電力系統(tǒng)分析理論

電力系統(tǒng)分析實(shí)際

TheoryofPowerSystemAnalysisAutum2021LiuTianqi1/9/2024SCU-SEEI-ltq第八章不對稱缺點(diǎn)的分析計(jì)算對稱分量法電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)不對稱短路的分析計(jì)算不對稱短路時網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的計(jì)算非全相斷線的分析計(jì)算1/9/2024SCU-SEEI-ltq8.1對稱分量法在不對稱短路計(jì)算中的運(yùn)用對稱分量法序阻抗的概念對稱分量法在不對稱短路計(jì)算中的運(yùn)用1/9/2024SCU-SEEI-ltq1.對稱分量法IaIcIbIa1Ib1Ic1Ia2Ib2Ic2Ia0正序負(fù)序零序1/9/2024SCU-SEEI-ltqIa1Ib1Ic1Ia2Ib2Ic2Ia01/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq對稱分量變換矩陣S1/9/2024SCU-SEEI-ltq2.序阻抗VaaaIaVbbbIbVcccIcZaaZbbZccZacZabZbc1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq元件構(gòu)造參數(shù)完全對稱時：1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量相互獨(dú)立，因此可對正負(fù)零序分量分別進(jìn)展計(jì)算1/9/2024SCU-SEEI-ltq3.對稱分量法在不對稱短路計(jì)算中的運(yùn)用a相發(fā)生單相接地短路1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq三個序網(wǎng)的電壓方程1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq正序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)1/9/2024SCU-SEEI-ltq正序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)1/9/2024SCU-SEEI-ltq8.2電力系統(tǒng)各元件的序參數(shù)和各序網(wǎng)絡(luò)同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗異步電動機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗變壓器的零序等值電路及其參數(shù)架空輸電線路的零序阻抗及等值電路電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)1/9/2024SCU-SEEI-ltq1.同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗負(fù)序電抗：發(fā)電機(jī)負(fù)序端電壓的基頻分量與負(fù)序電流基頻分量的比值。根據(jù)比較準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)分析可知,同一發(fā)電機(jī)不同的短路其負(fù)序電抗不同。適用計(jì)算中可以為與短路類型無關(guān)。1/9/2024SCU-SEEI-ltq無阻尼繞組的凸極機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)及有阻尼繞組水輪發(fā)電機(jī)無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)1/9/2024SCU-SEEI-ltq零序電抗：機(jī)端零序電壓的基頻分量與流入定子的電流零序分量的比值。各類電機(jī)的負(fù)序和零序電抗，如表8-1。1/9/2024SCU-SEEI-ltq2.異步電動機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗正序等值：計(jì)算起始次暫態(tài)電流或沖擊電流綜合負(fù)荷忽略或表示為次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗的等值支路用計(jì)算曲線計(jì)算周期電流時，略去負(fù)荷此外,負(fù)荷的正序參數(shù)也常用恒定阻抗表示1/9/2024SCU-SEEI-ltq負(fù)序及零序電抗異步電動機(jī)的負(fù)序電抗與次暫態(tài)電抗相等，或取因異步電動機(jī)和大部分負(fù)荷常接成三角形或不接地星形，因此不需建立零序電路。