电力系统暂态分析第三版ppt课件.ppt

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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分电力系统暂态分析电力系统暂态分析变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分暂态分析，瞬变、过渡、暂时暂态分析，瞬变、过渡、暂时物理特点：由一个状态（初始状态）变化物理特点：由一个状态（初始状态）变化到另一状态（终止状态）的过程分析，到另一状态（终止状态）的过程分析，数学特点：用微分方程描述的过程分析。数学特点：用微分方程描述的过程分析。应用：电力系统设计、规划、控制等

2、。应用：电力系统设计、规划、控制等。绪绪 论论变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第一章第一章 电力系统故障分析的基本知识电力系统故障分析的基本知识本章的主要内容是简单介绍电力系统产生故障本章的主要内容是简单介绍电力系统产生故障的原因、故障的种类、故障的分类、故障的危害、的原因、故障的种类、故障的分类、故障的危害、短路计算的目的。短路计算的目的。介绍标幺制在故障分析中的应用。介绍标幺制在故障分析中的应用。最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相短最后仔细讨论无限大功率电源供电的三相短路电流分析。路电

3、流分析。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分目录目录第一节第一节 故障概述故障概述第二节第二节 标么制标么制第三节第三节 无限大功率电源供电的三相短路无限大功率电源供电的三相短路电流分析电流分析变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第一节第一节 概述概述故障，事故，短路故障：正常运行情况故障，事故，短路故障：正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。以外的相与相之间或相与地之间的连接。1故障类

4、型（电力系统故障分析中）故障类型（电力系统故障分析中）名称名称 图示图示 符号符号 三相短路三相短路 二相短路二相短路 f（3） f ：fault f（2） 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 单相短路接地单相短路接地 二相短路接地二相短路接地 一相断线一相断线 二相断线二相断线 f（1） f（1.1） 名称名称 图示图示 符号符号变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分发生短路故障的主要原因发生短

5、路故障的主要原因雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏化，或遭受机械损伤，致使载流导体的绝缘被损坏 不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导不可预计的自然损坏，例如架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等线履冰引起电杆倒塌等，或因鸟兽跨接裸露导体等 自然的污秽加重降低绝缘能力自然的污秽加重降低绝缘能力 运行人员违反安全操作规程而误操作，例如线路运行人员违反安全操作规程而误操作，例如线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。或设备检修后未拆除接地线就加上电压等。 变电站电气主接线是指

6、变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分产生短路的主要原因是电气设备载流部分产生短路的主要原因是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。如：例如架空输电线的绝缘子，电气设备如：例如架空输电线的绝缘子，电气设备载流部分的绝缘材料在运行中损坏，运行人员载流部分的绝缘材料在运行中损坏，运行人员在线路检修后末拆除地线就加电压等误操作也在线路检修后末拆除地线就加电压等误操作也会引起短路故障会引起短路故障电力系统的短路故障大多数发生在架空线电力系统的短路故障大多数发生在架空线路部分路部分变电站电

7、气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分为了减少短路对电力系统的危害，可以采为了减少短路对电力系统的危害，可以采取限制短路电流的措施：如加电抗器。取限制短路电流的措施：如加电抗器。短路问题是电力技术方面的基本问题之一。短路问题是电力技术方面

8、的基本问题之一。掌握短路发生以后的物理过程以及计算短掌握短路发生以后的物理过程以及计算短路时各种运行参量路时各种运行参量(电流、电压等电流、电压等)的计算方法的计算方法是非常必要的。是非常必要的。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分短路电流计算的主要目的为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据。为此，定性提供依据。为此，计算短路冲击电流以校验设备计算短路冲击电流以校验设备的机械稳定性，计算短路电流的周期分量以校验设备的机械稳定性，计算短路电

9、流的周期分量以校验设备的热稳定性；的热稳定性； 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据必要的数据 ；为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。并正确整定其参数提供可靠的依据。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分故障分析的分类：故障分析的分类：形式上又可称为短路故障、断线故障（非形式上又可称为短路故障、断线故障（非全相运行）全相运行） （横向与纵向）（横向与纵向）分析方

10、法上：不对称故障、对称故障（分析方法上：不对称故障、对称故障（f f（3 3）计算方法上：并联型故障、串联性故障计算方法上：并联型故障、串联性故障简单故障：在电力系统中只发生一个故障。简单故障：在电力系统中只发生一个故障。复杂故障：在电力系统中的不同地点（两复杂故障：在电力系统中的不同地点（两处以上）同时发生不对称故障。处以上）同时发生不对称故障。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第二节第二节 标幺制标幺制一一 、 标幺值标幺值与稳态中有所不同，故障计算时近似计与稳态中有所不同，故障计算时近似

