電力系統(tǒng)分析(,)

1、2022-7-51第七章第七章電力系統(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對稱分量法對稱分量法對稱分量法在不對稱故障分析計算中的應(yīng)用對稱分量法在不對稱故障分析計算中的應(yīng)用電力系統(tǒng)元件序參數(shù)電力系統(tǒng)元件序參數(shù)1 1、什么是對稱分量法？、什么是對稱分量法？2 2、為什么要引入對稱分量法？、為什么要引入對稱分量法？分析過程是什么？分析過程是什么？各元件的序參數(shù)是怎樣的？各元件的序參數(shù)是怎樣的？2022-7-527.1 7.1 對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用一、對稱分量法一、對稱分量法正序分量正序分量零序分量零序分量負(fù)序分量負(fù)序分量合成合成20

2、22-7-53一、對稱分量法一、對稱分量法 正序分量正序分量：三相量大小相等，互差：三相量大小相等，互差1200，且與系，且與系統(tǒng)正常運行相序相同。統(tǒng)正常運行相序相同。 負(fù)序分量負(fù)序分量：三相量大小相等，互差：三相量大小相等，互差1200，且與系，且與系統(tǒng)正常運行相序相反。統(tǒng)正常運行相序相反。 零序分量零序分量：三相量大小相等，相位一致。：三相量大小相等，相位一致。0002222211121,acbacabacabFFFFaFFaFFaFFaF120jea 逆時針旋轉(zhuǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)1201200 02022-7-54一、對稱分量法一、對稱分量法 三相量用三序量表示三相量用三序量表示 三序量用三相量

3、表示三序量用三相量表示02210210212021021aaaccccaaabbbbaaaaFFaFaFFFFFFaFaFFFFFFFFcbaaaaFFFaaaaFFF111113122021abcFSF12011111221aaaaS1201FSFabc2022-7-55二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念 靜止的三相電路元件序阻抗靜止的三相電路元件序阻抗cbaccbcacbcbbabacabaacbaIII ZZZZZZZZZVVVabcabcZIV1201201120IZISZSVsc1 SZSZsc稱為序阻抗矩陣稱為序阻抗矩陣2022-7-56 當(dāng)元件參數(shù)完全對稱時當(dāng)元件參數(shù)完全對稱時二、

4、序阻抗的概念二、序阻抗的概念mcabcabsccbbaazzzzzzzz 0210000002000000ZZZZZZZZZZmsmsmssc120120IZVsc000222111aaaaaaIZVIZVIZV結(jié)論：在結(jié)論：在三相參數(shù)對稱的線性電路三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨中，各序?qū)ΨQ分量具有獨立性，因此，可以對正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計算。立性，因此，可以對正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計算。2022-7-57二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念 序阻抗：元件三相參數(shù)對稱時，元件兩端某一序的電壓降序阻抗：元件三相參數(shù)對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件的同一序電流的比

5、值。與通過該元件的同一序電流的比值。000222111/aaaaaaIVZIVZIVZ正序阻抗正序阻抗負(fù)序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗零序阻抗2022-7-58三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用 一臺發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)阻抗一臺發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)阻抗Z Zn n接地。接地。 a a相發(fā)生單相接地相發(fā)生單相接地000000ccbbaaIVIVIV 2022-7-59三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用 a a相接地的模擬相接地的模擬000000ccbbaaIVIVIV 2022-7-510三、

6、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用將不對稱部分用三序分量表示將不對稱部分用三序分量表示2022-7-511應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解2022-7-512三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用正序網(wǎng)正序網(wǎng)11121111)()(anaaaLGaaVZIaIaIZZIE1111)(aLGaaVZZIE01121111aaacbaIIIIII2022-7-513三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用負(fù)序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)21222)(0aGaVZZI2022-7-514三、對稱分量法

7、在不對稱短路計算中的應(yīng)用三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用零序網(wǎng)零序網(wǎng)000003)(0anaLGaVZIZZI0000)3(0anLGaVZZZI00003acbaIIII2022-7-5151111)(aLGaaVZZIE21222)(0aGaVZZI0000)3(0anLGaVZZZI00022211100aaaaaaVZIVZIVZIE2022-7-5167.2 7.2 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 靜止元件靜止元件：正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序：正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序阻抗。如：變壓器、輸電線路等。阻抗。如：變壓器、輸電線路等。 旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)元

8、件：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等元件。動機(jī)等元件。2022-7-517一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗 負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的方向相反，因而在不同的位置會遇到不同的磁阻位置會遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱的），負(fù)序電抗會發(fā)生周的），負(fù)序電抗會發(fā)生周期性變化。期性變化。 有阻尼繞組發(fā)電機(jī)有阻尼繞組發(fā)電機(jī) 無阻尼繞組發(fā)電機(jī)無阻尼繞組發(fā)電機(jī)qdXX qdXX 2022-7-5181 1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗同步發(fā)電機(jī)的

9、負(fù)序電抗 實用計算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計算實用計算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計算 有阻尼繞組有阻尼繞組 無阻尼繞組無阻尼繞組 發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值有阻尼繞組有阻尼繞組 無阻尼繞組無阻尼繞組 無確切數(shù)值，可取典型值無確切數(shù)值，可取典型值 )(212qdXXX qdXXX2dXX 22. 12dXX 45. 12電機(jī)類型電抗水輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)和大型同步電動機(jī)有阻尼繞組無阻尼繞組0.250.450.160.240.070.070.060.080X2X2022-7-5192.2.同步發(fā)電機(jī)的零序電抗同步發(fā)電機(jī)的零序電抗 三相零序電流在氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢為零，因此其三相零序電流在

10、氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢為零，因此其零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。 同步發(fā)電機(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形同步發(fā)電機(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：式不同）： 零序電抗零序電抗典型值典型值（三角形或不接地星形時為三角形或不接地星形時為）3. 同步發(fā)電機(jī)的正序電抗同步發(fā)電機(jī)的正序電抗穩(wěn)態(tài)時：穩(wěn)態(tài)時：暫態(tài)時：暫態(tài)時：dXX )6 . 015. 0(0qdXX , ,qddXXX2022-7-520二、異步電動機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗二、異步電動機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗 異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的正序阻抗：異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.

