現(xiàn)代電氣工程基礎四

1、第四章第四章 電力系統(tǒng)短路電力系統(tǒng)短路4.1 概述概述 所謂短路所謂短路, ,是指電力系統(tǒng)中正常情況以外的一切相與相之是指電力系統(tǒng)中正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。間或相與地之間發(fā)生通路的情況。 一、短路的原因及其后果一、短路的原因及其后果 u 短路的原因：短路的原因： u 短路的現(xiàn)象：短路的現(xiàn)象：F電氣設備載流部分絕緣損壞；電氣設備載流部分絕緣損壞；F運行人員誤操作；運行人員誤操作；F其他因素。其他因素。F電流劇烈增加；電流劇烈增加；F系統(tǒng)中的電壓大幅度下降。系統(tǒng)中的電壓大幅度下降。4.1.1 短路的一般概念u 短路的危害：短路的危害： F短路電流的熱效應會使設備發(fā)熱

2、急劇增加，可能導致設短路電流的熱效應會使設備發(fā)熱急劇增加，可能導致設備過熱而損壞甚至燒毀；備過熱而損壞甚至燒毀；F短路電流產(chǎn)生很大的電動力，可引起設備機械變形、扭短路電流產(chǎn)生很大的電動力，可引起設備機械變形、扭曲甚至損壞；曲甚至損壞；F短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴重影響電氣設備的正常短路時系統(tǒng)電壓大幅度下降，嚴重影響電氣設備的正常工作；工作；F嚴重的短路可導致并列運行的發(fā)電廠失去同步而解列，嚴重的短路可導致并列運行的發(fā)電廠失去同步而解列，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。F不對稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場，會對附近的通訊系統(tǒng)及不對稱短路產(chǎn)生的不平衡磁場，會對附近的通訊系統(tǒng)及弱電設備產(chǎn)生電磁干擾，影

3、響其正常工作弱電設備產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常工作 。4.1 概述概述 二、短路的種類二、短路的種類對稱短路：對稱短路：三相短路三相短路k（3）(5%)不對稱短路：不對稱短路：單相接地短路單相接地短路k（1）(65%)兩相接地短路兩相接地短路k（1,1）(20%)兩相短路兩相短路k（2）(10%)4.1 概述概述a）三相短路）三相短路 b）兩相短路）兩相短路 c）單相接地短路）單相接地短路 d）兩相接地短路）兩相接地短路進行短路電流計算的目的：進行短路電流計算的目的：l選擇合理的電氣接線圖選擇合理的電氣接線圖l選擇和校驗各種電氣設備選擇和校驗各種電氣設備l合理配置繼電保護和自動裝置合理配置繼電保

4、護和自動裝置4.1.2 4.1.2 恒定電勢源供電系統(tǒng)的三相短路恒定電勢源供電系統(tǒng)的三相短路 一、短路的暫態(tài)過程一、短路的暫態(tài)過程 1. 恒定電勢源供電系統(tǒng)的概念恒定電勢源供電系統(tǒng)的概念說明：無限大功率電說明：無限大功率電源是一個相對概念，源是一個相對概念，真正的無限大功率電真正的無限大功率電源是不存在的。源是不存在的。 2. 由恒定電勢源供電的三相對稱電路由恒定電勢源供電的三相對稱電路 u恒定電勢源（又叫無限大功率電源、無限容量系統(tǒng)），是恒定電勢源（又叫無限大功率電源、無限容量系統(tǒng)），是指指系統(tǒng)的容量為系統(tǒng)的容量為 ，內(nèi)阻抗為零。，內(nèi)阻抗為零。u恒定電勢源的特點：在電源外部發(fā)生短路，電源母線

5、上的恒定電勢源的特點：在電源外部發(fā)生短路，電源母線上的電壓基本不變電壓基本不變，即認為它是一個恒壓源。，即認為它是一個恒壓源。u在工程計算中，當電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的在工程計算中，當電源內(nèi)阻抗不超過短路回路總阻抗的10%時，就可認為該電源是無限大功率電源。時，就可認為該電源是無限大功率電源。 故障前故障前a a相的穩(wěn)態(tài)值相的穩(wěn)態(tài)值msin()eEtmsin()iItm222()()mEIRRLL()arctanLLRR t=0 t=0發(fā)生三相短路發(fā)生三相短路a a相電壓方程相電壓方程msin()kkdiRiLEtdt解微分方程得：解微分方程得：sin()esin()eaattTTmk