11、计算。故标么值也是用近似计算。算。故标么值也是用近似计算。 标幺值标幺值=有名值有名值基准值基准值二二 、 基准值的选取基准值的选取基准值的选取有一定的随意性，工程中一般基准值的选取有一定的随意性，工程中一般选择惯用值（选择惯用值（） 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分稳态分析：稳态分析： ,其中：其中：SB：三相功率三相功率 UB：线电压线电压 IB：星形等值电路中的相电流星形等值电路中的相电流 ZB：单相阻抗：单相阻抗3BBBSUI3BBBUI Z短路分析中：短路分析中：ZB：单相阻抗：单

12、相阻抗-故障分析中的等值电路计算与稳态分故障分析中的等值电路计算与稳态分析相同析相同IB：星形等值电路中的相电流星形等值电路中的相电流UB：相电压相电压变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分电力系统三相电路分析中用标幺制时，基准值电力系统三相电路分析中用标幺制时，基准值的选取有几个任意给定量？为什么？的选取有几个任意给定量？为什么？答：有两个任意给定量。因为有答：有两个任意给定量。因为有4 4个变量分别个变量分别为为SB：三相功率三相功率; UB：线电压线电压; IB：星形等值电路中星形等值电路中

13、的相电流的相电流; ZB：单相阻抗。：单相阻抗。而他们之间有二个约束而他们之间有二个约束方程分别为方程分别为给定二个量后，余者可由这二个方程唯一地解给定二个量后，余者可由这二个方程唯一地解出。出。3BBBSUI3BBBUI Z变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、基准值改变时标幺值的换算三、基准值改变时标幺值的换算进行电力系统计算时，必须取统一的基准进行电力系统计算时，必须取统一的基准值。值。若已知以设备本身额定值为基准值的标幺若已知以设备本身额定值为基准值的标幺值值X*(N)，求以系统基准值

14、，求以系统基准值SB、UB为基准时的标为基准时的标幺值幺值X*(B). 例如：已知例如：已知US%，STN，求在系统基准容量，求在系统基准容量SB时的标幺值电抗？时的标幺值电抗？ 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分*()%100sNUx2*()2%1 0 0sT NBBT NBUUSxSU2*()*()2 NBBNBNUSxxUS额定容量额定容量S SN N小，则电抗小，则电抗x x* *（B B）大，小机组、大，小机组、小变压器的电抗大；小变压器的电抗大；简单网络计算中，选取简单网络计算中，

15、选取S SB B=S=STNTN（S SN N），可），可减少参数的计算量。减少参数的计算量。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四、变压器联系的不同电压等级电四、变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标么值的计算网中各元件参数标么值的计算用标么值计算时，也就是在各元件参数的用标么值计算时，也就是在各元件参数的有名值归算到同一个电压等级后，在此基础上有名值归算

16、到同一个电压等级后，在此基础上选定统一的基准值求各元件参数的标么值的。选定统一的基准值求各元件参数的标么值的。 下面分别介绍准确计算法和一种近似计算下面分别介绍准确计算法和一种近似计算法。短路电流计算一般采用近似计算法。法。短路电流计算一般采用近似计算法。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分(一一)准确计算法准确计算法10.5/121110/6.6假设在图中己选定第假设在图中己选定第1 1段作为基本段，其它段作为基本段，其它各段的参数均向这一段归算，然后选择功率基各段的参数均向这一段归算，然后选

17、择功率基准值相电压基淮值分别为准值相电压基淮值分别为S SB B和和U UB1B1。其他各段的。其他各段的基准电压分别为：基准电压分别为：U UB2B2=U=UB1B1* *121/10.5121/10.5； U UB3B3=U=UB2B2* *6.6/1106.6/110 作等值电路作等值电路：jxG jxT1 jxL jxT2 jxR 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2*()*()2GNBGBGNGnBUSxxSU取基准电压取基准电压= =额定电压，可简化计算额定电压，可简化计算 221

18、*2212%10.5121100100ssBBTTNBTNBUUSSxSUSU变压器电抗可由任一侧计算变压器电抗可由任一侧计算 2*221210.5121BBLllBBSSxxlxlUU 线路电抗就地处理更方便线路电抗就地处理更方便 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分即，准确计算法有即，准确计算法有3种，种， 阻抗归算法；阻抗归算法； （阻抗按变压器实际变（阻抗按变压器实际变比归算，简单网络较方便）比归算，简单网络较方便） 就地处理法；就地处理法； （基准电压按变压器实（基准电压按变压器实际变

