電力系統(tǒng)短路及短路電流計(jì)算五

第四章電力系統(tǒng)短路及短路電流計(jì)算4.5簡單不對稱短路的分析計(jì)算三相短路時(shí)，由于電路的對稱性沒有破壞，只需分析一相即可。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，電路的對稱性破壞，網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了不對稱電流和電壓，這時(shí)就不能只取一相進(jìn)行計(jì)算。通常是把不對稱的電壓和電流等不對稱量，分解成三組對稱分量。在線性網(wǎng)絡(luò)中，這三組序分量是相互獨(dú)立的，可以分別進(jìn)行計(jì)算，最后再將計(jì)算結(jié)果按照一定規(guī)則組合起來，得到最終的短路電流結(jié)果，這就是對稱分量法。引入:對于任意一組不對稱的三相相量都可以分解成三組相序不同的對稱分量：一、對稱分量法的概念（1）正序分量、、，各相正序分量大小相等，相位互差120o，相序?yàn)閁、V、W。（3）零序分量、、，各相零序分量大小相等，相位相同。（2）負(fù)序分量、、，各相負(fù)序分量大小相等，相位互差120o，相序?yàn)閁、W、V。1+a+a2=0a的模為1，相位角為120°注：若將任意一個(gè)相量乘上“a”，相當(dāng)于將此相量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)120o；乘上“a2”，相當(dāng)于將此相量順時(shí)針旋轉(zhuǎn)120o。

則一組不對稱的三相相量就表示為：為方便計(jì)算，引入一個(gè)旋轉(zhuǎn)因子a：a=ej120o=1∠120°a2=ej240o=1∠-120°a3=ej360o=1解上式，可得U相的各序分量為：則若取U相為基準(zhǔn)相，利用運(yùn)算符號a，可得：根據(jù)對稱關(guān)系則得V相、W相的分量為：最后將結(jié)果按U、V、W三相疊加合成，即得三相不對稱系統(tǒng)的最終結(jié)果。（1）三相正序分量、負(fù)序分量的相量和為零，即（2）三相零序分量相量和不為零，即對稱分量還具有以下性質(zhì)：（3）如果一組三相不對稱相量的和等于零，則這組不對稱相量的對稱分量中不包含有零序分量，這是因?yàn)槿嘞到y(tǒng)中，三個(gè)線電壓之和恒等于零，所以線電壓中不含有零序分量。三角形接線中，線電流也不含零序分量。沒有中線的星形接線中，三相的相電流之和必然為零，因而也不含零序分量。零序電流必須以中性線（或以地代中性線）作為通路，從中性線流過的零序電流等于一相零序電流的3倍。二、對稱分量法在不對稱短路計(jì)算中的應(yīng)用對旋轉(zhuǎn)電機(jī)：X2稍大于X1

在實(shí)用計(jì)算中，可近似采用X2=X1對靜止的電氣設(shè)備（變壓器、線路、電抗器等）：X2=X1

2.負(fù)序電抗X2：即為計(jì)算三相短路時(shí)所用的各元件的等值電抗值。1.正序電抗X1：（一）各元件的序電抗:3.零序電抗X0：與元件本身的構(gòu)造和零序電流通過的路徑有關(guān)

④變壓器的零序電抗X0

③電抗器X0=X1②同步電機(jī)的零序電抗X0比X1小，通常X0=

①對架空及電纜線路的零序電抗X0比它們的正序電抗大許多，與許多因素有關(guān)，可查閱資料。對三個(gè)單相、三相五柱式或殼式變壓器：X0與變壓器的磁路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繞組接線方式關(guān)系密切磁路系統(tǒng)與零序電抗漏磁電抗：、、與正序的相等

零序勵(lì)磁電抗：對三相三柱式：分別為變壓器高、中、低各側(cè)繞組的漏磁電抗在Y連接的繞組中，方向相同的零序電流無法流通，其等值電路中相當(dāng)于開路（即）接線方式與零序電抗在Y0連接的繞組中，零序電流可以流通，其等值電路是接通的。在連接的繞組中，零序電流可以在繞組內(nèi)形成環(huán)流流通，三相繞組形成一個(gè)短路的閉合回路，外電路中沒有零序電流。所以用等值電路表示時(shí)，在變壓器內(nèi)部相當(dāng)于短路，而從電路看進(jìn)去卻是開路的（即電抗為無限大）。

具體情況：a.YN，d接線：二次側(cè)所連接的對端中性點(diǎn)不接地與YN，y相同b.YN，yn接線：二次側(cè)所連接的對端中性點(diǎn)接地（應(yīng)同時(shí)考慮二次側(cè)繞組外電路的零序等值電路）c.YN，y接線：d.YN，d，y接線:e.YN，d，yn接線：變壓器Ⅲ側(cè)繞組有否零序電流與外電路是否接地有關(guān)。f.YN，d，d接線：（二）各序網(wǎng)絡(luò)圖:短路點(diǎn)的電壓為負(fù)序分量發(fā)電機(jī)的負(fù)序電動勢為零；所有元件的電抗都用負(fù)序電抗X2表示；2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)注：任何時(shí)候發(fā)電機(jī)都只產(chǎn)生正序電動勢各電源中性點(diǎn)電位相等，可以直接連接起來成為零電位點(diǎn)

