物理电力系统不对称故障.pptx
主要教学安排主讲内容对称分量法对称分量法电力系统元件序参数电力系统元件序参数电力系统序网络电力系统序网络教学要求掌握对称分量法掌握对称分量法电力系统元件序参数和电力系统序网络电力系统元件序参数和电力系统序网络重点、难点电力系统序网络电力系统序网络不对称故障计算不对称故障计算第1页/共55页不对称短路后网络的特点对称分量法若B、C两相接地短路故障 第2页/共55页一、对称分量法的物理解释三相系统中的三个不对称相量可分解为三个对称的三相系统。这三个对称分量为：正序分量组：三个分量的量值相等，相位相差120度，相序与原有相系统的相序相同。下角用注1表示。对称分量法Ua1Ub1Uc1正序分量第3页/共55页对称分量法负序分量组：三个分量的量值相等，相位相差240度，相序与原有相系统的相序相反。下角用注2表示。零序分量组：三个分量的量值相等，相位相差360度，三个分量为同相。下角用注0表示。Ua0Ub0Uc0Uc2Ub2Ua2负序分量零序分量第4页/共55页对称分量法三个不对称相量可用三个对称分量表示：UcUbUa对称分量的合成Ua1Ub1Uc1Uc2Ub2Ua2Ua0Ub0Uc0第5页/共55页对称分量法取运算符号 ,则有：UcUbUaUa1Ub1Uc1Ua0Ub0Uc0Ua2Uc2Ub2第6页/共55页三相不对称分量写成矩阵形式为：对称分量法第7页/共55页三相不对称分量（电流）写成矩阵形式为：In=Ia+Ib+Ic利用对称分量法计算后，中线电流为零序电流的三倍In=3I0三相四线制对称Y接系统，中线电流为三相电流之和：对称分量法第8页/共55页例：计算三相对称系统的各序电压解三相对称系统（正序），a相正序分量即为该相电压，零序和负序分量为零。Ua1Ub1Uc1正序分量对称分量法第9页/共55页三相对称系统（负序），a相负序分量即为该相电流，零序和正序分量为零。Ia1Ic1Ib1负序分量例：计算三相对称系统的各序电流解第10页/共55页例：计算三相系统断路时的各序电流和中线电流解三相系统断路（不对称）时的各序电流均不为零中线电流为零序电流的三倍第11页/共55页对称分量法三相系统任一点的复功率为：第12页/共55页序网络对称分量法在不对称短路分析中的应用三相输电线路是对称元件，自阻抗互阻抗不对称短路后，线路上流过三相不对称电流，这一组不对称电流在三相输电线路上的电压降是不对称的，它们之间的关系可用如下矩阵方程表示：三相电压降和三相电流变换为对称分量称序阻抗矩阵，展开得 输电线路的正、负、零序阻抗第13页/共55页(1)只有三相输电线路的参数对称时，当三相参数不对称时(2)负序阻抗等于正序阻抗，这个结论可以推广到所有静止元件，如变压器、电抗器等；而旋转元件，如发电机和电动机，其负序阻抗和正序阻抗不相等。(3)三相对称系统中通入正序或负序电流时，任意两相对第三相的互感是去磁的；而通入零序电流时，由于三相的零序电流大小相等、方向相同，任意两相对第三相的互感起助磁作用。因此，输电线路的零序电抗总大于其正、负序电抗。才是一个对角矩阵，的非对角元素不全为零。对称分量法对称分量法在不对称短在不对称短路分析中的应用路分析中的应用各序对称分量是独立作用的第14页/共55页对称分量法对称分量法在不对称短路分析中的应用在不对称短路分析中的应用(a)系统图(b)等值电路(c)(f)对称分量法的应用电源电势是对称的，仅有正序分量负序、零序网络中无电源电势正、负、零序网络三相完全对称，可以取一相的研究来代替三相。第15页/共55页(a)单相等值电路图(b)简化单相等值电路图对称分量法对称分量法在不对称短路分析中的应用在不对称短路分析中的应用图7-4 简化序网图第16页/共55页EaEb EcIaIbIc三相对称Y接发电机的序网络Ea,Eb,Ec 为三相电源电势，Ia，IbIc为三相线电流.Zn为发电机中线与地相接阻抗电力系统元件的序参数第17页/共55页Z1=Zg1(正序阻抗为发电机次暂态电抗)Eg1U1Z1正序网络U2U0Z2Z0零序网络负序网络三相对称Y接发电机的序网络负序阻抗为发电机负序组抗Z2=Zg2零序阻抗为发电机零序组抗与3倍接地阻抗之和电力系统元件的序参数Z0=Zg0+3Zn同步发电机的负序与零序电抗见表7-1，7-2。