19、比归算，大网络计算较方便）际变比归算，大网络计算较方便） 在就地处理中，取定各段的基准电压在就地处理中，取定各段的基准电压（不一定按变压器实际变比作基准电压归算），（不一定按变压器实际变比作基准电压归算），则可出现则可出现1：k*的理想变压器，然后再将的理想变压器，然后再将1：k*变压器用变压器用形等值电路表示。形等值电路表示。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（二）（二） 近似计算法近似计算法平均额定电压平均额定电压Uav=1.05UN, 若取若取SB=100MVA，UB=Uav 55023

20、01153710.56.3Uav50022011035106UN成为工程中惯用的基准值。成为工程中惯用的基准值。假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取假定变压器的变比均为平均额定电压的变比，且取各段基准电压均为相应段的平均额定电压，此时的参数各段基准电压均为相应段的平均额定电压，此时的参数计算称为近似计算法，即有以下简单计算：计算称为近似计算法，即有以下简单计算：*( )*()BGBGNGnSxxS1*%100BTTNSUsxS容量大，电抗小容量大，电抗小变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部

21、分第三节第三节 无限大功率电源供电的三相短路分析无限大功率电源供电的三相短路分析本节将分析图所示的简单三相电路中发生突然对本节将分析图所示的简单三相电路中发生突然对称短路的暂态过程。称短路的暂态过程。R LR LiaR LR LibR LR Lic变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。这种电源称为无限大功率电源。这个名称从概念上是这种电源称为无限大功率电源。这个名称从概念上是不难理解的：不难理解的：（1）电源功率为

22、无限大时，外电路发生短路）电源功率为无限大时，外电路发生短路(种扰动种扰动)引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，引起的功率改变对于电源来说是微不足道的，因而电源的电压和频率因而电源的电压和频率(对应于同步电机的转速对应于同步电机的转速)保持保持恒定；恒定；（2)无限大功率电源可以看作是由无限多个有限无限大功率电源可以看作是由无限多个有限功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保功率电源并联而成，因而其内阻抗为零，电源电压保持恒定。持恒定。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分往往是以供电电

23、源的内阻抗与短路回路总往往是以供电电源的内阻抗与短路回路总阻抗的相对大小来判断电源能否作为无限大阻抗的相对大小来判断电源能否作为无限大功率电源。功率电源。若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的的10%时，则可认为供电电源为无限大功率时，则可认为供电电源为无限大功率电源。电源。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、暂态过程分析一、暂态过程分析对于前图所示的三相电路，短路发生前，电对于前图所示的三相电路，短路发生前，电路处于稳态路处于稳态,其其a相的电流表达式为

24、：相的电流表达式为：00sin()amiItR LR LiaR LR LibR LR Lic变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分短路暂态过程的分析与计算就是针对左边短路暂态过程的分析与计算就是针对左边回路的。假定短路住回路的。假定短路住t t0s0s时发生，由于电路仍时发生，由于电路仍为对称可以只研究其中的一相例如为对称可以只研究其中的一相例如a a相相电流电流的瞬时值应满足如下微分方程：的瞬时值应满足如下微分方程：sin()aamdiLRiUtdtR LR LiaR LR LibR LR Li

25、c变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分其解其解=特解特解+齐次方程的通解齐次方程的通解0000sin(120 )sin(120 )sin(120 ) toTabmmmiItIIe00sin()sin()sin() tTaammmiItIIe 0000sin(120 )sin(120 )sin(120 ) toTacmmmiItIIe根据三相线路的对称性：根据三相线路的对称性：变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一

26、个重要组成部分讨论讨论tiaipaipa0iaa0iaa1 1、由上图及公式可见。、由上图及公式可见。短路至稳态时，三相中的稳态短路至稳态时，三相中的稳态短路电流为三个幅值相等、相角相差短路电流为三个幅值相等、相角相差1201200 0的交流电流，的交流电流，其幅值大小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗。其幅值大小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗。从短路发生至稳态之间的暂态过程中，每相电流还包从短路发生至稳态之间的暂态过程中，每相电流还包含有逐渐衰减的直流电流，它们出现的物理原因是电含有逐渐衰减的直流电流，它们出现的物理原因是电感中电流在突然短路瞬时的前后不能突变；很明显，感中电流在突然

