電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計報告[完整版]

1、 課程設(shè)計報告書 題目：電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計 院 （系） 電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 課程名稱 電力系統(tǒng)課程設(shè)計 課程學(xué)分 1 起始日期 2020.1.22020.1.6 教師評語教師簽名：日期：成績評定備注電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計任務(wù)書1、 設(shè)計目的和要求1、設(shè)計目的通過課程設(shè)計，使學(xué)生加強(qiáng)對電力體統(tǒng)分析課程的了解，學(xué)會查尋資料、以及分析計算等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步提高分析解決實際問題的能力。2、 設(shè)計要求（1）培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真執(zhí)行國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及使用技術(shù)資料解決實際問題的能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，努力思考問題的能力；（3）進(jìn)一步理解所學(xué)知識，使其鞏固

2、和深化，拓寬知識視野，提高學(xué)生的綜合能力；（4）懂得電力系統(tǒng)分析設(shè)計的基本方法，為畢業(yè)設(shè)計和步入社會奠定良好的基礎(chǔ)。二、設(shè)計課題和內(nèi)容各元件參數(shù)標(biāo)幺值如下（各元件及電源的各序阻抗均相同）：T1：電阻0，電抗0.2，k=1.1，標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)YN接線，非標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)接線；T2：電阻0，電抗0.15，k=1.05，標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)YN接線，非標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)接線；L24: 電阻0.03，電抗0.08，對地容納0.04；L23: 電阻0.023，電抗0.068，對地容納0.03；L34: 電阻0.02，電抗0.06，對地容納0.032；G1和 G2：電阻0，電抗0.15，電壓1.1；負(fù)荷功率：S1=0.5+j0.2；

3、任務(wù)要求：當(dāng)節(jié)點2發(fā)生B、C兩相金屬性接地短路時，1 計算短路點的A、B和C三相電壓和電流；2 計算其它各個節(jié)點的A、B和C三相電壓和電流；3 計算各條支路的電壓和電流。三、設(shè)計工作要求1、理解設(shè)計任務(wù)書，原始設(shè)計資料。3、掌握以下設(shè)計內(nèi)容及方法：電力系統(tǒng)組成、標(biāo)幺制的原理、短路類型、短路原因、短路危害與短路計算的目的；同步發(fā)電機(jī)暫態(tài)過程、系統(tǒng)元件各序（正、負(fù)和零）參數(shù)計算、對稱分量法原理、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)、不對稱故障邊界條件確定以及正序等效定理。最后撰寫設(shè)計報告，繪圖工程圖，考核。4、 認(rèn)真獨立完成課程設(shè)計，若有抄襲他人設(shè)計課程設(shè)計或找他人代畫設(shè)計圖紙、代做等行為的弄虛作假者一律按不及格記成

4、績，并依據(jù)學(xué)校有關(guān)規(guī)定進(jìn)行處理。5、在設(shè)計周內(nèi)完成所規(guī)定的設(shè)計任務(wù)，提交課程設(shè)計報告書一份。四、成績評定1、考核辦法：提交課程設(shè)計報告；回答教師所提出的問題；考勤情況。2、成績構(gòu)成：平時考核20%，口試考核占40%，設(shè)計報告書占40%。3、成績評定：成績評定采取五級記分制，分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。由指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生在設(shè)計中的綜合情況和評分標(biāo)準(zhǔn)確定成績。4、評分標(biāo)準(zhǔn)（1）優(yōu)秀：遵守紀(jì)律，設(shè)計報告詳實、內(nèi)容認(rèn)真，報告內(nèi)容條理清晰，認(rèn)識深刻、具體；（2）良好：遵守紀(jì)律，設(shè)計報告完整，內(nèi)容完整無缺，報告充實，分析較具體；（3）中等：遵守紀(jì)律，設(shè)計報告較完整，內(nèi)容比較詳細(xì)，分析較具體；（4）及格：