6、pmpnpKEitCItCiiZ 由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短由于電路中存在電感，而電感中的電流不能突變，則短路前一瞬間的電流應與短路后一瞬間的電流相等。即路前一瞬間的電流應與短路后一瞬間的電流相等。即 sin()sin()mpmIIC0sin()sin()mpmnpCIIi則則 sin()sin()sin()eatTkpmmpmiItII 周期分量周期分量非周期分量非周期分量圖4.2 簡單三相電路短路時的向量圖mEpmI在短路回路中，通常電抗遠大于電阻，可認為，故在短路回路中，通常電抗遠大于電阻，可認為，故 090kcos()coscos eatTkpmmpmiItII

7、由上式可知，當非周期分量電流的初始值最大時，短路全電由上式可知，當非周期分量電流的初始值最大時，短路全電流的瞬時值為最大，短路情況最嚴重，其必備的條件是：流的瞬時值為最大，短路情況最嚴重，其必備的條件是：F短路前空載（即短路前空載（即 ）0mIF短路瞬間電源電壓過零值，即初始相角短路瞬間電源電壓過零值，即初始相角 0aTtpmpmkItIiecos因此因此 對應的短路電流的變化曲線如對應的短路電流的變化曲線如圖圖所示。所示。sin()sin()sin()eatTkpmmpmiItII二、短路沖擊電流二、短路沖擊電流短路電流最大可能的瞬時值，記為短路電流最大可能的瞬時值，記為 。 imiaTtp

8、mpmkItIiecost=0.01sP171error短路電流的最大值約在短路后的T/2時刻出現(xiàn)。 aa0.01/0.01/impmpmpmimpm(1)TTiIIeeIk I沖擊系數(shù)a/pmpmcost TiItIe 表示沖擊電流幅值為短路電流周期分量幅值的多少倍（表示沖擊電流幅值為短路電流周期分量幅值的多少倍（1 12 2）主要用來校驗電氣設備和載流導體的主要用來校驗電氣設備和載流導體的動穩(wěn)定性動穩(wěn)定性。在發(fā)電機端部發(fā)生短路時，kim=1.9在發(fā)電廠高壓側母線上短路時， kim=1.85其他地點短路時，kim=1.8f1f2f3電力系統(tǒng)實用計算中，kim的取值三、短路電流有效值三、短路電

9、流有效值It It It 是指以時間t為中心的一個周期內(nèi)瞬時電流的均方根值。 2222ttptapt2211dt() dtTTttTTttIiiiTTaptaptiI假定：假定：周期分量電流的幅值恒定。非周期分量在以時間t為中心的一個周期內(nèi)恒定不變。222222tptpt aptapt222111dt2dtdtTTTtttTTTtttIii iiTTTpmt22pt()2II正弦函數(shù)在一個周期內(nèi)的積分，其值為02aptI22tptaptIII2ap2pimIIIpmimTpmapapIkeIiIa) 1(/01. 0)01. 0()01. 0(222impimppim(1) 2 1 2(1)I

10、IkIIk主要用于校驗某些電器的主要用于校驗某些電器的動穩(wěn)定性。im1.91.62impkIIim1.81.51impkIIa/im1t Tke 短路電流最大有效值短路電流最大有效值imI 短路功率短路功率等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓的乘積。3tavtSU I*33avttttBBBU IISIIU I 主要用來校驗開關的切斷能力。主要用來校驗開關的切斷能力。 在實用計算中，常采用在實用計算中，常采用短路電流周期分量短路電流周期分量有效值有效值計算短路功率。計算短路功率。p172.error四、短路功率四、短路功率（1 1）電勢都同相位：電勢都同相位：短路過程中各發(fā)電機之間不發(fā)生搖

