第七章電力系統(tǒng)分析

第七章電力系統(tǒng)分析第1頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析27.1對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用一、對(duì)稱(chēng)分量法正序分量零序分量負(fù)序分量合成第2頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析3一、對(duì)稱(chēng)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(yùn)行相序相同。負(fù)序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1200第3頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析4一、對(duì)稱(chēng)分量法三相量用三序量表示三序量用三相量表示第4頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力系統(tǒng)分析5二、序阻抗的概念靜止的三相電路元件序阻抗稱(chēng)為序阻抗矩陣第5頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析6當(dāng)元件參數(shù)完全對(duì)稱(chēng)時(shí)二、序阻抗的概念結(jié)論：在三相參數(shù)對(duì)稱(chēng)的線性電路中，各序?qū)ΨQ(chēng)分量具有獨(dú)立性，因此，可以對(duì)正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計(jì)算。第6頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析7二、序阻抗的概念序阻抗：元件三相參數(shù)對(duì)稱(chēng)時(shí)，元件兩端某一序的電壓降與通過(guò)該元件的同一序電流的比值。正序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗第7頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析8三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用一臺(tái)發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地。a相發(fā)生單相接地第8頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析9三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用a相接地的模擬第9頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析10三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用將不對(duì)稱(chēng)部分用三序分量表示第10頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析11應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解第11頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析12三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用正序網(wǎng)第12頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析13三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用負(fù)序網(wǎng)第13頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析14三、對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)短路計(jì)算中的應(yīng)用零序網(wǎng)第14頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析15第15頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析167.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)靜止元件：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。旋轉(zhuǎn)元件：各序阻抗均不相同。如：發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)等元件。第16頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析17一、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)序電抗負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會(huì)遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對(duì)稱(chēng)的），負(fù)序電抗會(huì)發(fā)生周期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機(jī)無(wú)阻尼繞組發(fā)電機(jī)第17頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析181同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗實(shí)用計(jì)算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計(jì)算有阻尼繞組無(wú)阻尼繞組發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值有阻尼繞組無(wú)阻尼繞組無(wú)確切數(shù)值，可取典型值

電機(jī)類(lèi)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(dòng)機(jī)有阻尼繞組無(wú)阻尼繞組0.15~0.350.32~0.550.134~0.180.240.04~0.1250.04~0.1250.036~0.080.08第18頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析192.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(shì)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(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：零序電抗典型值第19頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析20二、異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗異步電機(jī)和綜合負(fù)荷(自身額定容量為基準(zhǔn))的正序阻抗：

Z1=0.8+j0.6或X1=1.2；異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=0.2；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：X0=∞。第20頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析21三、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(fù)序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。第21頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析221.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(wú)關(guān)，因此變壓器的各序等值漏抗相等。勵(lì)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，負(fù)序勵(lì)磁電抗與正序勵(lì)磁電抗相等。因此，變壓器的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完全相同。變壓器的零序勵(lì)磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。第22頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析23零序勵(lì)磁電抗等于正序勵(lì)磁電抗零序勵(lì)磁電抗等于正序勵(lì)磁電抗零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多：Xm0=0.3~1.0第23頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析242.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(diǎn)是否接地有關(guān)。

b)不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，零序電壓施加于相線與大地之間。第24頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析25考慮三個(gè)方面：（1）當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時(shí)，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(diǎn)與外電路接通；反之，則斷開(kāi)。根據(jù)這個(gè)原則：只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能與外電路接通。（2）當(dāng)變壓器繞組具有零序電勢(shì)（由另一側(cè)感應(yīng)過(guò)來(lái)）時(shí)，如果它能將零序電勢(shì)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(diǎn)與外電路接通，否則斷開(kāi)。據(jù)此：只有中性點(diǎn)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(shì)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(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。第25頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析26Y0/Δ接法三角形側(cè)的零序環(huán)流第26頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析27變壓器繞組接法開(kāi)關(guān)位置繞組端點(diǎn)與外電路的連接Y1與外電路斷開(kāi)Y02與外電路接通Δ3與外電路斷開(kāi)，但與勵(lì)磁支路并聯(lián)變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接第27頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析283.中性點(diǎn)有接地電阻時(shí)變壓器的零序等值電路變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)的零序等值電路

第28頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析294.自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路中性點(diǎn)直接接地的自耦變壓器第29頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析30中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器第30頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7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電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路第31頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析32四、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第32頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析33四、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第33頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析34四、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。第34頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析35四、架空線路的零序阻抗及其等值電路實(shí)用計(jì)算中一相等值零序電抗無(wú)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(wú)架空地線的雙回線路有良導(dǎo)體架空地線的雙回線路第35頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析36五、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(diǎn)分別施加各序電勢(shì)，從故障點(diǎn)開(kāi)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。第36頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析37正序網(wǎng)絡(luò)第37頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析38負(fù)序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)第38頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析39零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電流的流通路徑。第39頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析40

零序網(wǎng)絡(luò)例7-1第40頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析417.3簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的分析計(jì)算當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件只用電抗表示時(shí)，不對(duì)稱(chēng)短路的序網(wǎng)絡(luò)方程該方程組有三個(gè)方程，但有六個(gè)未知數(shù)，必須根據(jù)邊界條件列出另外三個(gè)方程才能求解。第41頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析42一、單相接地短路第42頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析43單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng)第43頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析44單相接地的短路電流和短路點(diǎn)非故障相電壓第44頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析45二、兩相短路第45頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析46兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)第46頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析47兩相短路的短路電流第47頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析48兩相短路的電壓第48頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析49三、兩相短路接地第49頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析50兩相短路接地序網(wǎng)圖第50頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析51兩相短路接地故障相電流第51頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析52兩相短路接地相量圖第52頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析53

四、正序等效定則正序分量的計(jì)算第53頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析54

四、正序等效定則短路電流的計(jì)算第54頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析55附加電抗和比例系數(shù)短路類(lèi)型f(n)三相短路f(3)01兩相短路接地f(1,1)兩相短路f(2)X2Σ單相接地短路f(1)X2Σ+X0Σ3例7-27-3第55頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析567.4不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流電壓的計(jì)算電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行中，除需要知道故障點(diǎn)的短路電流和電壓外，有時(shí)還需要知道網(wǎng)絡(luò)中某些支路電流和節(jié)點(diǎn)電壓。基本思路：先求出電流電壓的各序分量在網(wǎng)絡(luò)中的分布，然后將相應(yīng)的各序分量進(jìn)行合成求得各相電流和相電壓。第56頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析57一、對(duì)稱(chēng)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(dòng)。第57頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析582.Y／△－11連接的變壓器:移相300第58頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析592.Y／△－11連接的變壓器第59頁(yè)，課件共70頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/9/7電力系統(tǒng)分析602.Y／△－11連接的變壓器第60