第七章電力系統(tǒng)分析課件

2023/8/23電力系統(tǒng)分析17.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用一、對稱分量法正序分量零序分量負序分量合成2023/8/2電力系統(tǒng)分析17.1對稱分量法在不對稱短路12023/8/23電力系統(tǒng)分析2一、對稱分量法正序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運行相序相同。負序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。逆時針旋轉(zhuǎn)12002023/8/2電力系統(tǒng)分析2一、對稱分量法正序分量：三相量22023/8/23電力系統(tǒng)分析3一、對稱分量法三相量用三序量表示三序量用三相量表示2023/8/2電力系統(tǒng)分析3一、對稱分量法三相量用三序量表3電力系統(tǒng)分析4二、序阻抗的概念靜止的三相電路元件序阻抗稱為序阻抗矩陣電力系統(tǒng)分析4二、序阻抗的概念靜止的三相電路元件序阻抗稱為序42023/8/23電力系統(tǒng)分析5當元件參數(shù)完全對稱時二、序阻抗的概念結(jié)論：在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨立性，因此，可以對正序、負序、零序分量分別進行計算。2023/8/2電力系統(tǒng)分析5當元件參數(shù)完全對稱時二、序阻抗52023/8/23電力系統(tǒng)分析6二、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與通過該元件的同一序電流的比值。正序阻抗負序阻抗零序阻抗2023/8/2電力系統(tǒng)分析6二、序阻抗的概念序阻抗：元件三62023/8/23電力系統(tǒng)分析7三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用一臺發(fā)電機接于空載線路，發(fā)電機中性點經(jīng)阻抗Zn接地。a相發(fā)生單相接地2023/8/2電力系統(tǒng)分析7三、對稱分量法在不對稱短路計算72023/8/23電力系統(tǒng)分析8三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用a相接地的模擬2023/8/2電力系統(tǒng)分析8三、對稱分量法在不對稱短路計算82023/8/23電力系統(tǒng)分析9三、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2023/8/2電力系統(tǒng)分析9三、對稱分量法在不對稱短路計算92023/8/23電力系統(tǒng)分析10應(yīng)用疊加原理進行分解2023/8/2電力系統(tǒng)分析10應(yīng)用疊加原理進行分解102023/8/23電力系統(tǒng)分析11三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用正序網(wǎng)2023/8/2電力系統(tǒng)分析11三、對稱分量法在不對稱短路計112023/8/23電力系統(tǒng)分析12三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用負序網(wǎng)2023/8/2電力系統(tǒng)分析12三、對稱分量法在不對稱短路計122023/8/23電力系統(tǒng)分析13三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用零序網(wǎng)2023/8/2電力系統(tǒng)分析13三、對稱分量法在不對稱短路計132023/8/23電力系統(tǒng)分析142023/8/2電力系統(tǒng)分析14142023/8/23電力系統(tǒng)分析157.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)靜止元件：正序阻抗等于負序阻抗，不等于零序阻抗。如：變壓器、輸電線路等。旋轉(zhuǎn)元件：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機、電動機等元件。2023/8/2電力系統(tǒng)分析157.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)靜止152023/8/23電力系統(tǒng)分析16一、同步發(fā)電機的負序和零序電抗1同步發(fā)電機的負序電抗負序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱的），負序電抗會發(fā)生周期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機無阻尼繞組發(fā)電機2023/8/2電力系統(tǒng)分析16一、同步發(fā)電機的負序和零序電162023/8/23電力系統(tǒng)分析171同步發(fā)電機的負序電抗實用計算中發(fā)電機負序電抗計算有阻尼繞組無阻尼繞組發(fā)電機負序電抗近似估算值有阻尼繞組無阻尼繞組無確切數(shù)值，可取典型值