5、遵守紀(jì)律，設(shè)計報告完整，內(nèi)容簡單，分析粗淺；（5）不及格：不遵守紀(jì)律，設(shè)計報告不完整，內(nèi)容簡單，分析粗淺。五、參考文獻(xiàn)1、何仰贊、溫增銀.電力系統(tǒng)分析.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.32、劉宗岐、郭家驥.電力系統(tǒng)分析學(xué)習(xí)指導(dǎo).北京：中國電力出版社，20053、熊信銀、張步涵.電氣工程基礎(chǔ).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.94、美H.Wayne Beaty主編.電力計算手冊. 北京：中國電力出版社，2007。5、短路電流實用計算方法.西安交通大學(xué)等編著 北京：電力工業(yè)出版社 19826、楊淑英等.電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解.北京:中國電力出版社,20027、劉天琪等. 電力系統(tǒng)分析

6、理論.北京:科學(xué)出版社,20118、陳衍.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析. 北京:中國電力出版社,20159、李光琦.電力系統(tǒng)暫態(tài)分析. 北京:中國電力出版社,2007電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計報告書目錄摘要.91、 緒論.10 1、電力系統(tǒng)組成以及各種運行方式.10 2、研究內(nèi)容.122、 電力系統(tǒng)短路概述.12 1、短路的類型.12 2、短路的原因.13 3、短路的危害.133、 對稱分量法在電力系統(tǒng)中應(yīng)用.131、 對稱分量法.132、 對稱分量法在不對稱故障中應(yīng)用.154、 電力系統(tǒng)元件數(shù)據(jù)模型.161、 同步發(fā)電機(jī).162、 異步電機(jī)一綜合負(fù)荷.183、 變壓器.184、 輸電線路.195、 電力系統(tǒng)不

7、對稱短路分析.171、 單相接地短路.172、 兩相短路.203、 兩相短路接地.204、 正序等效定則.216、 兩相接地短路實例.211、兩相接地短路各序網(wǎng)絡(luò)的制定.222、其他接地電壓電流的計算.27七、總結(jié).27八、參考文獻(xiàn).28 摘要 從電氣革命到當(dāng)代，電力系統(tǒng)的規(guī)模和發(fā)展水平成為一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。至今人類文明的主流發(fā)展方向依然與電力有著不可分割的聯(lián)系。電能是現(xiàn)代社會中最重要、最方便的能源。電能具有許多優(yōu)點，它可以方便地轉(zhuǎn)化為別的形式的能，例如機(jī)械能、熱能、光能和化學(xué)能等。電力系統(tǒng)的出現(xiàn)使高效、無污染、使用方便易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動了社會生產(chǎn)各個領(lǐng)域的變化，開

8、創(chuàng)了電力時代，開啟了第二次科技革命。電力系統(tǒng)的故障可分為簡單故障和復(fù)雜故障，簡單故障一般是指某一時刻只在電力系統(tǒng)的一個地方發(fā)生的故障；復(fù)雜故障一般是指某一時刻在電力系統(tǒng)兩個及兩個以上的地方同時發(fā)生故障。電力系統(tǒng)的故障通常有短路故障和斷線故障。一般情況下，短路故障比斷線故障發(fā)生的幾率大，也比斷線故障嚴(yán)重。 作為電力系統(tǒng)分析和計算的基礎(chǔ)，電力系統(tǒng)元件參數(shù)及其數(shù)學(xué)模型是至關(guān)重要的。電力系統(tǒng)不對稱故障包括單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地、單相斷開和兩相斷開等。系統(tǒng)中發(fā)生不對稱故障時，三相電流和電壓將不再對稱，除了基頻分量外，還會感應(yīng)產(chǎn)生非周期分量以及一系列的諧波分量。要準(zhǔn)確分析不對稱故障的暫態(tài)過程

9、是相當(dāng)復(fù)雜的。電力系統(tǒng)分析和計算的一般過程是：首先將待求物理系統(tǒng)進(jìn)行分析簡化，抽象出等效電路，然后確定其數(shù)學(xué)模型，也就是說把待求物理問題變成數(shù)學(xué)問題，最后用各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，并對結(jié)果進(jìn)行分析。由此來看數(shù)學(xué)模型在電力系統(tǒng)分析和計算中非常重要的。1、 緒論 1、電力系統(tǒng)組成以及各種運行方式（1）、電力系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個統(tǒng)一系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備，從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個過程。電力系統(tǒng)還包括保

