng)對(duì)正縱軸和橫軸時(shí)從定子繞組看進(jìn)去，當(dāng)負(fù)序磁場(chǎng)對(duì)正縱軸和橫軸時(shí)，得到的等值電路分別為：，得到的等值電路分別為：p 對(duì)有阻尼繞組發(fā)電機(jī)，對(duì)有阻尼繞組發(fā)電機(jī)，x2在在xd、xq之間之間p 對(duì)無(wú)阻尼繞組發(fā)電機(jī)，阻尼繞組斷開，對(duì)無(wú)阻尼繞組發(fā)電機(jī)，阻尼繞組斷開，x2在在xd、xq之間之間 fx adx ax

35、 2dx Dx dx Qx aqx ax 2qx qx 2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗nI2 引發(fā)的電磁過(guò)程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中將出現(xiàn)負(fù)序基頻電流，感不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中將出現(xiàn)負(fù)序基頻電流，感應(yīng)出負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子以應(yīng)出負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子以2倍同步轉(zhuǎn)速反倍同步轉(zhuǎn)速反向向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。l為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾?，轉(zhuǎn)子為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾悖D(zhuǎn)子繞組中必出現(xiàn)繞組中必出現(xiàn)2倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生2倍頻率倍頻率的脈振磁場(chǎng)的脈振磁場(chǎng)。l該脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向該

36、脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向2倍速旋轉(zhuǎn)和反向倍速旋轉(zhuǎn)和反向2倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加，反向倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加，反向2倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于定子電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。定子電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。l正向正向2倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以3倍速正向旋轉(zhuǎn)倍速正向旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)出，感應(yīng)出3倍基頻的正序電勢(shì)，當(dāng)定子繞組及外部電路倍基頻的正序電勢(shì)，當(dāng)定子繞組及外部電路連接允許連接允許3倍頻電流流通，將產(chǎn)生倍頻電流流通，將產(chǎn)生3倍頻的正序電流。倍頻的正序電流。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗nI2 引發(fā)的電磁過(guò)

37、程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l不對(duì)稱短路的情況下，不對(duì)稱短路的情況下，3 3倍基頻倍基頻的正序電勢(shì)還將激勵(lì)出的正序電勢(shì)還將激勵(lì)出3 3倍基頻倍基頻的負(fù)序電流。的負(fù)序電流。l3 3倍基頻的負(fù)序電流感應(yīng)出倍基頻的負(fù)序電流感應(yīng)出相對(duì)定子相對(duì)定子3 3倍倍同步轉(zhuǎn)速反向同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)的負(fù)序磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的負(fù)序磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子為相對(duì)轉(zhuǎn)子為4 4倍倍同步轉(zhuǎn)速反向同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。l為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾悖D(zhuǎn)子為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾?，轉(zhuǎn)子繞組中必出現(xiàn)繞組中必出現(xiàn)4 4倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生4 4倍頻率倍頻率的脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為

38、相對(duì)轉(zhuǎn)子正向的脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向4 4倍倍速旋轉(zhuǎn)和反向速旋轉(zhuǎn)和反向4 4倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加。倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加。l反向反向4 4倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于定子電流產(chǎn)生的倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于定子電流產(chǎn)生的3 3倍頻負(fù)倍頻負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。序磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗nI2 引發(fā)的電磁過(guò)程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l正向正向4 4倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以5 5倍速正向旋轉(zhuǎn)倍速正向旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)出，感應(yīng)出5 5倍基頻的正序電勢(shì)。該電勢(shì)必將感應(yīng)出倍基頻的正序電勢(shì)。該電勢(shì)必將感應(yīng)出5 5倍倍基頻