2023/8/2電力系統(tǒng)分析171同步發(fā)電機的負序電抗實用172023/8/23電力系統(tǒng)分析182.同步發(fā)電機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，因此其零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。同步發(fā)電機零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：零序電抗典型值2023/8/2電力系統(tǒng)分析182.同步發(fā)電機的零序電抗三相182023/8/23電力系統(tǒng)分析19二、異步電動機和綜合負荷的序阻抗異步電機和綜合負荷(自身額定容量為基準)的正序阻抗：Z1=0.8+j0.6或X1=1.2；異步電機負序阻抗：X2=0.2；綜合負荷負序阻抗：X2=0.35；異步電機和綜合負荷的零序電抗：X0=∞。2023/8/2電力系統(tǒng)分析19二、異步電動機和綜合負荷的序192023/8/23電力系統(tǒng)分析20三、變壓器的零序電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、負序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。2023/8/2電力系統(tǒng)分析20三、變壓器的零序電抗及其等值202023/8/23電力系統(tǒng)分析211.普通變壓器的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)，因此變壓器的各序等值漏抗相等。勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負序電流的主磁通路徑相同，負序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等。因此，變壓器的正、負序等值電路參數(shù)完全相同。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。2023/8/2電力系統(tǒng)分析211.普通變壓器的零序阻抗及212023/8/23電力系統(tǒng)分析22零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比正序勵磁電抗小得多：Xm0=0.3~1.02023/8/2電力系統(tǒng)分析22零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗222023/8/23電力系統(tǒng)分析232.變壓器的零序等值電路與外電路的連接基本原理a)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接取決于零序電流的流通路徑，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點是否接地有關(guān)。b)不對稱短路時，零序電壓施加于相線與大地之間。2023/8/2電力系統(tǒng)分析232.變壓器的零序等值電路與外232023/8/23電力系統(tǒng)分析24考慮三個方面：（1）當外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時，如果能在該側(cè)產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點與外電路接通；反之，則斷開。根據(jù)這個原則：只有中性點接地的星形接法繞組才能與外電路接通。（2）當變壓器繞組具有零序電勢（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時，如果它能將零序電勢施加到外電路并能提供零序電流的通路，則等值電路中該側(cè)繞組端點與外電路接通，否則斷開。據(jù)此：只有中性點接地星形接法繞組才能與外電路接通。（3）三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢雖然不能作用到外電路中，但能在三相繞組中形成環(huán)流。因此，在等值電路中該側(cè)繞組端點接零序等值中性點。2023/8/2電力系統(tǒng)分析24考慮三個方面：242023/8/23電力系統(tǒng)分析25Y0/Δ接法三角形側(cè)的零序環(huán)流2023/8/2電力系統(tǒng)分析25Y0/Δ接法三角形側(cè)的零序環(huán)252023/8/23電力系統(tǒng)分析26變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接2023/8/2電力系統(tǒng)分析26變壓器零序等值電路與外電路的262023/8/23電力系統(tǒng)分析273.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

2023/8/2電力系統(tǒng)分析273.中性點有接地電阻時變壓器272023/8/23電力系統(tǒng)分析284.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2023/8/2電力系統(tǒng)分析284.自耦變壓器的零序阻抗及其282023/8/23電力系統(tǒng)分析29中性點經(jīng)電抗接地的自耦變壓器2023/8/2電力系統(tǒng)分析29中性點經(jīng)電抗接地的自耦變壓器292023/8/23電力系統(tǒng)分析30四、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2023/8/2電力系統(tǒng)分析30四、架空線路的零序阻抗及其等302023/8/23電力系統(tǒng)分析31四、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（1）回路中包含了大地電阻（2）自感磁通和互感磁通是助增的2023/8/2電力系統(tǒng)分析31四、架空線路的零序阻抗及其等312023/8/23電力系統(tǒng)分析32四、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2023/8/2電力系統(tǒng)分析32四、架空線路的零序阻抗及其等322023/8/23電力系統(tǒng)分析33四、架空線路的零序阻抗及其等值電路有架空地線的情況：零序阻抗有所減小。2023/8/2電力系統(tǒng)分析33四、架空線路的零序阻抗及其等332023/8/23電力系統(tǒng)分析34四、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有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路2023/8/2電力系統(tǒng)分析34四、架空線路的零序阻抗及其等342023/8/23電力系統(tǒng)分析35五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)等值電路的繪制原則根據(jù)電力系統(tǒng)的原始資料，在故障點分別施加各序電勢，從故障點開始，查明各序電流的流通情況，凡是某序電流能流通的元件，必須包含在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的序參數(shù)及等值電路表示。2023/8/2電力系統(tǒng)分析35五、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)等值電路352023/8/23電力系統(tǒng)分析36正序網(wǎng)絡(luò)2023/8/2電力系統(tǒng)分析36正序網(wǎng)絡(luò)362023/8/23電力系統(tǒng)分析37負序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)2023/8/2電力系統(tǒng)分析37負序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)372023/8/23電力系統(tǒng)分析38零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電流的流通路徑。2023/8/2電力系統(tǒng)分析38零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電382023/8/23電力系統(tǒng)分析39