10、證其安全可靠運行的繼電保護(hù)裝置、安全自動裝置、調(diào)度自動化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)。（2）、三相電力系統(tǒng)中性點的各種運行方式 1）、中性點不接地方式圖1-1 中性點不接地方式中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障的原理示意圖如圖1-1。假設(shè)C相接地，則C相自然就成了地電位。此時中性點對地電壓位移為VN=-VC,如圖1-1（b）所示。 由此可見，此時A相對地電壓向量為VA=VA+VN,其大小為1.73VA，相當(dāng)于線電壓；同理，B相對地電壓也升高為VB=1.73VB。即發(fā)生C相接地時，中性點對地電壓升高為相電壓，而非故障相對地電壓升高為線電壓，但三相之間的電壓不變。同理，分析可得單相接地時接地點的電

11、容電流是正常運行時一相對地電容電流的3倍。 2）、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 圖1-2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)在中性點不接地的電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地短路時，如果接地電流比較大并且發(fā)生斷續(xù)電弧，將引起線路的電壓諧波。電力系統(tǒng)中規(guī)定，當(dāng)10KV電網(wǎng)接地電流大于30A、35KV電網(wǎng)接地電流大于10A時，中性點宜用經(jīng)消弧線圈接地。圖1-2是中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的電路圖和向量圖。消弧線圈實際上就是帶氣隙鐵心的線性電感線圈，其電阻很小，感抗很大。在中性點經(jīng)消弧線圈接地的三相系統(tǒng)與中性點不接地的系統(tǒng)一樣，在發(fā)生單相接地時，非接地相的對地電壓要升高根號三倍，即成為線電壓，此時應(yīng)發(fā)預(yù)告

12、信號，并允許繼續(xù)運行兩小時。在此期間值班人員應(yīng)采取措施尋找接地點。 3）中性點直接接地方式 圖1-3 中性點直接接地方式中性點直接接地方式如圖1-3所示，在發(fā)生單相接地短路時，因可形成電源的短路回路，繼電保護(hù)、熔斷器或自動開關(guān)將立即動作切除故障，使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運行。這是直接接地方式的優(yōu)點之一，即快速切除故障，安全性好。中性點直接接地方式的缺點之一是系統(tǒng)供電可靠性較差。因為單相接地是四種短路故障中發(fā)生幾率最高的故障，而此接地方式下系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障就會在繼電保護(hù)作用下使故障線路的斷路器跳閘，因此容易發(fā)生供電中斷，降低了供電可靠性。中性點直接接地的另一缺點是一相短路電流太大，通常用調(diào)整

13、全網(wǎng)的中性點接地點使一相接地短路電流不超過三相短路電流。2、研究內(nèi)容 由原始資料及各元件參數(shù)標(biāo)幺值求發(fā)生兩相金屬性接地短路時求 1） 計算短路點的A、B和C三相電壓和電流； 2）計算其它各個節(jié)點的A、B和C三相電壓和電流； 3） 計算各條支路的電壓和電流。二電力系統(tǒng)短路概述1、 短路的類型 電力系統(tǒng)簡單短路故障共有四種類型：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。其中三相短路又稱為對稱短路，其他三種類型的短路都稱為不對稱短路。電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗表明，單相接地短路發(fā)生的幾率最大，約占70%左右；兩相短路較少；三相短路發(fā)生的幾率最少。三相短路發(fā)生的幾率雖然少，但后果較嚴(yán)重，所以要給以足夠的

14、重視，況且，從短路計算的方法來看，一切不對稱短路的計算，在采用對稱分量法后，都?xì)w結(jié)為對稱短路的計算。因此，對三相短路的研究具有重要的意義。 2、短路的原因發(fā)生短路的原因很多，既有主觀原因也有客觀原因，但其根本的原因還是電氣設(shè)備載流部分相與相之間或相與地之間的絕緣受到損壞。主要有以下幾個方面：（1）、絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良所帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。（2）、雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌。（3）、人為誤操作，如運行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。（4）、挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。3、 短路的