27、短路瞬时的前后不能突变；很明显，三相的直流电流是不相等的。三相的直流电流是不相等的。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2、三相短路电流波形、三相短路电流波形 由于有了直流分量，短路电流曲线便不与由于有了直流分量，短路电流曲线便不与时间轴对称，而直流分量曲线本身就是短路电流时间轴对称，而直流分量曲线本身就是短路电流曲线的对称轴。曲线的对称轴。因此，当已知因此，当已知短路电流曲线时，短路电流曲线时，可以应用这个性质把直流分量从短路电流曲线中可以应用这个性质把直流分量从短路电流曲线中分离出来，即将短

28、路电流曲线的两根包络线间的分离出来，即将短路电流曲线的两根包络线间的垂直线等分。垂直线等分。tiaipaipa0iaa0iaa变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分3 3、直流分量起始值越大短路电流瞬时值越大。、直流分量起始值越大短路电流瞬时值越大。4 4、三相中直流电流起始值不可能同时最大或同、三相中直流电流起始值不可能同时最大或同时为零时为零tiaipaipa0iaa0iaa变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中

29、一个重要组成部分根据前面的分析可以得出这样的根据前面的分析可以得出这样的结论结论：当短路发生在电感电路中、短路前为空载的当短路发生在电感电路中、短路前为空载的情况下直流分组电流最大，若初始相角满足情况下直流分组电流最大，若初始相角满足-=900，则一相，则一相(a相相)短路电流的直流分量起始值短路电流的直流分量起始值的绝对值达到最大值即等于稳态短路电流的幅的绝对值达到最大值即等于稳态短路电流的幅值。值。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、短路冲击电流和最大有效值电流二、短路冲击电流和最大有效

30、值电流(一一)短路冲击电流短路冲击电流短路电流在前述最恶劣短路情况下的最大瞬短路电流在前述最恶劣短路情况下的最大瞬时值，称为短路冲击电流时值，称为短路冲击电流cosatTammiItI e tiiMT/2ia0ip0对于对于G G、T T、L L：xRxR，90900 0，最恶劣的情况为：最恶劣的情况为：Im|0|Im|0|=0,=0=0,=0即空载运行，电压过零瞬间即空载运行，电压过零瞬间变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分冲击电流冲击电流iM出现在短路发生后出现在短路发生后1/2周期，周期，

31、f=50Hz, t=0.01s，即有：，即有：0.01aTMmmiII e0.01(1)aTmMmeIk I冲击系数：冲击系数：0.011aTMke 冲击电流对周期电流幅值的倍数（冲击电流对周期电流幅值的倍数（1kM2） tiiMT/2ia0ip0变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分实用中，实用中，k kM M=1.8=1.8 对变压器高压侧短路；对变压器高压侧短路；k kM M=1.9 =1.9 对机端短路。对机端短路。冲击电流主要用于检验电气设备和载流冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的

32、动稳定度。导体的动稳定度。产生冲击电流的条件有三条：产生冲击电流的条件有三条：1 1）短路前空载）短路前空载2 2）短路时电流正处于幅值相位）短路时电流正处于幅值相位3 3）经过半个周期）经过半个周期变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分（二）（二） 最大有效值电流最大有效值电流 有效值有效值 /2/222/2/211()t Tt Ttpttt Tt TIi dtiidtTT最大有效值电流：短路后半个周期时，设该时刻最大有效值电流：短路后半个周期时，设该时刻前后一个周期内非周期分量近似不变的电流。

33、根据谐前后一个周期内非周期分量近似不变的电流。根据谐波的有效值分析，因波的有效值分析，因i ip p、i i正交，周期积分正交，周期积分=0=0，有效值有效值 /2/222/2/211()t Tt Ttpttt Tt TIi dtiidtTT22222( 0.01 )( ()()1 2(1)222mmmMtsMmMIIIIiiIk2)62. 152. 1 (mMII近似认为：近似认为： 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分i iM M、I IM M可根据可根据ImIm及及k kM M计算，计算，

34、11k kM M2 3.453.45时，表时，表明发电机离短路点电气距离很远，近似认为短路电流明发电机离短路点电气距离很远，近似认为短路电流的周期分量已不随时间而变。即的周期分量已不随时间而变。即1tCIIIX 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分应用计算曲线法的具体计算步骤：应用计算曲线法的具体计算步骤：作等值网络：作等值网络：选取网络基准功率和基准电压选取网络基准功率和基准电压（一般选取（一般选取SB=100MVA, UB=Uav），计算网络各），计算网络各元件在统一基准下的标幺值，发电机采

