第八章 考研必看 電力系統(tǒng).ppt

1、電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)Power System Analysis Basis（不對(duì)稱故障）,竇河群,第四章對(duì)稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路,對(duì)稱分量法 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析計(jì)算中的應(yīng)用 電力系統(tǒng)元件序參數(shù)及系統(tǒng)的序網(wǎng)圖 簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算,1、什么是對(duì)稱分量法？ 2、為什么要引入對(duì)稱分量法？,分析過程是什么？,1、各元件的序參數(shù)是怎樣的？ 2、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？,如何利用對(duì)稱分量法對(duì)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障進(jìn)行分析與計(jì)算？,4.1 對(duì)稱分量法,一、對(duì)稱分量法,對(duì)稱分量法是將一組三相不對(duì)稱的電壓或電流相量分解為三組分別對(duì)稱的相量，分別稱為正序分量、負(fù)序分量和零序分量，再利用線性電

2、路的疊加原理，對(duì)這三組對(duì)稱分量分別按對(duì)稱的三相電路進(jìn)行求解，然后再將其結(jié)果進(jìn)行疊加。,對(duì)稱分量的轉(zhuǎn)換,對(duì)稱分量的轉(zhuǎn)換：abc對(duì)稱分量,圖82 零序電流以中性線作通路 三角形接線,該線路每相的自感阻抗為 Zs，相間的互感阻抗為 Zm 當(dāng)元件參數(shù)完全對(duì)稱時(shí),ABC三相之間有耦合,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,其中：,結(jié)論：在三相參數(shù)對(duì)稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ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。,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,序阻抗的概念,序阻抗：元件三相參數(shù)對(duì)稱時(shí)，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(fù)序阻抗,零序阻抗,4.

3、2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,各序網(wǎng)絡(luò)方程：,三個(gè)方程，六個(gè)未知量：根據(jù)短路類型，加邊界條件,4.2 對(duì)稱分量法的應(yīng)用,單相接地,4.3-6 電力系統(tǒng)元件的序參數(shù)和等值電路,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。,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) 無阻尼繞組發(fā)電機(jī),1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗,實(shí)用計(jì)算中發(fā)電

4、機(jī)負(fù)序電抗計(jì)算 有阻尼繞組 無阻尼繞組 發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗近似估算值 有阻尼繞組 無阻尼繞組 無確切數(shù)值，可取典型值,2.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,注意：由于發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)是不接地，零序電流無法流過，所以等值電抗為無限大,二、異步電動(dòng)機(jī),異步電機(jī)的正序阻抗：X1=X 異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=X； 異步電機(jī)的零序電抗：X0=。,三、變壓器的零序電抗及其等值電路,穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)變壓器的等值電抗（雙繞組變壓器即為兩個(gè)繞組漏抗之和）就是它的正序或負(fù)序電抗。變壓器

5、的零序電抗和正序、負(fù)序電抗不同。當(dāng)在變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序電流，以及零序電流的大小與變壓器三繞組的接線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。,三、變壓器的零序電抗及其等值電路,1、雙繞組變壓器：,。,三、變壓器的零序電抗及其等值電路,1、雙繞組變壓器：,。,三、變壓器的零序電抗及其等值電路,1、雙繞組變壓器：,（）,正序的激磁電抗都很大。這是由于正序激磁磁通均在鐵芯內(nèi)部，磁阻較小。零序的激磁電抗與變壓器的結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。 (1)由三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器，各相磁路獨(dú)立，正序和零序磁通都按相在本身的鐵芯中形成回路，因而各序激磁電抗相等，而且數(shù)值很大，近似認(rèn)為激磁電抗為無限大。 (

6、2)對(duì)于三相五柱和鐵殼式變壓器，零序磁通可以通過沒有繞組的鐵芯部分形成回路，零序激磁電抗也相當(dāng)大，也可近似認(rèn)為無限大。 (3)三相三柱式變壓器的零序激磁電抗較小，其值可用試驗(yàn)方法求得，它的標(biāo)幺值一般很少超過1.0。,單相變壓器組,圖412三相三柱式變壓器 零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多：Xm0=0.31.0,圖4-13 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地的變壓器及其等值電路,2、雙繞組變壓器：中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地,圖4-14 三繞組變壓器零序等值電路,3、三繞組變壓器：,變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接,4.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,中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器,中性點(diǎn)經(jīng)電抗接

7、地的自耦變壓器,中性點(diǎn)直接接地時(shí)Un=0，歸算到I次側(cè)的I、II側(cè)繞組端點(diǎn)電壓差為：,根據(jù)定義，歸算到I次側(cè)的電抗：,中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地時(shí)：,歸算到I次側(cè)的I、II側(cè)繞組端點(diǎn)電壓差為：,中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器,根據(jù)定義，歸算到I次側(cè)的電抗：,II側(cè)斷開，歸算到I次側(cè)的電抗：,中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器,I側(cè)斷開，歸算到I次側(cè)的II、III側(cè)電抗：,可得，各側(cè)的電抗：,其中：k12=U1N/U2N,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,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

8、 （2）自感磁通和互感磁通是助增的,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。,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,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,4.7 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

9、示。,正序網(wǎng)絡(luò),負(fù)序網(wǎng)絡(luò),零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電流的流通路徑。,零序網(wǎng)絡(luò),例,第五章 不對(duì)稱故障分析和計(jì)算,各種不對(duì)稱短路時(shí)故障點(diǎn)的電壓電流計(jì)算 非故障點(diǎn)的電壓電流計(jì)算 非全相運(yùn)行的分析計(jì)算,5.1 各種不對(duì)稱短路時(shí)故障點(diǎn)的電壓電流,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件只用電抗表示時(shí)，不對(duì)稱短路的序網(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。,一、單相接地短路,單相接地故障的復(fù)合序網(wǎng),單相接地的短路電流和短路點(diǎn)非故障相電壓,二、兩相短路,兩相短路的復(fù)合序網(wǎng),兩相短路的短路電流,兩相短路的電壓,三、兩相短路接地,兩相短路接地序網(wǎng)圖,兩相短路接地故障相電流,兩相短路接地相量圖,四、正序等效定則,正序分量的計(jì)算,四、正序等效定則,短路電流的計(jì)算,附加電抗和比例系數(shù),例,5.2 不對(duì)稱短路時(shí)非故障處的電流電壓的分析計(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。,一、對(duì)稱分量經(jīng)變壓器后的相位變化,1.YY12連接的變壓器：不發(fā)生相位移動(dòng)。,2.Y11連接的變壓器:移相300,2.Y11連接的變壓器,2.Y11連接的變壓器,二、網(wǎng)絡(luò)