39、的正負(fù)序電流。則在定子中基頻的正負(fù)序電流。則在定子中7 7、9 9等奇次諧波的等奇次諧波的電勢(shì)和電流同理感生，在轉(zhuǎn)子中，電勢(shì)和電流同理感生，在轉(zhuǎn)子中，6 6、8 8等偶次諧波等偶次諧波電流同理感生。電流同理感生。l可見，基頻負(fù)序電流在可見，基頻負(fù)序電流在定子定子繞組中派生出一系列繞組中派生出一系列奇次奇次諧波電流，在諧波電流，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組中派生出一系列繞組中派生出一系列偶次偶次諧波電流諧波電流。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n非周期分量非周期分量 引發(fā)的電磁過(guò)程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中也可能出現(xiàn)非周期分量，不對(duì)稱短路時(shí)，定子繞組中也可能出現(xiàn)非周期

40、分量，近似看成直流分量。感應(yīng)出空間靜止的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)近似看成直流分量。感應(yīng)出空間靜止的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。相對(duì)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。l為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾愦沛準(zhǔn)睾悖D(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子繞組中必出現(xiàn)繞組中必出現(xiàn)同步頻率的交變電流同步頻率的交變電流，產(chǎn)生基頻的脈振，產(chǎn)生基頻的脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向相對(duì)轉(zhuǎn)子正向1倍速旋轉(zhuǎn)倍速旋轉(zhuǎn)和和反向反向1倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加，反向的疊加，反向1倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于定子非周期電流產(chǎn)生的空間磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起相對(duì)于定子非周期電流產(chǎn)生的空

41、間磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。正向抵消的作用。正向1倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以2倍速正向旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)出倍速正向旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)出2倍基頻的正序電勢(shì)。將產(chǎn)生倍基頻的正序電勢(shì)。將產(chǎn)生2倍頻的正序電流倍頻的正序電流。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n非周期分量非周期分量引發(fā)的電磁過(guò)程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l不對(duì)稱短路的情況下，不對(duì)稱短路的情況下，2倍基頻的正序電勢(shì)還將激勵(lì)出倍基頻的正序電勢(shì)還將激勵(lì)出2倍基頻的負(fù)序電流。倍基頻的負(fù)序電流。2倍基頻的負(fù)序電流感應(yīng)出相對(duì)倍基頻的負(fù)序電流感應(yīng)出相對(duì)定子定子2倍同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)的負(fù)序磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)倍同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)

42、的負(fù)序磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)相對(duì)轉(zhuǎn)子為子為3倍同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。倍同步轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)。l為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾?，轉(zhuǎn)子為了抵消這個(gè)附加磁場(chǎng)的作用，維持磁鏈?zhǔn)睾悖D(zhuǎn)子繞組中必出現(xiàn)繞組中必出現(xiàn)3倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生倍同步頻率的交變電流，產(chǎn)生3倍頻率倍頻率的脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向的脈振磁場(chǎng)，該脈振磁場(chǎng)又可分解為相對(duì)轉(zhuǎn)子正向3倍倍速旋轉(zhuǎn)和反向速旋轉(zhuǎn)和反向3倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加，反向倍速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的疊加，反向3倍速旋轉(zhuǎn)倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)于定子電流產(chǎn)生的的磁場(chǎng)相對(duì)于定子電流產(chǎn)生的2倍頻負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)靜止倍頻負(fù)序磁場(chǎng)相對(duì)靜止，起抵消的作用。，起抵消的作用。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序

43、電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n非周期分量非周期分量引發(fā)的電磁過(guò)程：引發(fā)的電磁過(guò)程：l正向正向3倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以倍速旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)相對(duì)定子繞組以4倍速正向旋轉(zhuǎn)倍速正向旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)出，感應(yīng)出4倍基頻的正序電勢(shì)。該電勢(shì)將生成倍基頻的正序電勢(shì)。該電勢(shì)將生成4倍基頻倍基頻的正負(fù)序電流。則在定子中的正負(fù)序電流。則在定子中6、8等偶次諧波的電勢(shì)等偶次諧波的電勢(shì)和電流同理感生，在轉(zhuǎn)子中，和電流同理感生，在轉(zhuǎn)子中，5、7等奇次諧波電流等奇次諧波電流同理感生。同理感生。l可見，零序電流在可見，零序電流在定子定子繞組中派生出一系列繞組中派生出一系列偶次偶次諧波諧波電流，在電流，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子繞組中派生出一系列繞組