35、用次暂元件在统一基准下的标幺值，发电机采用次暂态电抗，负荷略去不计态电抗，负荷略去不计 进行网络变换：进行网络变换：求各等值发电机对短路点的求各等值发电机对短路点的转移电抗转移电抗Xik 求计算电抗：求计算电抗：将各转移电抗按各等值发电机将各转移电抗按各等值发电机的额定容量归算为计算电抗，即：的额定容量归算为计算电抗，即：CiikNiBXXSS 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分求求t t时刻短路电流周期分量的标幺值：时刻短路电流周期分量的标幺值： 根据各计算电抗和指定时刻根据各计算电抗和指定

36、时刻t t，从，从相应的计算曲线或对应的数字表格中查相应的计算曲线或对应的数字表格中查出各等值发电机提供的短路电流周期分出各等值发电机提供的短路电流周期分量的标幺值量的标幺值对无限大功率系统，取母线电压对无限大功率系统，取母线电压U U* *=1=1计算短路电流周期分量的有名值计算短路电流周期分量的有名值 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第四章第四章 对称分量法及电力系统元件的各序对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路参数和等值电路对称分量法对称分量法在不对称故障分析中的应用同步发电机

37、的负序和零序电抗异步电动机的负序和零序电抗变压器的零序电抗和等值电路变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第一节 对称分量法)0()2()1()0()2()1()0()2()1(ccccbbbbaaaaFFFFFFFFFFFF由于每一组是对称的，故有下列关系：由于每一组是对称的，故有下列关系： （41） 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1aI1bI1cI2aI2cI2bI0c0b0aIII 变电

38、站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分式中，式中， )0()0()0()2(2)2(240)2()2()2(120)2()1()1(120)1()1(2)1(240)1(0000acbaajcaajbaajcaajbFFFFaFeFFaFeFFaFeFFaFeF23210120jeaj232102402jeaj，； 。（42） 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分将4-2代入到4-1可得：或简写为：)0

39、()2()1(2211111aaacbaFFFaaaaFFFSPFTF1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分上式说明三组对称相量合成得三个不对称上式说明三组对称相量合成得三个不对称相量。其逆关系为：相量。其逆关系为：或写为：或写为： cbaaaaFFFaaaaaFFF11113122)0()2()1(PSFTF1（46） 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分结论：说明三个不对称的相量可以唯一地分解

40、成为三组说明三个不对称的相量可以唯一地分解成为三组对称的相量对称的相量(即对称分量即对称分量)：正序分量、负序分量和零：正序分量、负序分量和零序分量。序分量。将式（将式（46）的变换关系应用于基频电流（或电）的变换关系应用于基频电流（或电压），则有：压），则有：cbaaaaIIIaaaaIII111113122)0()2()1()(31)0(cbaaIIII变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分由上式知，只有当三相电流之和不等于零时才有由上式知，只有当三相电流之和不等于零时才有零序分量。如果三相系

41、统是三角形接法，或者没有中零序分量。如果三相系统是三角形接法，或者没有中性线（包括以地代中线）的星形接法，三相线电流之性线（包括以地代中线）的星形接法，三相线电流之和总为零，不可能有零序分量电流。和总为零，不可能有零序分量电流。只有在有中性线的星形接法中才可能只有在有中性线的星形接法中才可能 ，则中性线中的电流则中性线中的电流 ，即为三，即为三倍零序电流，如图倍零序电流，如图42所示。可见，零序电流必须以所示。可见，零序电流必须以中性线为通路。中性线为通路。 0cbaIII)0(3acbanIIIII变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的

42、主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分第二节第二节 对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用首先要说明，在一个三相对称的元件中（例如线首先要说明，在一个三相对称的元件中（例如线路、变压器和发电机），如果流过三相正序电流，则路、变压器和发电机），如果流过三相正序电流，则在元件上的三相电压降也是正序的；同理，如果流过在元件上的三相电压降也是正序的；同理，如果流过负序和零序电流，则元件上的三相电压降也是负序的负序和零序电流，则元件上的三相电压降也是负序的或零序的。对于三相对称的元件，各序分量是独立的，或零序的。对于三相对称的元件，各序分量是独立的，即正序电压只与正序电

