电力系统不对称故障的分析和计算.ppt

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1、8-1 8-1 简单不对称短路的分析简单不对称短路的分析q正序等效定则（重点）正序等效定则（重点）8-2 8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换（重点）电压和电流对称分量经变压器后的相位变换（重点）8-3 8-3 非全相断线的分析非全相断线的分析第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1/17/20231电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算8-1 8-1 简单不对称短路的分析简单不对称短路的分析 1/17/20232电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力

2、系统不对称故障的分析和计算图图8-1 8-1 单单相接地短路相接地短路n单单相（相（a相）接地短路的相）接地短路的边边界条件：界条件：，一、一、单单相（相（a相）接地短路相）接地短路n用用对对称分量表示称分量表示为为:和两相短路接地比较1/17/20233电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算化化简简整理后，得整理后，得各序分量的求解方法：各序分量的求解方法：1.解方程组解方程组2.复合序网法复合序网法1/17/20234电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1、解方程组

3、、解方程组1/17/20235电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算各序分量确定各序分量确定为为:1/17/20236电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算2、复合序网法、复合序网法边边界条件：界条件：1/17/20237电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算构造复合序网构造复合序网图图8-2 单相短路的复合序网单相短路的复合序网正、负、零三序网的串联正、负、零三序网的串联1/17/20238电力系统分析电力系

4、统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1/17/20239电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1/17/202310电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算短路点非故障相的短路点非故障相的对对地地电压为电压为短路点故障相电流为短路点故障相电流为1/17/202311电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1/17/202312电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力

5、系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算图图8-4 8-4 两相短路两相短路n边界条件为边界条件为:二、两相（二、两相（b相和相和c相）短路相）短路n对对称分量表示称分量表示为为:1/17/202313电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算整理后，可得整理后，可得由此构造复合序网（正序网和负序网相并联）由此构造复合序网（正序网和负序网相并联）图图8-5 两相短路的复合序网两相短路的复合序网求出求出没有零序网络1/17/202314电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障

6、的分析和计算短路短路电电流流绝对值绝对值：短路点各相短路点各相对对地地电压为电压为:短路点故障相的短路点故障相的电电流流为为:1/17/202315电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算图图8-6 8-6 两相短路接地两相短路接地n边边界条件界条件为为:三、两相（三、两相（b相和相和c相）短路接地相）短路接地n用用对对称分量表示称分量表示为为:和单相短路比较1/17/202316电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算化化简简整理后，得整理后，得1/17/202317电力系

7、统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算图图8-7 两相短路接地的复合序网两相短路接地的复合序网（正、负、零三序网的并联）（正、负、零三序网的并联）1/17/202318电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算各序分量确定各序分量确定为为:可求得可求得:图图8-7 两相短路接地的复合序网两相短路接地的复合序网（正、负、零三序网的并联）（正、负、零三序网的并联）1/17/202319电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算短

8、路短路电电流流为为短路点非故障相的短路点非故障相的对对地地电压为电压为短路点故障相电流为短路点故障相电流为1/17/202320电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算所有短路所有短路类类型短路型短路电电流的正序分量可以流的正序分量可以统统一写成一写成表示附加表示附加电电抗，上角抗，上角标标（n）代表短路）代表短路类类型。型。短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即式中式中为为比例系数，其比例系数，其值视值视短路短路类类型而定。型而定。四、正序等效定则四、正序等效定则1/17/20232

9、1电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算 短路短路类类型型f f(n(n)三相短路三相短路f f(3)(3)0 0 1 1两相短路接地两相短路接地f f(1,1)(1,1)两相短路两相短路f f(2)(2)单单相短路相短路f f(1)(1)3 3如下表如下表8-1所示：所示：1/17/202322电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算正序等效定则的物理意义正序等效定则的物理意义n把不对称短路可以转化为对称短路把不对称短路可以转化为对称短路n通过添加附加电抗通过添加附加电抗