1/9/2024SCU-SEEI-ltq3.變壓器的零序等值電路及其參數(shù)等值電路：正負(fù)零序具有一樣外形。等值電阻：正負(fù)零序的等值電阻相等。等值漏抗：正負(fù)零序一樣。勵磁電抗：負(fù)序勵磁電抗與正序一樣。結(jié)論：一切靜止元件的正負(fù)序等值電路及其參數(shù)完全一樣。零序勵磁電抗：與變壓器的鐵芯構(gòu)造密切相關(guān)。1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多，在短路計(jì)算中，應(yīng)視為有限值1/9/2024SCU-SEEI-ltq變壓器零序等值電路與外電路的銜接Y0/Y0/YY0/Y0非三相三柱式，且外電路有接地中性點(diǎn)時取決于零序電流的流通途徑，與變壓器三相繞組銜接方式及中性點(diǎn)能否接地有關(guān)。1/9/2024SCU-SEEI-ltq小結(jié)〔1〕三個單相變壓器或其它非三相三柱式變壓器，Xm0=〔2〕三相三柱式變壓器,Xm0〔3〕Y/Y和Y/接法,X0=1/9/2024SCU-SEEI-ltqXm0三繞組變壓器的零序等值電路Y0//YY0//Y0Y0/Y/Y0Y0//XIIIXIIXI1231/9/2024SCU-SEEI-ltq中性點(diǎn)有接地阻抗時的零序等值電路IIIXn3I0XT3Xn1/9/2024SCU-SEEI-ltq3Xn3XnXm0XIIIXIXII3I03I0XnXn1/9/2024SCU-SEEI-ltq自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路〔1〕中性點(diǎn)直接接地其參數(shù)和等值電路，與外電路的聯(lián)接，Xm0——與普通變壓器一樣中性點(diǎn)的入地電流為：圖7-111/9/2024SCU-SEEI-ltq(2)中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地中性點(diǎn)電壓(7-14)圖7-121/9/2024SCU-SEEI-ltq4.架空輸電線路的零序阻抗及等值電路零序阻抗：由式(7-10)可得

輸電線路的零序阻抗比正序阻抗大1/9/2024SCU-SEEI-ltq雙回線路的零序阻抗和等值電路1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq架空地線對輸電線零序阻抗的影響架空地線使輸電線路的等值零序電抗減小1/9/2024SCU-SEEI-ltq輸電線路等值零序電抗的近似取值輸電線路每一回路單位長度的一相等值零序電抗：1/9/2024SCU-SEEI-ltq電纜線路的零序阻抗普通是經(jīng)過實(shí)測確定，近似計(jì)算中可取以下數(shù)值

電抗器因相間互感很小，其零序電抗與正序電抗相等。1/9/2024SCU-SEEI-ltq5.電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)1.正序網(wǎng)絡(luò)〔1〕正序網(wǎng)中沒有以下元件：中性點(diǎn)接地阻抗不計(jì)導(dǎo)納時的空載線路不計(jì)勵磁電流時的空載變壓器1/9/2024SCU-SEEI-ltq〔2〕正序網(wǎng)絡(luò)的電源：一切同步發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)個別必需用等值電源支路表示的綜合負(fù)荷〔3〕短路點(diǎn)引入替代缺點(diǎn)條件的不對稱電勢源的正序分量圖8-16〔4〕得出正序網(wǎng)的戴維寧等值電路如圖8-16(e)所示1/9/2024SCU-SEEI-ltq2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)：負(fù)序電流流通的元件與正序一樣。圖8-16〔1〕將正序網(wǎng)中各元件用負(fù)序參數(shù)表示〔靜止元件一樣〕〔2〕一切電勢源為零〔3〕短路點(diǎn)引入替代缺點(diǎn)條件的不對稱電勢源的負(fù)序分量〔4〕等值為無源等值網(wǎng)絡(luò)，如圖8-16(f)注：發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的負(fù)序阻抗與次暫態(tài)電抗很接近，因此在計(jì)算次暫態(tài)電流時可以為負(fù)序與正序網(wǎng)有一樣構(gòu)造和參數(shù)，即X2X1。1/9/2024SCU-SEEI-ltq3.