零序網(wǎng)絡(luò)例7-12023/8/2電力系統(tǒng)分析39零序網(wǎng)絡(luò)例7-1392023/8/23電力系統(tǒng)分析407.3簡單不對稱短路的分析計算當網(wǎng)絡(luò)元件只用電抗表示時，不對稱短路的序網(wǎng)絡(luò)方程該方程組有三個方程，但有六個未知數(shù)，必須根據(jù)邊界條件列出另外三個方程才能求解。2023/8/2電力系統(tǒng)分析407.3簡單不對稱短路的分析402023/8/23電力系統(tǒng)分析41一、單相接地短路2023/8/2電力系統(tǒng)分析41一、單相接地短路412023/8/23電力系統(tǒng)分析42單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng)2023/8/2電力系統(tǒng)分析42單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng)422023/8/23電力系統(tǒng)分析43單相接地的短路電流和短路點非故障相電壓2023/8/2電力系統(tǒng)分析43單相接地的短路電流和短路點非432023/8/23電力系統(tǒng)分析44二、兩相短路2023/8/2電力系統(tǒng)分析44二、兩相短路442023/8/23電力系統(tǒng)分析45兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)2023/8/2電力系統(tǒng)分析45兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)452023/8/23電力系統(tǒng)分析46兩相短路的短路電流2023/8/2電力系統(tǒng)分析46兩相短路的短路電流462023/8/23電力系統(tǒng)分析47兩相短路的電壓2023/8/2電力系統(tǒng)分析47兩相短路的電壓472023/8/23電力系統(tǒng)分析48三、兩相短路接地2023/8/2電力系統(tǒng)分析48三、兩相短路接地482023/8/23電力系統(tǒng)分析49兩相短路接地序網(wǎng)圖2023/8/2電力系統(tǒng)分析49兩相短路接地序網(wǎng)圖492023/8/23電力系統(tǒng)分析50兩相短路接地故障相電流2023/8/2電力系統(tǒng)分析50兩相短路接地故障相電流502023/8/23電力系統(tǒng)分析51兩相短路接地相量圖2023/8/2電力系統(tǒng)分析51兩相短路接地相量圖512023/8/23電力系統(tǒng)分析52

四、正序等效定則正序分量的計算2023/8/2電力系統(tǒng)分析52四、正序等效定則正序分量的522023/8/23電力系統(tǒng)分析53

四、正序等效定則短路電流的計算2023/8/2電力系統(tǒng)分析53四、正序等效定則短路電流的532023/8/23電力系統(tǒng)分析54附加電抗和比例系數(shù)例7-27-32023/8/2電力系統(tǒng)分析54附加電抗和比例系數(shù)例7-2542023/8/23電力系統(tǒng)分析557.4不對稱短路時網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的計算電力系統(tǒng)設(shè)計運行中，除需要知道故障點的短路電流和電壓外，有時還需要知道網(wǎng)絡(luò)中某些支路電流和節(jié)點電壓?；舅悸罚合惹蟪鲭娏麟妷旱母餍蚍至吭诰W(wǎng)絡(luò)中的分布，然后將相應(yīng)的各序分量進行合成求得各相電流和相電壓。2023/8/2電力系統(tǒng)分析557.4不對稱短路時網(wǎng)絡(luò)中電552023/8/23電力系統(tǒng)分析56一、對稱分量經(jīng)變壓器后的相位變化1.Y／Y－12連接的變壓器：不發(fā)生相位移動。2023/8/2電力系統(tǒng)分析56一、對稱分量經(jīng)變壓器后的相位562023/8/23電力系統(tǒng)分析572.Y／△－11連接的變壓器:移相3002023/8/2電力系統(tǒng)分析572.Y／△－11連接的變壓器572023/8/23電力系統(tǒng)分析582.Y／△－11連接的變壓器2023/8/2電力系統(tǒng)分析582.Y／△－11連接的變壓器582023/8/23電力系統(tǒng)分析592.Y／△－11連接的變壓器2023/8/2電力系統(tǒng)分析592.Y／△－11連接的變壓器592023/8/23電力系統(tǒng)分析60二、網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的分布計算