第18页/共55页Z2=Zm2Z0=Zm0+3ZnZ1=Zm1Em1同步电机三相对称Y接同步电机与异步电动机的序网络电力系统元件的序参数(a)正序等值电路 (b)负序等值电路异步电动机的序网络异步电动机的三相定子绕组通常接成三角形或不接地星形第19页/共55页电力系统元件的序参数双绕组变压器的零序参数和等效电路零序电流对外视为开路 第20页/共55页YNd联结变压器d侧的零序环流(a)零序电流回路 (b)零序等值电路原、副绕组的漏电抗零序励磁电抗电力系统元件的序参数第21页/共55页电力系统元件的序参数(a)零序电流回路 (b)零序等值电路图7-8 中性点经电抗接地YNd变压器的零序等值电路原、副绕组的漏电抗零序励磁电抗双绕组变压器的零序参数和等效电路第22页/共55页电力系统元件的序参数双绕组变压器的零序参数和等效电路YNy原绕组的漏电抗零序励磁电抗(a)零序电流回路 (b)零序等值电路第23页/共55页电力系统元件的序参数双绕组变压器的零序参数和等效电路YNyn原、副绕组的漏电抗零序励磁电抗(a)零序电流回路 (b)零序等值电路第24页/共55页电力系统元件的序参数(a)三个单相的组成 (b)三相四柱式(c)三相三柱式变压器零序主磁通的磁路双绕组变压器的零序参数和等效电路YNd YNdYNyYNyn第25页/共55页电力系统元件的序参数三绕组变压器的零序参数和等效电路(a)零序电流回路 (b)零序等值电路第26页/共55页电力系统元件的序参数三绕组变压器的零序参数和等效电路第27页/共55页电力系统元件的序参数三绕组变压器的零序参数和等效电路第28页/共55页电力系统元件的序参数自藕变压器的零序参数和等效电路第29页/共55页电力系统元件的序参数自藕变压器的零序参数和等效电路第30页/共55页输电线路的零序阻抗 电力系统元件的序参数“导线-大地”回路的自阻抗(a)电流回路图 (b)等值导线模型图“导线-大地”回路第31页/共55页二个“导线大地”回路间的互阻抗 输电线路的零序阻抗 电力系统元件的序参数图 两个平行的“导线-大地”回路第32页/共55页图 三相架空输电线零序电流回路互阻抗 电力系统元件的序参数输电线路的零序阻抗 单回三相架空输电线的零序阻抗第33页/共55页电力系统元件的序参数双回架空输电线路的零序阻抗输电线路的零序阻抗 当两个回路的参数完全相同时，即每一回路的零序等值阻抗为 每一回路的零序自阻抗两个回路间的零序互阻抗第34页/共55页有架空地线时输电线路的零序阻抗电力系统元件的序参数输电线路的零序阻抗 架 空 线 路 类 型无架空地线单回线路3.5无架空地线双回线路5.5钢质架空地线单回线路3.0良导体架空地线单回线路2.0钢质架空地线双回线路4.7良导体架空地线双回线路3.0表 架空输电线的零序电抗第35页/共55页电缆线路的零序阻抗电力系统元件的序参数第36页/共55页电力系统的序网络(a)电力系统接线图(b)正序网络及简化网络(c)负序网络及简化网络第37页/共55页电力系统的序网络(a)零序网络回路图(b)零序网络及简化网络第38页/共55页例7-17-1 试制订图7-27(a)所示系统在 点发生不对称接地短路时的各序网络。(b)正序网络(c)负序网络(d)零序网络(a)系统图第39页/共55页例7-7-2 2 试制订图7-28(a)所示系统在 点发生不对称接地短路时的零序网络。(a)系统图（b）零序网络第40页/共55页例，利用对称分量法计算2节点三相短路电流画序网络图序网络等效图简单不对称短路故障分析第41页/共55页简单不对称短路故障分析第42页/共55页简单不对称短路故障分析l电力系统的正常运行一般是对称的，它的三相电路、各相电流、电压对称，只有正序分量。l当电力系统的某一点发生不对称故障时，三相电路的对称条件受到破坏，三相对称电路也就成为不对称的了。l关键：故障点的不对称是使原来的三相对称电路变成不对称的关键所在。l在计算不对称故障时，设法在一定条件下，把故障点的不对称化为对称的，使由故障破坏了对称性的三相电路转化成三相对称电路，从而可以用单相电路进行计算。l用对称分量法把故障点的不对称转化为对称的。第43页/共55页（1）直接短路：边界条件：以a相为基准相：单相接地短路：简单不对称短路故障分析第44页/共55页所以三序网串联：Z=R+jXjX单相接地短路：第45页/共55页计算故障处的短路电流，对地电压各序分量:单相接地短路：第46页/共55页短路点三相电压：第47页/共55页短路点三相电压电流矢量图第48页/共55页正序、负序、零序电流分量相等零序电压分量负序电压分量正序电压分量单相接地短路第49页/共55页（2）经阻抗短路：边界条件：以a相为基准相：ZF单相接地短路：第50页/共55页单相接地短路：第51页/共55页例，利用对称分量法计算2节点单相短路电流单相接地短路：第52页/共55页单相接地短路：第53页/共55页总结1、掌握对称分量法的概念；2、了解同步发电机、变压器及输电线路各序电抗；3、学会制定序网络；4、掌握利用对称分量法求解不对称故障。第54页/共55页感谢您的观看！第55页/共55页