零序網(wǎng)絡(luò)：取決于零序電流的流通，變壓器中性點(diǎn)接地及其接法。在缺點(diǎn)點(diǎn)加一個表示缺點(diǎn)條件的零序電勢，其零序電流能流通的元件均應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。留意接地阻抗及元件本生與外電路的接法。圖8-161/9/2024SCU-SEEI-ltq8.3簡單不對稱短路的分析計(jì)算各序等值網(wǎng)絡(luò)方程(8-19)由純電抗表示時可寫為：(8-23)再由不對稱短路的邊境條件寫出另外三個方程1/9/2024SCU-SEEI-ltq1.單相接地短路邊境條件為abc1/9/2024SCU-SEEI-ltq邊境條件abc1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq復(fù)合序網(wǎng)，圖8-191/9/2024SCU-SEEI-ltq由復(fù)合序網(wǎng)同樣可得：1/9/2024SCU-SEEI-ltq短路點(diǎn)電流和電壓的各序分量1/9/2024SCU-SEEI-ltq短路點(diǎn)缺點(diǎn)相電流，即單相接地短路時的短路電流短路點(diǎn)非缺點(diǎn)相的對地電壓1/9/2024SCU-SEEI-ltq單相短路時短路處電流向量圖1/9/2024SCU-SEEI-ltq單相短路時短路處電壓向量圖1/9/2024SCU-SEEI-ltq2.兩相短路兩相短路的邊境條件為由此可得:〔8-33〕abc1/9/2024SCU-SEEI-ltq復(fù)合序網(wǎng)(8-33)由邊境條件1/9/2024SCU-SEEI-ltq進(jìn)一步可得：由電流電壓各序分量可得到短路點(diǎn)缺點(diǎn)相的電流〔8-36〕式，短路點(diǎn)各相對地電壓〔8-38〕1/9/2024SCU-SEEI-ltq兩相短路時短路處電流向量圖1/9/2024SCU-SEEI-ltq兩相短路時短路處電壓向量圖1/9/2024SCU-SEEI-ltq3.兩相短路接地邊境條件為：abc由此可得:〔8-40〕1/9/2024SCU-SEEI-ltq復(fù)合序網(wǎng)邊境條件圖8-251/9/2024SCU-SEEI-ltq復(fù)合序網(wǎng)1/9/2024SCU-SEEI-ltq進(jìn)一步可得短路點(diǎn)電流和電壓的各序分量〔8-42〕1/9/2024SCU-SEEI-ltq由電流電壓各序分量可得到:短路點(diǎn)缺點(diǎn)相電流〔8-43〕式缺點(diǎn)相電流的絕對值(8-44)式短路點(diǎn)非缺點(diǎn)相電壓〔8-45〕式1/9/2024SCU-SEEI-ltq4.正序等效定那么的運(yùn)用X1/9/2024SCU-SEEI-ltq正序等效定那么1/9/2024SCU-SEEI-ltq不對稱短路電流的計(jì)算步驟:做出不對稱短路時的正負(fù)零序網(wǎng)絡(luò)求正序網(wǎng)的組合電勢E和各序網(wǎng)的組合電抗X1,X2,X0求對應(yīng)的附加電抗X(n),接入正序網(wǎng)的短路點(diǎn)X(n)1/9/2024SCU-SEEI-ltq用三相短路的計(jì)算方法計(jì)算X(n)之后的短路電流，即得短路點(diǎn)的正序電流Ia1計(jì)算計(jì)算和1/9/2024SCU-SEEI-ltq8.4不對稱短路時網(wǎng)絡(luò)中的電壓電流電流分布計(jì)算電壓分布計(jì)算1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq電壓電流對稱分量經(jīng)變壓器后的相位變換〔1〕Y/Y-12銜接的變壓器電壓和電流的各序分量經(jīng)過變壓器時，不發(fā)生相位挪動。1/9/2024SCU-SEEI-ltq(2)Y/-11銜接的變壓器正負(fù)序分量經(jīng)過變壓器時，將發(fā)生相位挪動a為側(cè)A為Y側(cè)1/9/2024SCU-SEEI-ltq三角形側(cè)的各相電流為：1/9/2024SCU-SEEI-ltq7.5非全相斷線的分析計(jì)算單相斷線兩相斷線縱向缺點(diǎn)1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq是缺點(diǎn)口ff′的開路電壓1/9/2024SCU-SEEI-ltq(1)單相斷線與兩相短路接地一樣復(fù)合序網(wǎng)1/9/2024SCU-SEEI-ltq1/9/2024SCU-SEEI-ltq(2)兩相斷開復(fù)合序網(wǎng)為各序網(wǎng)的串聯(lián)，如圖8-37所示。與單相接地短路一樣.1/9/2024SCU-SEEI-ltq正序網(wǎng)絡(luò)jX1(G1)jXT1jX