10、1/17/202323电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算五、不对称短路时网络中电流和电压的分布五、不对称短路时网络中电流和电压的分布1 1、正序电压分量越靠近电源点，电压分量越高；越靠近短、正序电压分量越靠近电源点，电压分量越高；越靠近短路点，电压分量越低。电源点的正序电压最高，在电源路点，电压分量越低。电源点的正序电压最高，在电源与短路点之间正序电压逐渐降低，短路点处正序电压最与短路点之间正序电压逐渐降低，短路点处正序电压最低，就等于故障点正序电压分量。低，就等于故障点正序电压分量。单相短路接地时正序电压值降低最少；单相短路接

11、地时正序电压值降低最少；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；三相短路时，短路点的正序电压为零，系统中其他各三相短路时，短路点的正序电压为零，系统中其他各点的正序电压降低最严重。点的正序电压降低最严重。1/17/202324电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算2 2、负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压、负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值最大，分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值最大，最大等于故障

12、点的负序、零序电压分量。越远离短路点负最大等于故障点的负序、零序电压分量。越远离短路点负序和零序电压值越小。序和零序电压值越小。1/17/202325电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算Uf1=Uf2Uf1=0Uf1=Uf2=Uf0Uf1=Uf2+Uf0f(1)f(1,1)f(2)f(3)U1U2U0U1U2U0U1U2U01/17/202326电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算n各节点负序分量越大，电压不对称程度越大各节点负序分量越大，电压不对称程度越大n单相短路

13、的不对称程度最小单相短路的不对称程度最小1/17/202327电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算重点难点分析重点难点分析复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序量表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序量表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序网等效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等网等效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等效成正、负序并联；两相短路接地等效成正、负、零效成正、负序并联；两相短路接地等效成正、负、零序网的并联。序网的并联。正正序等效定则：根据各

14、种简单不对称故障，总结出统序等效定则：根据各种简单不对称故障，总结出统一的正序分量算式。一的正序分量算式。公式表明了一个很重要的概念：在简单不对称短路的公式表明了一个很重要的概念：在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。1/17/202328电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换电压和电流对称分量经变压器后的相位变换图图8-13 Y,y

15、0接法变压器两侧电压的接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系正负序分量的相位关系1/17/202329电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算图图8-14 Y,d11接法变压器两侧电压的接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系正负序分量的相位关系1/17/202330电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算结论结论1.1.YY：正序分量逆时针移：正序分量逆时针移3030；负序分量顺时针移；负序分量顺时针移3030；侧无零序。侧无零序。2.2.YY：正序分量顺时针移：正序分量

16、顺时针移3030；负序分量逆时针移；负序分量逆时针移3030；侧无零序，侧无零序，Y Y侧也无零序。侧也无零序。1/17/202331电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算8-3 非全相断线的分析计算非全相断线的分析计算n电力系统中大多数是电力系统中大多数是短路短路故障（故障（横向故障横向故障）n电力系统还会发生电力系统还会发生断线断线故障（故障（纵向故障纵向故障）u纵向故障主要是单相断线和两相断线，又称纵向故障主要是单相断线和两相断线，又称非全相非全相运行运行。u造成电力系统非全相运行的原因：例如导线的一相造成电力系统非全相运行的

17、原因：例如导线的一相或两相断线；某一线路发生单相短路接地后，故障或两相断线；某一线路发生单相短路接地后，故障相的断路器跳闸。相的断路器跳闸。n电力系统非全相运行时，同样会产生负序和零序分量电力系统非全相运行时，同样会产生负序和零序分量的电流。的电流。u负序电流对发电机的转子有危害；零序电流对输电负序电流对发电机的转子有危害；零序电流对输电线附近的通讯线路有干扰；负序和零序电流还可能线附近的通讯线路有干扰；负序和零序电流还可能引起某些继电保护误动作。引起某些继电保护误动作。1/17/202332电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算非

18、全相断线非全相断线abcff单相单相abcff两相两相1/17/202333电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1/17/202334电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算1、一相断线（、一相断线（a）n用用对对称分量表示化称分量表示化简简后后:n边边界条件界条件:abcff单相单相类似于类似于f(1,1)1/17/202335电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算2、两相断线（、两相断线（b、c）n边边界条件：界条件：n用用对对称分量表示化称分量表示化简简后后:abcff两相两相类似于类似于f(1)1/17/202336电力系统分析电力系统分析 第八章第八章 电力系统不对称故障的分析和计算电力系统不对称故障的分析和计算