15、危害 短路故障對電力系統(tǒng)的正常運行和電氣設(shè)備有很大的危害。短路的類型、發(fā)生的地點和持續(xù)的時間不同，其后果也不相同。可能只破壞局部地區(qū)的正常供電，也可能威脅整個系統(tǒng)的安全運行。短路的危險后果一般有以下幾個方面：（1）、發(fā)生短路時，由于電源供電回路的總阻抗突然減小以及由此產(chǎn)生暫態(tài)過程，使短路電流急劇增加，可能超過額定值的許多倍。短路點距發(fā)電機(jī)的電氣距離越近，短路電流越大。短路電流流過電氣設(shè)備時，使發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時間較長，可能使設(shè)備過熱甚至損壞。由于短路電流的電動力效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。 （2）、短路會引起系統(tǒng)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。系統(tǒng)中最主要的電

16、力負(fù)荷是異步電動機(jī)，它的電磁轉(zhuǎn)矩同端電壓的平方成正比，電壓下降時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩逐漸減小，轉(zhuǎn)速隨之下降。當(dāng)電壓大幅下降時，電動機(jī)甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢，設(shè)備損壞等嚴(yán)重后果。 （3）、當(dāng)短路發(fā)生地點離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(fā)電機(jī)可能失去同步，破壞系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。 （4）、發(fā)生不對稱短路時，線路的三相不平衡電流所產(chǎn)生的總磁通會在相鄰的通訊線路上感應(yīng)出很大的電動勢，干擾通訊系統(tǒng)的正常運行。3、 對稱分量法在電力系統(tǒng)中應(yīng)用1、對稱分量法電力系統(tǒng)正常運行時可認(rèn)為是對稱的，即各元件三相阻抗相同，各自三相電壓、電流大小相等，具有正常相序。電力系統(tǒng)

17、正常運行方式的破壞主要與不對稱故障或者斷路器的不對稱操作有關(guān)。由于整個電力系統(tǒng)中只有個別點是三相阻抗不相等，所以一般不使用直接求解復(fù)雜的三相不對稱電路的方法，而采用更簡單的對稱分量法進(jìn)行分析。對稱分量法（method of symmetrical components）電工中分析對稱系統(tǒng)不對稱運行狀態(tài)的一種基本方法。廣泛應(yīng)用于三相交流系統(tǒng)參數(shù)對稱、運行工況不對稱的電氣量計算。對稱分量法是指在三相電路中，任意一組不對稱的三相相量Fa,Fb,Fc，可以分解為三組三相對稱的分量，如圖3-1所示。這三組對稱分量分別為：正序分量(Fa1，F(xiàn)b1，F(xiàn)c1):三相量大小相等，相位相差120度，且與系統(tǒng)正常對

18、稱運行時的相序相同。負(fù)序分量(Fa2，F(xiàn)b2，F(xiàn)c2):三相量大小相等，相位相差120度，且與系統(tǒng)正常對稱運行時的相序相反。零序分量(Fa0，F(xiàn)b0，F(xiàn)c0):三相量大小相等，相位一致。圖3-1 對稱分量法示意圖各組序分量的三相量之間的關(guān)系可表示為：Fb1= a2Fa1，F(xiàn)c1=aFa1 (3-1)Fb2= aFa2，F(xiàn)c2=a2Fa2 (3-2)Fb0= Fc0=Fa0 (3-3)將各相相應(yīng)的正、負(fù)、零序分量合成可得三個不對稱分量Fa、Fb、Fc，可表示為:Fa =Fa1+Fa2+Fa0 （3-4）Fb= Fb1+Fb2+Fb0=a2Fa1+a Fa2+Fa0 （3-5）Fc=Fc1+Fc2