11、短路過程中各發(fā)電機之間不發(fā)生搖擺，并認為所有發(fā)電機的電勢都同相位。擺，并認為所有發(fā)電機的電勢都同相位。（2 2）負荷近似估計負荷近似估計：或當作：或當作恒定電抗恒定電抗，或當作某種臨時，或當作某種臨時附加電源附加電源，僅計算大容量電動機，視具體情況而定。，僅計算大容量電動機，視具體情況而定。（3 3）不計磁路飽和不計磁路飽和：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可：系統(tǒng)各元件的參數(shù)都是恒定的，可以應用疊加原理。以應用疊加原理。（4 4）各發(fā)電機均用作其等值電抗）各發(fā)電機均用作其等值電抗一、三相短路實用計算的基本假設一、三相短路實用計算的基本假設 4.2 電力系統(tǒng)三相短路的實用計算電力系統(tǒng)三相短路的實用

12、計算 dx（5 5）對稱三相系統(tǒng)對稱三相系統(tǒng)：除不對稱故障處出現(xiàn)局部的不對稱以：除不對稱故障處出現(xiàn)局部的不對稱以外，實際的電力系統(tǒng)通常都當做是對稱的。外，實際的電力系統(tǒng)通常都當做是對稱的。（6 6）純電抗表示純電抗表示:忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓忽略高壓輸電線的電阻和電容，忽略變壓器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除器的電阻和勵磁電流（三相三柱式變壓器的零序等值電路除外），加上所有發(fā)電機電勢都同相位的條件，這就避免了復外），加上所有發(fā)電機電勢都同相位的條件，這就避免了復數(shù)運算。數(shù)運算。（7 7）金屬性短路金屬性短路: :短路處相與相（或地）的接觸往往經(jīng)過一短路處相與相

13、（或地）的接觸往往經(jīng)過一定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電定的電阻（如外物電阻、電弧電阻、接觸電阻等），這種電阻通常稱為阻通常稱為“過渡電阻過渡電阻”。所謂金屬性短路，就是不計過渡。所謂金屬性短路，就是不計過渡電阻的影響，即認為過渡電阻等于零的短路情況。電阻的影響，即認為過渡電阻等于零的短路情況。二、短路電流二、短路電流( (幾個概念幾個概念) )0.2pkIIIIII 為次暫態(tài)短路電流或超瞬變短路電流，它是短路瞬為次暫態(tài)短路電流或超瞬變短路電流，它是短路瞬間（間（t=0s）時三相短路電流周期分量的有效值；為短路后）時三相短路電流周期分量的有效值；為短路后0.2s時三相短路電

14、流周期分量的有效值。時三相短路電流周期分量的有效值。2 . 0I三相短路穩(wěn)態(tài)電流三相短路穩(wěn)態(tài)電流是指短路電流非周期分量衰減完后的是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電流，其有效值用短路全電流，其有效值用 表示，所以有表示，所以有 IpII次暫態(tài)短路電流次暫態(tài)短路電流即即短路電流周期分量的初始值短路電流周期分量的初始值IPkII在在無限大容量系統(tǒng)無限大容量系統(tǒng)中，短路后任何時刻的短路電流周期中，短路后任何時刻的短路電流周期分量有效值（習慣上用分量有效值（習慣上用Ik表示）始終不變。表示）始終不變。impmimik I2pim12(1)imIIk3kavkSU I一、精確計算一、精確計算 1.參

15、數(shù)計算（標么制）。取 ， 選用變壓器實際變比；2.求故障點短路前電壓 并得各次暫態(tài)電勢 發(fā)電機 電動機3.化簡網(wǎng)絡4.求次暫態(tài)電流BSBavUU00000dfidfUj IxEUj Ix| 0|fU0 10 212fEEIZZ 4.2.1 交流電流初始值（短路電流周期分量初始值）計算交流電流初始值（短路電流周期分量初始值）計算二、近似計算二、近似計算 1.參數(shù)計算（標么制）。取 ， 選用變壓器變比為平均額定電壓之比；2.各次暫態(tài)電勢 （略去非短路點負荷，僅計算大容量電動機）3.化簡網(wǎng)絡化簡網(wǎng)絡4.求次暫態(tài)電流BSBavUU| 0|01fiiEU 1211fIZZ ffmfmfffZEIZEZE