短路點(diǎn)的電壓為正序分量

即為前面計(jì)算三相短路時(shí)所用的等值電路；1.正序網(wǎng)絡(luò)

3.零序網(wǎng)絡(luò)注：零序電流從短路點(diǎn)出發(fā)，遇到線路、電抗器以及YN，yn接法的變壓器時(shí)，都可以順暢地流過去，而遇到Y(jié)，y接法、Y，yn接法、D，y接法或D，yn接法的變壓器時(shí)則不能流通。最后只有流經(jīng)YN，d接法的變壓器才能流入“地”（一般情況下均可認(rèn)為變壓器勵(lì)磁電抗為無窮大），完成零序電流的閉合回路。若變壓器中性點(diǎn)是經(jīng)阻抗接地的，則須將此阻抗值乘3后串接在零序電流回路中。凡沒有流通零序電流的各個(gè)元件，均不出現(xiàn)在零序網(wǎng)絡(luò)中。短路點(diǎn)的電壓為零序分量

發(fā)電機(jī)的零序電動勢為零；

所有元件的電抗都用零序電抗X0表示；注意從短路點(diǎn)開始,先畫上零序電壓后,再查明零序電流可能流通的路徑。所有零序電流回路的末端電位與地相同，可以將這些點(diǎn)連接起來作為零電位點(diǎn)。例1:計(jì)算三電路三圖正序三網(wǎng)絡(luò)三圖負(fù)序三網(wǎng)絡(luò)三圖零序三網(wǎng)絡(luò)三圖例2:(a三)計(jì)算三電路三圖正序三網(wǎng)絡(luò)三圖負(fù)序三網(wǎng)絡(luò)三圖零序三網(wǎng)絡(luò)三圖例3：如三下電三路圖三所示三，當(dāng)d點(diǎn)發(fā)三生單三相接三地短三路，三試畫三出零三序網(wǎng)三絡(luò)圖三。零序三電流三路徑三圖零序三網(wǎng)絡(luò)三圖(三）三正序三等效三定則由上式可見：任何不對稱短路的正序電流，均與在實(shí)際的短路點(diǎn)加入附加電抗后，發(fā)生三相對稱短路時(shí)的短路電流值相等—正序等效定則式中：—為接入正序網(wǎng)絡(luò)的附加電抗，其值的大小與短路的類型有關(guān)，可查表4-3。1.各種三不同三類型三的不三對稱三短路三時(shí)計(jì)三算正三序分三量的三一般三公式三為：2.計(jì)算三短路三點(diǎn)故三障相三電流三的一三般公三式：式中：—比例系數(shù)，可查表4-3；n—短路類型的代表符號。故障三相短三路電三流與其正三序電三流分三量存在三一定三的正比關(guān)系—圖三各三種類三型短三路時(shí)三的三和例：三如圖三所示三的計(jì)三算電三路，三試求三在K(1三)發(fā)生三單相三短路三時(shí)，三流過三短路三點(diǎn)的三次暫三態(tài)電三流。計(jì)算電路圖正序網(wǎng)絡(luò)圖負(fù)序網(wǎng)絡(luò)圖零序網(wǎng)絡(luò)圖解：三取Sj=三10三0M三VA，Uj=Uav正序三總電三抗：線路變壓三器發(fā)電三機(jī)正序三電抗三：⑴各元三件序三電抗三標(biāo)么三值的三計(jì)算三及各三序網(wǎng)三絡(luò)圖負(fù)序三電抗三：由于三發(fā)電三機(jī)的三負(fù)序三電抗三與正三序電三抗相三等，三所以三負(fù)序三總電三抗與三正序三總電三抗相三等，三即三：零序三總電三抗：線路變壓三器零序三電抗三：⑵單三相短三路的三次暫三態(tài)短三路電三流：（有誤）⑵單三相短三路的三次暫三態(tài)短三路電三流：查曲三線，t=三0s時(shí)，三得計(jì)算三電抗附加三電抗小結(jié)計(jì)算三不對三稱短三路電三流時(shí)三，首三先應(yīng)三計(jì)算三出個(gè)三元件三序電三抗的三標(biāo)么三值，三擬制三出序三網(wǎng)絡(luò)三圖。三根據(jù)三短路三類型三求得三附加三電抗三，三然后三在正三序網(wǎng)三絡(luò)末三端接三入附三加電三抗三。三按三后發(fā)三生三三相短三路計(jì)三算出三三相三短路三電流三，此三三相三短路三電流三就是三短路三電流三的正三序分三量。三將此三正序三分量三乘以三不同三類型三短路三的比三例系三數(shù)三，三即得三到短三路點(diǎn)三故障三相的三短路三電流三。4-三10試計(jì)三算當(dāng)K點(diǎn)發(fā)三生兩三相短三路時(shí)三，t=三0.三6s時(shí)的三短路三電流三。發(fā)三電機(jī)三的負(fù)三序電三抗與三正序三電抗三相等三。解：三正序三電抗三在前三面計(jì)三算三三相短三路時(shí)三已計(jì)三算，三不再三贅述三，可三利用三前面三的的三計(jì)算三結(jié)果三。畫負(fù)三序等三值電三路，三如右三圖兩相三短路三時(shí)附三加電三抗：將附三加電三抗X12串接三在正三序網(wǎng)三絡(luò)末三