19、+Fc0=aFa1+a2 Fa2+Fa0 （3-6）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。也就是說，當(dāng)電路通以某序許對稱分量的電流時，只產(chǎn)生同一序?qū)ΨQ分量的電壓降。反之，當(dāng)電路施加某序?qū)ΨQ分量電壓時，電路中也只產(chǎn)生同一序的對稱分量電流。元件的序阻抗，是指元件三相參數(shù)對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件同一序電流的比值，即：Z1=Va1/Ia1 （3-7）Z2=Va2/Ia2 （3-8）Z0=Va3/Ia3 （3-9）Z1、Z2和Z0分別稱為該元件的正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。2、對稱分量法在不對稱故障中應(yīng)用現(xiàn)以圖3-2所示簡單電力系統(tǒng)為例，求說明應(yīng)用對稱分量法計算不對稱短

20、路的一般原理。一臺發(fā)電機(jī)接于空載輸電線路，發(fā)電機(jī)中性點經(jīng)阻抗ZN接地。在線路某處發(fā)生單相短路，是故障點出現(xiàn)了不對稱的情況。a相對地阻抗為0，a相對地電壓為0，而b、c兩相的電壓VB不等于0，VC不等于0，圖5-（a）.此時，故障的以外的系統(tǒng)其余部分的參數(shù)仍然是對稱的。因此，在計算不對稱短路時，應(yīng)設(shè)法把故障點的不對稱轉(zhuǎn)化為對稱，使被短路破壞了對稱性的三相電路轉(zhuǎn)化為對稱電路，然后就可以用單相電路進(jìn)行計算。現(xiàn)在原短路點人為地接入一組三相不對稱的電勢源，電勢源的各相電勢與上述各相不對稱電壓大小相等方向相反，圖3-2（b），這種情況與發(fā)生不對稱故障時等效的，也就是說，網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的不對稱故障，可以用在故障

21、點接入一組不對稱的電勢源來代替。 應(yīng)用對稱分量法將這組不對稱電勢源分解成正序、負(fù)序和零序三組對稱分量，如圖3-2（c）。根據(jù)疊加原理，圖3-2（c）所示的狀態(tài)，可以當(dāng)作是（d）、（e）、（f）三個圖所示狀態(tài)的疊加。圖3-2（d）的電路稱為正序網(wǎng)絡(luò)，其中只有正序電勢在作用，網(wǎng)絡(luò)中只有正序電流，各元件呈現(xiàn)的阻抗就是正序阻抗。圖3-2（e）以及（f）的電路分別稱為負(fù)序網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)。因為發(fā)電機(jī)只產(chǎn)生正序電勢，所以，在負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)中，只有故障點的負(fù)序和零序分量電勢在作用，網(wǎng)絡(luò)中也只有同一序的電流，元件也呈現(xiàn)同一序的阻抗。 在正序網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)以a相為基準(zhǔn)相時，有：Ea-Ia1(ZG1+ZL1)-(Ia1

22、+a2Ia1+aIa1)Zn=Va1 (3-10)由于Ia2+Ib2+Ic2=Ia2+aIa2+a2Ia2=0,而且發(fā)電機(jī)的負(fù)序電勢為零，因此，負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的電壓方程為： 0-Ia2(ZG2+ZL2)=Va2 (3-11)對于零序網(wǎng)絡(luò)，由于Ia0+Ib0+Ic0=3Ia0，在中性點接地阻抗中將流過3倍的零序電流，產(chǎn)生電壓降。計及發(fā)電機(jī)的零序電視為零，零序網(wǎng)絡(luò)的電壓方程為： 0-Ia0(ZG0+ZL0)-3Ia0Zn=Va0 (3-12)根據(jù)以上所得的各序電壓方程式，可以繪出各序的一相等值網(wǎng)絡(luò)，如圖3-2。圖3-2 各序等值網(wǎng)絡(luò)計算不對稱故障的基本原則就是，把故障處的三相阻抗不對稱表示為電壓和電流相