16、ZEI 2211三、復雜系統(tǒng)計算三、復雜系統(tǒng)計算 1.1.網(wǎng)絡化簡網(wǎng)絡化簡 ：網(wǎng)絡未被變換部分的狀態(tài)保持不變：網(wǎng)絡未被變換部分的狀態(tài)保持不變110()()mknkmininikikkk iIyUUyUU1injnijmknky yyy u星網(wǎng)變換星網(wǎng)變換P192erroru有源網(wǎng)絡的等值變換有源網(wǎng)絡的等值變換 （根據(jù)戴維寧定理化簡） (0)1mieqeqiiEEUZZ111eqmiiZZ1miiiEUIZ令 0 iE0I令 、u分裂電勢源、短路點分裂電勢源、短路點 對稱性：對稱性：指網(wǎng)絡的結構相同，電源一樣，阻抗參指網(wǎng)絡的結構相同，電源一樣，阻抗參數(shù)相等（或其比值相等）以及短路電流的走向一數(shù)相

17、等（或其比值相等）以及短路電流的走向一致等。致等。在在對應的點對應的點上，電位必然相同。上，電位必然相同。同同電位點電位點之間的電抗可根據(jù)需要短接或斷開。之間的電抗可根據(jù)需要短接或斷開。u利用電路對稱性簡化利用電路對稱性簡化 (a)(a)網(wǎng)絡接線圖網(wǎng)絡接線圖 (b) (b) 等值電路等值電路 (c)(c)簡化后的等值電路簡化后的等值電路 利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡簡化利用電路的對稱性進行網(wǎng)絡簡化Ubc=0Ubc=0Uab=0Uab=02.2.確定轉移阻抗、輸入阻抗確定轉移阻抗、輸入阻抗(a)(b)(c)轉移阻抗轉移阻抗: :各電源對于短路點的阻抗各電源對于短路點的阻抗輸入阻抗輸入阻抗: :等值電

18、源對于短路點的阻抗等值電源對于短路點的阻抗Z6Z5fZ7Z4Z2Z3Z1Z10Z5fZ7Z8Z2Z9Z1fZ13Z11Z12Z2Z1fZ2fZ1ffZfEf輸入阻抗輸入阻抗轉移阻抗轉移阻抗4.2.2 4.2.2 應用運算曲線求任意時刻短路點的應用運算曲線求任意時刻短路點的短路電流短路電流( (有限大功率電源供電的網(wǎng)絡有限大功率電源供電的網(wǎng)絡) )描述短路電流隨時間、電氣距離變化的曲線。描述短路電流隨時間、電氣距離變化的曲線。運算曲線的作用運算曲線的作用：求任意時刻：求任意時刻t t的短路電流周期的短路電流周期分量。分量。 一、運算曲線的概念一、運算曲線的概念 在發(fā)電機的參數(shù)和運行初態(tài)給定后，在

19、發(fā)電機的參數(shù)和運行初態(tài)給定后，短路電流短路電流僅僅是是電源到短路點的電氣距離電源到短路點的電氣距離 和和時間時間的函數(shù)。的函數(shù)。),(tXfIef二、二、 運算曲線的制定運算曲線的制定 制作運算曲線的網(wǎng)絡圖制作運算曲線的網(wǎng)絡圖( )( ,)fjsItF t xjsdTlxxxx計算電抗：隨l的變化而變化l應用運算曲線計算應用運算曲線計算fI步驟步驟a.選取基準功率SB和基準電壓UB =Uav略去各元件的電阻、輸電線路的電容和變壓器的勵磁支路。b.發(fā)電機電抗用dX c.無限大功率電源的內(nèi)阻抗為0。1.參數(shù)計算，繪制等值網(wǎng)絡繪制等值網(wǎng)絡電源合并的原則電源合并的原則：把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電

20、：把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機合并起來機合并起來 。（3)3)遠離短路點的同類型發(fā)電廠合并；遠離短路點的同類型發(fā)電廠合并；（4)4)無限大功率電源（如果有的話）合并成無限大功率電源（如果有的話）合并成 一組。一組。 (1) (1)與短路點電氣距離相差不大的同類型發(fā)與短路點電氣距離相差不大的同類型發(fā) 電機合并電機合并； （2)2)直接接于短路點的發(fā)電機（或發(fā)電廠）直接接于短路點的發(fā)電機（或發(fā)電廠） 單獨考慮；單獨考慮；2.2.進行網(wǎng)絡變換進行網(wǎng)絡變換a.合并電源；b.求出各等值發(fā)電機對短路點的轉移電抗Xfi及無限大電源對短路點的轉移電抗Xfs 3.求出各等值發(fā)電機對短路點的計算電抗求出各等