44、中派生出一系列奇次奇次諧波電流。諧波電流。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n可見，可見，在定子負(fù)序和非周期電流的共同作用下，定在定子負(fù)序和非周期電流的共同作用下，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中都將派生出一系列高次諧波電子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中都將派生出一系列高次諧波電流流。n簡(jiǎn)化處理：簡(jiǎn)化處理：取發(fā)電機(jī)負(fù)序機(jī)端電壓的基頻分量與負(fù)序電流基頻分量的取發(fā)電機(jī)負(fù)序機(jī)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)基頻短路電流時(shí)的發(fā)電機(jī)負(fù)序阻抗比值作為計(jì)算電力系統(tǒng)基頻短路電流時(shí)的發(fā)電機(jī)負(fù)序阻抗。2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗n定子繞組通過(guò)基頻零序電流時(shí)，各相電樞

45、電勢(shì)大小定子繞組通過(guò)基頻零序電流時(shí)，各相電樞電勢(shì)大小相等，相位相同，空間相差相等，相位相同，空間相差120度，在氣隙中的合成度，在氣隙中的合成磁勢(shì)為磁勢(shì)為0，所以，所以，發(fā)電機(jī)的零序電抗僅由定子線圈的發(fā)電機(jī)的零序電抗僅由定子線圈的等值漏磁通確定等值漏磁通確定（與繞組的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)）（與繞組的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)）。n零序電抗的變化范圍大致為零序電抗的變化范圍大致為X0=(0.150.6)Xd2.2 同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步電機(jī)的負(fù)序和零序電抗 fx adx ax 2dx Dx dx Qx aqx ax 2qx qx 確定發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗的等值電路和計(jì)算公式確定發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗的等值電路和計(jì)算公式(0)

46、(0)(0)(1)(2( )1222:dqxfxxxxx(2)(2)(2):dqxfx x (0)(0)(1,1)(2)()0)1,1:(2)(2)2dqdqdqdqx xx xxxxxxfxxx (2)1()2dqxxx(2)dqxx x表表7-2 同步電機(jī)負(fù)序和零序電抗的典型值同步電機(jī)負(fù)序和零序電抗的典型值(2)(0) xx電機(jī)類型電機(jī)類型汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)有阻尼繞組水輪發(fā)電有阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)機(jī)(2)(0) xx電機(jī)類型電機(jī)類型無(wú)阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)無(wú)阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)同步調(diào)相機(jī)、大型同步電動(dòng)同步調(diào)相機(jī)、大型同步電動(dòng)機(jī)機(jī)0.16 0.060.25 0.070.45 0.070.24 0.

47、082.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路 1I 1F 1 2 2I 1V 2V 2F m 11 1111111, FwIFwI 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 2E 1E 222EjXI同理有：-211 1111Ej wj wI 2111111, EjX IXw 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 1jX 2jX 111111 mmVEEjX IE222mVEE2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路 1I 1F 1 2 2

48、I 1V 2V 2F m 121 12 21121mmmmmmFFwIw Iw IIwI 21112121221221mmm mmmm mmmm mEj wj wIEj wj w wIEw wEj wI 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 1jX 2jX 112212mm mmmm mmEjX IjXIIEjX IjXII 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 1jX 2jX 1I 1V 2I 2V 1jX 2jX mjX mI 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路結(jié)論結(jié)論1 1I 1F 1 2 2I 1V

49、 2V 2F m 1jX 2jX mjX (1) 電路結(jié)構(gòu)相同電路結(jié)構(gòu)相同變壓器的一相等值電路反應(yīng)了變壓器的一相等值電路反應(yīng)了原副方的電磁耦合關(guān)系，對(duì)各序電流這種耦合關(guān)原副方的電磁耦合關(guān)系，對(duì)各序電流這種耦合關(guān)系相同。系相同。 1jX mjX 2jX 3jX 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 2E 1E 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 1jX 2jX 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 1jX 2jX 1I 1V 2I 2V 1jX 2jX mjX mI 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路結(jié)論