23、量的不對稱，使系統(tǒng)其余部分保持為三相阻抗對稱的系統(tǒng)。這樣借助于對稱分量法，并利用三相阻抗對稱電路中各序分量具有獨立性的特點，將各序分量分開，分別制定各序等值電路，就可以使分析計算得到簡化。四、電力系統(tǒng)元件數(shù)據(jù)模型1、同步發(fā)電機(jī)作發(fā)電機(jī)運行的同步電機(jī)。是一種最常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中，它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一般采用直流勵磁，當(dāng)其單機(jī)獨立運行時，通過調(diào)節(jié)勵磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓。若并入電網(wǎng)運行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時調(diào)節(jié)勵磁電流的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無功功率。同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，一般采用三相形

24、式，只在某些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。 圖4-1 各序等值網(wǎng)絡(luò)2、異步電機(jī)一綜合負(fù)荷異步電動機(jī)，又稱感應(yīng)電動機(jī)，是1885年由意大利物理學(xué)家和電氣工程師費拉里斯發(fā)明。它是由氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能量的一種交流電機(jī)。3、變壓器在電力系統(tǒng)分析計算中，雙繞組變壓器的近似等值電路如圖7所示。與電機(jī)學(xué)不同，該等值電路常將勵磁支路前移到電源側(cè)，且將變壓器二次側(cè)繞組的阻抗折算到一次側(cè)與一次繞組的阻抗合并，用等值阻抗RT+JXT來表示。圖4-2.變壓器的等值電路4、輸電線路輸電線路分為架空輸電線路和電纜線路。架空輸電線路由線路桿塔、導(dǎo)線、絕緣子、

25、線路金具、拉線、桿塔基礎(chǔ)、接地裝置等構(gòu)成，架設(shè)在地面之上。按照輸送電流的性質(zhì)，輸電分為交流輸電和直流輸電。輸電線路在綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各項因素后所確定的最大輸送功率，稱為該線路的輸送容量。輸電線路的保護(hù)有主保護(hù)與后備保護(hù)之分。五、電力系統(tǒng)不對稱短路分析 1、單相接地短路相線俗稱火線， 三相就是三個火線，他們電壓相等，頻率相當(dāng)，但是相位不同。 單相接地 就是沒有零線用大地代替零線。 相間短路 就是火線與火線之間短路，相當(dāng)危險，瞬時電流很大。 相指的是交流電勢的相位角度，三相指的是三個相位角度不同的交流電勢。單相接地是指三相交流供電系統(tǒng)中一根相線與大地成等電位狀態(tài)了，也就是該相線的電位與大地的電

26、位相等，都是“零”。相間短路是指三相交流供電系統(tǒng)中兩根相線之間的絕緣被破壞，從而發(fā)生電接觸的現(xiàn)象，此時會有很大的短路電流，屬于嚴(yán)重的電力事故。 圖5-1 單相接地短路示意圖2、兩相短路兩相短路的情況如圖5-2，故障處的三個邊界條件為:Ia=0 (5-1)Ib+Ic=0 (5-2)Vb=Vc (5-3)用對稱分量法表示后經(jīng)整理可得： Iao=0 （5-4） Ial+Ia2=0 （5-5） Val=Va2 （5-6） 圖5-2 兩相短路示意圖3、兩相短路接地b、c 兩相短路接地的情況如圖5-3所示，故障處的三個邊界條件為： Ia=0 （5-7） Vb=0 （5-8） Vc=0 （5-9） 圖5-3

27、 兩相短路接地示意圖兩相短路接地時故障相電流的絕對值為： Ib=Ic=(30.5)1-(X2X0)/(X2+X0)20.5Ia1 (5-10) 短路點非故障相電壓為： Va=3Va1=j(3X2X0/(X2+X0)Ia1 （5-11） 4、正序等效定則所謂正序等效定則，是指在簡單不對稱短路的情況下，短路點電流的正序分量與在短路點各相中接入附加電抗而發(fā)生三相短路時的電流相等。這就是不對稱短路的正序等效定則。表5-4 簡單短路時的X 和m六、兩相接地短路實例計算原始資料：系統(tǒng)如圖 各元件參數(shù)標(biāo)幺值如下（各元件及電源的各序阻抗均相同）：T1：電阻0，電抗0.2，k=1.1，標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)YN接線，非標(biāo)準(zhǔn)