21、值發(fā)電機對短路點的計算電抗),2, 1(.kiSSXXBNifiijs4.由計算電抗，查計算曲線得短路周期電流的標么由計算電抗，查計算曲線得短路周期電流的標么值值1*2*. *,ptptpt kIIIu 無限大功率電源提供的短路周期電流的標么值fspsXI1*5.5.計算短路周期電流的有名值計算短路周期電流的有名值avBpSBpSpSUSIIII3*avNiiptNiiptiptUSIIII3*.*.第i臺等值發(fā)電機無限大功率電源avBpSavNikiiptptUSIUSII33*1*.短路點的周期電流的有名值4.3 4.3 對稱分量法及元件的序阻抗對稱分量法及元件的序阻抗和等值電路和等值電路

22、4.3.14.3.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應用對稱分量法在不對稱短路計算中的應用l對稱分量法對稱分量法 三組序分量電流間的關系為 .211111.222222.000,abacaabacabcaIIa IIaIIIaIIa IIII正序分量:負序分量:零序分量:120abcISI.12.22.01113111aaabacIIIIII 三相不對稱電流的分解與合成如下圖所示 .1aI.1bI.1cI.2cI.2aI.2bI.0cI.0bI.0aI取a相為基準相，得到 .1.222.011111aabacaIIIIII1120abcIS Il 對稱分量的獨立性和序阻抗的概念對稱分量的獨立性和

23、序阻抗的概念 .aI.aaZ.bI.bU.bbZ.cI.cU.ccZabc.acZ.abZ.bcZ圖 4.38 靜止三相電路元件.aU當電路通過三相不對稱電流時aaaaabacbbabbbcbcacbccccUIZZZUZZZIZZZUIabcabcU ZI11120120SUS ZI1120120sc120US SZIZ I序阻抗矩陣為1scS SZZ三相電路元件參數(shù)完全對稱時smscsmsm0000002ZZZZZZZ各序分量的獨立性 通以某一序的對稱分量電流時，只產(chǎn)生同一序的對稱分量電壓；在施以某一序的對稱分量電勢時，只產(chǎn)生同一序的對稱分量電流。序分量的獨立性是對稱分量運算的前提 序分量

24、的獨立表達式 1sm12sm20sm0()()(2)aaaaaaUZZIUZZIUZZI三相電路元件的各序阻抗分別為11sm122sm200sm02aaaaaaUZZZIUZZZIUZZZIl 對稱分量法在不對稱短路計算中的應用對稱分量法在不對稱短路計算中的應用 計算不對稱短路的思路： 采用對稱分量法，將短路處的不對稱變?yōu)閷ΨQ 應用疊加原理將電路分為三個序網(wǎng)絡，分別計算； 進行序分量合成，得到最后結果。不對稱短路的特點：三相元件參數(shù)對稱；短路點電流、電壓向量不對稱。各序網(wǎng)絡的等值電路圖1111222000aaaaaaEI ZUI ZUI ZU正序:負序:零序:各序電壓方程各序電壓方程邊界條件方

25、程短路點的各序對稱分量4.3.2 4.3.2 電力系統(tǒng)元件的序阻抗電力系統(tǒng)元件的序阻抗同步電機的同步電機的正序電抗 dqdqdqXXXXXX、同步電機的同步電機的負序電抗l同步電機同步電機 2dq1()2XXX實際表中四種負序電抗差別不大，實用計 算中負序電抗可取為 同步電機的同步電機的零序電抗定義：定義：施加在發(fā)電機端點的零序電壓的基頻分量與流入定子繞組的零序電流的基頻分量的比值。 同步機的中性點同步機的中性點不接地不接地時，零序電抗為時，零序電抗為無窮大；無窮大； 同步機的中性點接地時，零序電抗為定子繞組同步機的中性點接地時，零序電抗為定子繞組對零序電流所呈現(xiàn)的漏電抗。對零序電流所呈現(xiàn)的漏