50、結(jié)論2 1I 1F 1 2 2I 1V 2V 2F m (2) 各序漏電抗相等各序漏電抗相等等值電路中采用等值電路中采用漏電抗漏電抗壓壓降表示漏磁通感生的電勢(shì)，漏電抗數(shù)值取決于降表示漏磁通感生的電勢(shì)，漏電抗數(shù)值取決于對(duì)應(yīng)的漏磁通路徑的磁導(dǎo)率，繞組通過(guò)各序電對(duì)應(yīng)的漏磁通路徑的磁導(dǎo)率，繞組通過(guò)各序電流，其漏磁通路徑相同，并且磁導(dǎo)率為常數(shù)，流，其漏磁通路徑相同，并且磁導(dǎo)率為常數(shù)，X(1)= X(2) =X(0)。 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 2E 1E 1jX 2jX mjX 1jX 2jX 3jX mjX 22111112221122, , , ,EjX IwEjXIwXX2.3 變壓

51、器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路結(jié)論結(jié)論3 1I 1F 1 2 2I 1V 2V 2F m 1jX 2jX mjX (3) 零序勵(lì)磁電抗與變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)相關(guān)零序勵(lì)磁電抗與變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)相關(guān)變壓變壓器主磁通感生的電勢(shì)用器主磁通感生的電勢(shì)用激磁電抗激磁電抗壓降表示，激壓降表示，激磁電抗數(shù)值取決于主磁通路徑的磁導(dǎo)率。磁電抗數(shù)值取決于主磁通路徑的磁導(dǎo)率。 1jX mjX 2jX 3jX 1I 1V 2I 2V 2mE 1mE 2E 1E 212121, mmmmm mmmmmEjIjIEjIXwXwjI2.3 變壓器的零序等值電

52、路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路結(jié)論結(jié)論4(4) 繞組通過(guò)正序或者負(fù)序電流，主磁通路徑都是鐵芯，繞組通過(guò)正序或者負(fù)序電流，主磁通路徑都是鐵芯， Xm(1)= Xm(2)，并且磁并且磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于漏磁通路徑，因此導(dǎo)率遠(yuǎn)大于漏磁通路徑，因此Xm(1)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于X(1)。 1jX 2jX mjX 1jX mjX 2jX 3jX (1)aI (1)a (1)b (1)c (1)aI (1)a (1)b (1)c (1)aI (1)a (1)bI (1)b (1)cI (1)c 21mmXw(1)(1)(1)0abc2.3 變壓器的零序等值電路

53、及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)1. 普通變壓器的零序等值電路普通變壓器的零序等值電路結(jié)論結(jié)論5 1jX 2jX mjX 1jX mjX 2jX 3jX (0)I (0) (0) (0) (0)I (0) (0) (0) (0)I (0) (0)I (0) (0)I (0) (5) 繞組通過(guò)零序電流，三相三柱式變壓器零序主磁通路徑只能沿鐵芯和空氣構(gòu)繞組通過(guò)零序電流，三相三柱式變壓器零序主磁通路徑只能沿鐵芯和空氣構(gòu)成回路，磁導(dǎo)率與漏磁通路徑相當(dāng)，因此成回路，磁導(dǎo)率與漏磁通路徑相當(dāng)，因此Xm(0) Xm(1)；其他鐵芯結(jié)構(gòu)，其他鐵芯結(jié)構(gòu)， Xm(0)= Xm(1)。21mmXw(0)(0)(0