43、流有关，负序、零序也是如此。即正序电压只与正序电流有关，负序、零序也是如此。下面以一回三相对称的线路为例子说明之。下面以一回三相对称的线路为例子说明之。 zaazabzbczaczbbzcc变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分如果在线路上流过三相不对称的电流如果在线路上流过三相不对称的电流(由于其它地由于其它地方发生不对称故障方发生不对称故障)，则虽然三相阻抗是对称的，三相，则虽然三相阻抗是对称的，三相电压降也不是对称的。三相电压降与三相电流有如下电压降也不是对称的。三相电压降与三相电流有如下关

44、系：关系： cbasmmmsmmmscbacccbcabcbbbaacabaacbaIIIzzzzzzzzzIIIzzzzzzzzzUUUpppIzUpppITTzTUT111sssIzU变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分msmsmspszzzzzzTzTz20000001Zs即为电压降的对称分量和电流的对称分量之间即为电压降的对称分量和电流的对称分量之间的阻抗矩阵。的阻抗矩阵。 )0()0()0()0()2()2()2()2()1()1()1()1()2()()(aamsaaamsaaams

45、aIzIzzUIzIzzUIzIzzU变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分式中式中Z (1) 、 Z (2) 、 Z (0)分别称为此线路的分别称为此线路的正序、负序、零序阻抗。正序、负序、零序阻抗。所以对于三相对称的元件中的不对称电流、所以对于三相对称的元件中的不对称电流、电压问题的计算，可以分解称三组对称的分量，电压问题的计算，可以分解称三组对称的分量，分别进行计算。由于每组分量的三相是对称的，分别进行计算。由于每组分量的三相是对称的，只需分析一相，如只需分析一相，如a相即可。相即可。 变电

46、站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分故障点电流、电压的对称分量 fabcIfabcU不对称将三相电流、电压作对称分量分解，由于三相对称系统的对称分量互不耦合正序网负序网零序网) 1 (faU)1(faI)2(faU)2(faI)0(faI)0(faU由戴维南等值，即aE)1(z) 1 (faU) 1 (faI)2(z)2(faU)2(faI)0(z)0(faU)0(faI对称变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重

47、要组成部分故障点的序电压方程故障点的序电压方程)1()1()1(zIEUfaafa)2()2()2(zIUfafa)0()0()0(zIUfafa是表征了网络结构和故障前是表征了网络结构和故障前运行方式的序电压方程运行方式的序电压方程 单相接地短路故障的相分量边界条件：单相接地短路故障的相分量边界条件： 0faU0fcfbII用序分量表示为：用序分量表示为： 0)0()2()1(fafafafaUUUU)0()2()1 (2fafafafbIIaIaI)0()2(2)1 (fafafafcIIaIaI)0()2()1(fafafaIII变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统

48、相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分序电压方程和边界条件联立求解序电压方程和边界条件联立求解 )1()1()1(zIEUfaafa)2()2()2(zIUfafa)0()0()0(zIUfafa0)0()2()1(fafafaUUU)0()2()1(fafafaIII用对称分量法分析电力系统的不对称故障问题：用对称分量法分析电力系统的不对称故障问题：首先要列出各序的电压平衡方程，或者说必须求得各首先要列出各序的电压平衡方程，或者说必须求得各序对故障点的等值阻抗，然后结合故障处的边界条件，序对故障点的等值阻抗，然后结合故障处的边界条件，即可算出故障处即可

49、算出故障处a相的各序分量，最后求得各相的量。相的各序分量，最后求得各相的量。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分序电压方程和边界条件的联立求解可用复合序网序电压方程和边界条件的联立求解可用复合序网（电路形式）表示：（电路形式）表示：aE)1(z) 1 (faI) 1 (faU)2(faI)2(faU)0(faI)0(faU)2(z)0(z)0()2()1(0)1(zzzUIfafa变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组

50、成中一个重要组成部分应用对称分量法进行电力系统的不对称分应用对称分量法进行电力系统的不对称分析，首先必须确定系统中各元件的各序参数析，首先必须确定系统中各元件的各序参数 元件的序阻抗元件的序阻抗指元件中流过某序电流时元指元件中流过某序电流时元件两端所产生的序电压降与该序电流的比值件两端所产生的序电压降与该序电流的比值 静止元件静止元件无论流过正序电流还是负序电无论流过正序电流还是负序电流，并不改变相与相之间的磁耦合关系，流，并不改变相与相之间的磁耦合关系，其正序阻抗与负序阻抗相等；零序电抗其正序阻抗与负序阻抗相等；零序电抗较为复杂；较为复杂； 旋转元件旋转元件，各序电流流过时引起不同的，各序电