11、6或或X1=1.2； 異步電機(jī)負(fù)序阻抗：異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=0.2； 綜合負(fù)荷負(fù)序阻抗：綜合負(fù)荷負(fù)序阻抗：X2=0.35； 異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的零序電抗：異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的零序電抗：X0=。 （異（異步電動機(jī)三繞組通常接成步電動機(jī)三繞組通常接成三角形或不接地星形）三角形或不接地星形）2022-7-5217.3 7.3 變壓器的零序電抗及其等值電路變壓器的零序電抗及其等值電路1.1. 普通變壓器的零序阻抗及其等值電路普通變壓器的零序阻抗及其等值電路正序、負(fù)序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。正序、負(fù)序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。2022-7-5221 .1 .普通變壓器的零序阻抗及其等值電路普通變壓器的

12、零序阻抗及其等值電路漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓器的器的各序等值漏抗相等各序等值漏抗相等。勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的主磁通路徑相同，主磁通路徑相同，負(fù)序勵磁電抗與正序勵磁電抗負(fù)序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等相等。因此，。因此，變壓器的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完變壓器的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完全相同。全相同。 變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。2022-7-523零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗零序勵磁電抗等于正序

13、勵磁電抗零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗零序勵磁電抗比正序勵磁零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多：電抗小得多：X Xm0m0=0.3=0.3 1.01.02022-7-524變壓器結(jié)構(gòu)不同對 的影響(1)組式變壓器，三相五柱式，殼式變壓器為無窮大(2)三相三柱式為（0.3-1.0），實用計算時：對Y0/接法，為無窮大。)0(mX2022-7-5252.2.變壓器的零序等值電路與外電路的連接變壓器的零序等值電路與外電路的連接基本原理基本原理 變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接取決于取決于零序電流的流通路徑零序電流的流通路徑，因此，與變，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性

14、點是否接地壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點是否接地有關(guān)。有關(guān)。 2022-7-526變壓器繞組接法變壓器繞組接法開關(guān)位置開關(guān)位置繞組端點與外電路的連接繞組端點與外電路的連接Y Y1 1與外電路斷開與外電路斷開Y Y0 02 2與外電路接通與外電路接通3 3與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接 2022-7-527(1) YNd(Y0/)聯(lián)結(jié)變壓器圖YNd聯(lián)結(jié)變壓器的零序等效電路a)零序電流的流通b)零序等效電路2022-7-528(2) YNy(Y0/Y)聯(lián)結(jié)變壓器圖YNy聯(lián)結(jié)變壓器的零序等效電路a)零序電流的

15、流通b)零序等效電路2022-7-529(3) YNyn(Y0/Y0)聯(lián)結(jié)變壓器圖YNyn聯(lián)結(jié)變壓器的零序等效電路a)零序電流的流通b)零序等效電路2022-7-530(3) YNyn(Y0/)聯(lián)結(jié)變壓器圖中性點經(jīng)阻抗接地的YNd聯(lián)結(jié)變壓器及其等效電路a)中性點經(jīng)阻抗接地的YNd聯(lián)結(jié)變壓器b)等效電路2022-7-5312. 三繞組變壓器圖三繞組變壓器零序等效電路a) YNdy聯(lián)結(jié)b) YNdyn聯(lián)結(jié)c) YNdd聯(lián)結(jié)2022-7-5323.3.中性點有接地電阻時變壓器的零序等值電路中性點有接地電阻時變壓器的零序等值電路變壓器中性點經(jīng)電抗接地時的零序等值電路變壓器中性點經(jīng)電抗接地時的零序等值電

16、路 2022-7-5334.4.自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路 中性點直接接地的自耦變壓器中性點直接接地的自耦變壓器2022-7-534中性點經(jīng)電抗接地的自耦變壓器中性點經(jīng)電抗接地的自耦變壓器12IIIIII1212IIII12II3) 1(3)1 (3kXXXkkXXXkXXXnnn2022-7-535四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路 零序電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路零序電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路2022-7-536四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路 有架空地線的情況：零序阻

17、抗有所減小。有架空地線的情況：零序阻抗有所減小。2022-7-537四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路 零序阻抗比正序阻抗大零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地電阻）回路中包含了大地電阻（2）自感磁通和互感磁通是助增的）自感磁通和互感磁通是助增的2022-7-538四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路 平行架設(shè)雙回線零序等值電路平行架設(shè)雙回線零序等值電路2022-7-539四、架空線路的零序阻抗及其等值電路四、架空線路的零序阻抗及其等值電路實用計算中一相等值零序電抗實用計算中一相等值零序電抗(P188頁）頁）10101010101037 . 45 . 5235 . 3xxxxxxxxxxxx無架空地線的單回線路無架空地線的單回線路有鋼質(zhì)架空地線的雙回線路有鋼質(zhì)架空地線的雙回線路有鋼質(zhì)架空地線的單回線路有鋼質(zhì)架空地線的單回線路有良導(dǎo)體架空地線的單回線路有良導(dǎo)體架空地線的單回線路無架空地線的雙回線路無架空地線的雙回線路有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路2022-7-540五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)等值電路的繪制原則等值電路的繪制原則 根據(jù)電力系統(tǒng)的原始資料，在故障點分別根據(jù)電力系統(tǒng)的原始資料，