26、電抗。l 零序漏電抗總是小于正序漏電抗且具有很大的零序漏電抗總是小于正序漏電抗且具有很大的 變動范圍，通常變動范圍，通常0d(0.15 0.6)XXl異步電動機的負序和零序電抗異步電動機的負序和零序電抗 異步電動機在擾動瞬時的正序電抗為 ； 異步電動機的負序電抗為 ； 異步電動機的三相繞組通常接成三角形或不接地星形，所以零序電抗為x(2)xx(0)x l變壓器零序等值電路與外電路的連接變壓器零序等值電路與外電路的連接 正序阻抗漏抗負序阻抗正序阻抗零序電抗與繞組的連接方式以及中性點的工作方式有關。變壓器一側繞組接成星形或三角形變壓器一側繞組接成星形或三角形變壓器的一側繞組接成星形中性點直接接地變

27、壓器的一側繞組接成星形中性點直接接地（Y YN N接法）或經(jīng)阻抗接地接法）或經(jīng)阻抗接地Y YN Nd d的接線方式的接線方式 Y YN Ny y的接線方式的接線方式 變壓器的二次側是不會有零序電流流通?？偨Y變壓器零序等值電路仍采用T形電路 ，其激磁電抗應取零序電抗；零序等值電路中，三角形接法的繞組相當于二次側短接，并將等值電路與外電路的連接隔斷 ；Y接法繞組等值電路僅需與外電路隔斷； YN接法繞組等值電路應和外電路連通 。普通三繞組變壓器普通三繞組變壓器l自耦變壓器的零序等值電路及其參數(shù)自耦變壓器的零序等值電路及其參數(shù)零序等值電路與普通變壓器完全相同 所有自耦變壓器的零序激磁電抗支路Xm0一般

28、都可開斷兩個直接有電氣聯(lián)系的自耦繞組共用一個中性點和接地線，中性點的電位要同時受到兩個繞組中零序電流的影響。 l 輸電線路的零序阻抗和等值電路輸電線路的零序阻抗和等值電路三相輸電線路的正序、負序和零序阻抗為 1sm2sm0sm2ZZZZZZZZZ避雷線避雷線架空輸電線路的自阻抗架空輸電線路的自阻抗 0.050.1445lggSaDZRjr兩平行導線兩平行導線-大地回路的互阻抗大地回路的互阻抗 0.050.1445lggmmDZjDaRgDmDr導線自身電阻導線自身電阻實際導線與地中虛擬導線的距離實際導線與地中虛擬導線的距離,一般取一般取1000m幾何均距幾何均距導線等值半徑導線等值半徑單回路三

29、相架空輸電線的零序阻抗單回路三相架空輸電線的零序阻抗零序阻抗正序阻抗正序阻抗負序阻抗原因：原因：零序電流三相同相位，互感磁通相互加強零序電流三相同相位，互感磁通相互加強 雙回架空輸電線的零序阻抗每回線路的正序阻抗與單回線路的正序阻抗完全相等。（通過正序（或負序）電流時，兩回線路之間無互感磁鏈作用。）每回線路的零序阻抗將增大。（通過零序電流時，兩回線路之間將存在著零序互感磁鏈。） 4.3.3 4.3.3 各序網(wǎng)絡的構成各序網(wǎng)絡的構成各序網(wǎng)絡是三相對稱的，只需畫出一相的等值網(wǎng)絡 。基本方法 ： 在故障點與地間加上序電壓； 從故障點開始，逐步查明各序電流流通的路徑； 將某一序電流能流通的元件以其序參

30、數(shù)加入該序網(wǎng)絡中。 故障點的電壓不為零而為正序電壓； 中性點接地阻抗、空載線路（不計導納）以及空載變壓器（不計激磁電流）在正序網(wǎng)絡中不出現(xiàn)。 l正序網(wǎng)絡的制訂正序網(wǎng)絡的制訂l 組成負序網(wǎng)絡的元件與組成正序網(wǎng)絡的元件完全 相同； l 負序網(wǎng)絡中發(fā)電機的電勢為零； l 各元件的負序電抗值，除發(fā)電機等旋轉元件外，其他均與正序網(wǎng)絡的相同。l負序網(wǎng)絡的制定負序網(wǎng)絡的制定組成零序網(wǎng)絡的元件和組成正序、負序網(wǎng)絡的元件是不同的。l零序網(wǎng)絡的制訂零序網(wǎng)絡的制訂l中性點接地阻抗、空載線路以及空載變壓器在正序網(wǎng)絡中不出現(xiàn)4.4 4.4 不對稱故障的分析和不對稱故障的分析和計算計算4.4.1 4.4.1 不對稱短路的