28、變比側(cè)接線；T2：電阻0，電抗0.15，k=1.05，標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)YN接線，非標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)接線；L24: 電阻0.03，電抗0.08，對地容納0.04；L23: 電阻0.023，電抗0.068，對地容納0.03；L34: 電阻0.02，電抗0.06，對地容納0.032；G1和 G2：電阻0，電抗0.15，電壓1.1；負(fù)荷功率：S1=0.5+j0.2；任務(wù)要求：當(dāng)節(jié)點2發(fā)生B、C兩相金屬性接地短路時：1)計算短路點的A、B和C三相電壓和電流；2)計算其它各個節(jié)點的A、B和C三相電壓和電流；3)計算各條支路的電壓和電流。1、兩相短路接地各序網(wǎng)絡(luò)的制定應(yīng)用對稱分量法分析計算不對稱故障時，首先必須作出電力

29、系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)。為此，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線圖、中性點接地情況等原始資料，在故障點分別施加各序電勢，從故障點開始，逐步查明各序電流流通的情況。凡是某一序電流能流通的元件，都必須包括在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的序參數(shù)和等值電路表示。 圖6-1 電力系統(tǒng)接線圖（1）正序網(wǎng)絡(luò)：正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計算對稱短路時所用的等值網(wǎng)絡(luò)。除了中性點接地阻抗、空載線路（不計導(dǎo)納）以及空載變壓器（不計勵磁電流）外，電力系統(tǒng)各元件均應(yīng)包括在正序網(wǎng)絡(luò)中，并且用相應(yīng)的正序參數(shù)和等值電路表示。此外，還須在短路點引入代替故障條件的不對稱電勢源中的正序分量。正序網(wǎng)絡(luò)中的短路點用f1表示，零電位點用o1表示。從f1o1即故障端口看正序網(wǎng)絡(luò)

30、，它是一個有源網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)星網(wǎng)變換和戴維寧簡化正序圖：圖6-2 正序網(wǎng)絡(luò)將正序等值電路圖化簡求出正序等值阻抗： 正序等效電勢源為： （2）負(fù)序網(wǎng)絡(luò)：負(fù)序電流能流通的元件與正序電流的相同，但所有電源的負(fù)序電勢為零。因此，把正序網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù)都用負(fù)序參數(shù)代替，并令電源電勢等于零，而在短路點引入代替故障條件的不對稱電勢源中的負(fù)序分量，便得到負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。在負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中，各電源支路的中性點與負(fù)荷的中性點也可以直接連接起來。圖6-3 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)將負(fù)序等值電路圖化簡求出負(fù)序等值阻抗： （3）零序網(wǎng)絡(luò)：在短路點施加代表故障邊界條件的零序電勢時，由于三相零序電流大小及相位相同，他們必須經(jīng)過大地（或架空地線、電纜包皮

31、等）才能構(gòu)成通路，而且電流的流通與變壓器中性點接地情況及變壓器的接法有密切的關(guān)系。將零序等值電路圖化簡求出零序等值阻抗： 圖6-4 零序網(wǎng)絡(luò) 正序、負(fù)序及零序網(wǎng)絡(luò)化簡如圖6-5：圖6-5 最簡電路圖 兩相短路接地原始條件為：；。即： 根據(jù)原始邊界條件組成的兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)如圖16所示： 圖6-5 兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)應(yīng)用對稱分量法分析各種簡單不對稱短路時，都可以寫出各序網(wǎng)絡(luò)故障點的電壓方程式： 其中，通過計算可以得出： 根據(jù)上面方程可以得出： =可以解出、： =0.0213 - j0.0957 =0.0007 + j0.0215 =-0.0171 + j0.1043 =0.0069 - j0.0011短路點故障相電流為： 根據(jù)以上式子可以求得兩相短路接地時故障相電流的絕對值為： =3.105 - 0.3538j短路點非故障相電壓為： =0.0569 - 0.0039j2、其他節(jié)點電壓電流的計算：節(jié)點3的相電流為：