54、)abcn判斷是否能聯(lián)接的依據(jù)：判斷是否能聯(lián)接的依據(jù)：I0流過(guò)的路徑是否暢流過(guò)的路徑是否暢通通n影響因素：影響因素：n 聯(lián)接組聯(lián)接組n 中性點(diǎn)接地方式中性點(diǎn)接地方式n從三個(gè)方面判斷：從三個(gè)方面判斷：(1) 外加電壓能否作用到繞組外加電壓能否作用到繞組 （U0加在相線與地加在相線與地線之間）線之間）(2) 電勢(shì)能否作用到外電路電勢(shì)能否作用到外電路 (3) 接法：零序等值中性點(diǎn)接法：零序等值中性點(diǎn)2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接(1) 外加電壓能否作用到繞組（外加電壓能否作用到繞組（U0加在相

55、線與地線加在相線與地線之間）之間）2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接lYN接法接法0000000000000000abcaabbccabcNUUUUUjxIUjxIUjxIIIIIjxUIIIINcba00003U U0 0可以可以產(chǎn)生零序電流。產(chǎn)生零序電流。(1) 外加電壓能否作用到繞組（外加電壓能否作用到繞組（U0加在相線與地線加在相線與地線之間）之間）2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)

56、接lY接法接法00000000000000000000cbaaaccccbbbbaacbaIIIIjxUIjxUIjxUIjxUIjxUIjxUUUUU0000cbaIIIU U0 0不可以不可以產(chǎn)生零序電產(chǎn)生零序電流。流。(1) 外加電壓能否作用到繞組（外加電壓能否作用到繞組（U0加在相線與地線加在相線與地線之間）之間）2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接l接法接法U U0 0不可以不可以產(chǎn)生零序電產(chǎn)生零序電流。流。0000000000000cacbcbabacbaIjxUUIjxUUIjx

57、UUUUUU0000cbaIII(2) 電勢(shì)能否作用外電路電勢(shì)能否作用外電路 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接lYN接法接法E E0 0可以可以產(chǎn)生零序電流。產(chǎn)生零序電流。NcbaccbbaacbaIIIIIjxEIjxEIjxEEEEE0000000000000000jxEIIIINcba00003(2) 電勢(shì)能否作用外電路電勢(shì)能否作用外電路 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接lY接法

58、接法E E0 0不可以不可以產(chǎn)生零序電產(chǎn)生零序電流。流。00000000000000000000000cbaaaccccbbbbaacbaIIIEIjxIjxEEIjxIjxEEIjxIjxEEEEE0000cbaIII(2) 電勢(shì)能否作用外電路電勢(shì)能否作用外電路 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接l接法接法E E0 0不可以不可以產(chǎn)生零序電產(chǎn)生零序電流。流。0000000000000ccbbaacbaIjxEIjxEIjxEEEEEjxEIIIcba0000故障支路流過(guò)的電流：故障支路流過(guò)

59、的電流：000000000000cbcbabacaIIIIIIIIIn由上可知，由上可知，接法繞組的繞組外電路短接時(shí)，接法繞組的繞組外電路短接時(shí)，外電路的電流為零。則外電路的三相連接線外電路的電流為零。則外電路的三相連接線等效于與變壓器繞組斷開。但此時(shí)三角形環(huán)等效于與變壓器繞組斷開。但此時(shí)三角形環(huán)路中有環(huán)流：路中有環(huán)流：n繞組線電壓為零。繞組線電壓為零。(3) 接法：零序等值中性點(diǎn)接法：零序等值中性點(diǎn)2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接0000abcEIIIjxn相當(dāng)于直接短接該側(cè)繞組，短接到

60、中性點(diǎn)上。相當(dāng)于直接短接該側(cè)繞組，短接到中性點(diǎn)上。n是否與地構(gòu)成通路看是否與地構(gòu)成通路看Y側(cè)中性點(diǎn)是否接地。側(cè)中性點(diǎn)是否接地。2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接 (0)aV (0)bV (0)cV 00Y Y (0)aV (0)bV (0)cV 0Y Y (0)aV 1jX 2jX mjX (0)aV 1jX 2jX mjX 2.3 變壓器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的零序等值電路及其參數(shù)2. 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接 (0)aV (0)bV (0