31、分析不對稱短路的分析簡單不對稱故障單相接地短路兩相短路 兩相接地短路 l寫出各序網(wǎng)的電壓方程l依據(jù)邊界條件列出以序分量為變量的方程 分析方法分析方法求解方法求解方法l解析法l復合序網(wǎng)法acaIbIcIbUaUcU故障點的邊界條件 0,0,0abcUII序網(wǎng)絡的三個基本電壓方程序網(wǎng)絡的三個基本電壓方程 1111222000aaaaaaEjI XUjIXUjIXU正序:負序:零序:用序分量表示的邊界條件：用序分量表示的邊界條件：012012130aaaaaaaIIIIUUU.12.22.0111311001aaabacIIIIII0120aaaaUUUU方法一：聯(lián)立方程求解方法一：聯(lián)立方程求解 短

32、路點正序電流短路點正序電流11120/ j()aIEXXX短路點電流和電壓的各序分量短路點電流和電壓的各序分量2011111201221000()aaaaaaaaaaIIIUEjI Xj XXIUjXIUjXI 按序分量邊界條件，將正序、負序和零序網(wǎng)絡按一定規(guī)律連接，從而求出短路點各序電流和各序電壓共六個未知參數(shù)的方法。方法二：復合序網(wǎng)法方法二：復合序網(wǎng)法 單相短路的復合序網(wǎng)單相短路的復合序網(wǎng) 1E1aU1jXo1f11aI2jXf2o22aI2aU0jXf0o00aI0aU0120120aaaaaaUUUIII序邊界條件： 故障相接地短路電流的有效值故障相接地短路電流的有效值 (1)1112

33、03| 3faaaEIIIIXXX短路點正序電流短路點正序電流11120/ j()aIEXXX利用復合序網(wǎng)進行計算利用復合序網(wǎng)進行計算 電源電勢一定的情況下，單相短路電流和各序輸入電抗之和有關當X1X2， X0X1時，同一點發(fā)生單相接地短路時的短路電流會大于三相短路電流202120013(2)32baaaaUUaUa UXXjXI202120013(2)32caaaaUUa UaUXXjXI短路點各相電壓計算短路點各相電壓計算X0=0，Ub與Uc反相 單相接地短路時短路處的電流電壓向量圖單相接地短路時短路處的電流電壓向量圖數(shù)值總是相等的，其相角差的大小與X0/X2有關v單相短路電流單相短路電流

34、電源電勢一定的情況下，單相短路電流和各序輸入電抗之和有關； 當X1X2， X0X1時，同一點發(fā)生單相接地短路時的短路電流會大于三相短路電流 計算結果分析：計算結果分析：v非故障相電壓非故障相電壓 數(shù)值總是相等的，其相角差的大小與X0/X2有關； X0=0，Ub與Uc反相；X0= ，單相接地短路電流為零，非故障相電壓的數(shù)值升高為線電壓。 abcaIbIcIbUaUcU短路點的邊界條件為短路點的邊界條件為 00abcbcIIIUU序分量邊界條件為 012120aaaaaIIIUU .12.22.011131110aaacbacIIIIIII.12.22.01113111aaacbcaUUUUUUI1E1aU1jXo1f11aI2jXf2o22aI2aU0jXf0o00aI0aU兩相短路的復合序網(wǎng)兩相短路的復合序網(wǎng) 012120aaaaaIIIUU 序分量邊界條件為 故障相電流的有效值為故障相電流的有效值為 (2)111233fbcaEIIIIXX短路點正序電流短路點正序電流1112()aEIj XX利用復合序網(wǎng)進行計算利用復合序網(wǎng)進行計算221201()baaaabcIa IaIIaa III短路