电力系统各元件的序阻抗和等值电路课件.pptx

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1、1零序网零序网各序参数零序参数及等值电路各序参数零序参数及等值电路电力系统各序网络的制订电力系统各序网络的制订第第7章章 电力系统各元件的序阻抗电力系统各元件的序阻抗 和等值电路和等值电路发电机发电机变压器变压器输电线路输电线路负荷负荷本章重点：本章重点：2第第7 7章章 电力系统个元件的序阻抗电力系统个元件的序阻抗 和等值电路和等值电路7-17-1对称分量法在不对称短路计算中的应用对称分量法在不对称短路计算中的应用7-27-2同步发电机的负序和零序阻抗同步发电机的负序和零序阻抗7-3.7-3.变压器变压器的零序等值电路及其参数的零序等值电路及其参数7-4.7-4.架空输电线路的零序阻抗及其等

2、值电路架空输电线路的零序阻抗及其等值电路7-6.7-6.综合综合负荷负荷的序阻抗的序阻抗7-7.7-7.电力系统各序网络的制订电力系统各序网络的制订主要内容：第第7章章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路37-1 7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用对称分量法在不对称短路计算中的应用一、不对称三相量的分解（对称分量法）一、不对称三相量的分解（对称分量法）在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量，可以分解为三组三相对称的相量。运算子运算子41)1)对称分量法对称分量法三序三序三相三相 以a相为基准相，三相相量和三序分量的关系：7-1 7-1 对称分量法在不对

3、称短路计算中的应用对称分量法在不对称短路计算中的应用57-1 7-1 对称分量法对称分量法1)1)对称分量法对称分量法三相三相三序三序 以a相为基准相67-1 7-1 对称分量法对称分量法1)1)对称分量法对称分量法三相三相三序三序 以a相为基准相77-1 7-1 对称分量法对称分量法1)1)对称分量法对称分量法三相三相三序三序 以a相为基准相87-1 7-1 对称分量法对称分量法1)1)对称分量法对称分量法三相三相三序三序 以a相为基准相97-1 7-1 对称分量法对称分量法二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念 设一静止的三相元件，其电压与电流关系为107-1 7-1 对称分量法对称分量法二、序

4、阻抗的概念二、序阻抗的概念 当元件结构参数完全对称时当元件结构参数完全对称时117-1 7-1 对称分量法对称分量法静止元件的序电压与电流关系为静止元件的序电压与电流关系为在三相参数在三相参数对称对称的线性电路中，各序对称分量具的线性电路中，各序对称分量具有独立性。有独立性。不对称不对称，则不独立。，则不独立。127-1 7-1 对称分量法对称分量法三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 (a)(b)电压、电流电压、电流不对称不对称137-1 7-1 对称分量法对称分量法(b)(c)147-1 7-1 对称分量法对称分量法(d)157-1 7-1 对称分量

5、法对称分量法(e)167-1 7-1 对称分量法对称分量法(f)177-1 7-1 对称分量法对称分量法序网方程序网方程故障条件故障条件(边界条件边界条件)各种短路都适用187-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗一、正序电抗一、正序电抗 正常对称运行时，只有正序电势和正序电流，此时的电机参数就是正序参数。正序电抗：19二、负序电抗二、负序电抗 由于转子的纵横轴不对称，电机通过负序电流时过程比较复杂，会在转子产生一系列偶次谐波，在定子中产生一系列奇次谐波。有阻尼绕组电机负序电抗应为无阻尼绕组电机负序电抗应为7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和

6、零序电抗20不同型式的短路，电机的负序电抗。单相短路单相短路两相短路两相短路两相短路接地两相短路接地7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗21实用计算中，电机的负序电抗一般取有阻尼绕组凸极机有阻尼绕组凸极机无阻尼绕组凸极机无阻尼绕组凸极机7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗221)1)同步发电机的序阻抗同步发电机的序阻抗负序电抗负序电抗 近似估计时，电机的负序电抗一般取汽轮机和有阻尼绕组水轮机汽轮机和有阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗23无确切参数，电

7、机的负序电抗一般取汽轮机汽轮机有阻尼绕组水轮机有阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机调相机和大型同步电动机调相机和大型同步电动机7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗24三、零序电抗三、零序电抗 由于零序电流大小相等、方向相同，绕组在空间相差120，在气隙中的合成磁势为零。因此零序电抗为漏磁通，但与正负序的漏磁通不同。大致取值范围为7-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗25无确切参数，电机的零序电抗一般取汽轮机汽轮机有阻尼绕组水轮机有阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机无阻尼绕组水轮机调相机和大型同步电动机调相机和大型同步电动机7

8、-2 7-2 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗267-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数一、变压器的正序电抗与负序电抗相等一、变压器的正序电抗与负序电抗相等 等值电路 变压器的等值电路表征了一相原、副边绕组间的电磁变压器的等值电路表征了一相原、副边绕组间的电磁关系，与通过电流是正序、负序、零序无关。因此等值电关系，与通过电流是正序、负序、零序无关。因此等值电路的形式不变，只是参数变化。路的形式不变，只是参数变化。各序电阻 变压器各绕组的电阻不随通过电流的序别变化。因此变压器各绕组的电阻不随通过电流的序别变化。因此各序的电阻相同。各序的电阻相

9、同。二、普通变压器的零序等值电路及参数二、普通变压器的零序等值电路及参数 27各序电抗 变压器的漏抗反映原、副边绕组间磁耦合的紧密程度，变压器的漏抗反映原、副边绕组间磁耦合的紧密程度，漏磁通的路径与通过电流的序别无关。各序的漏抗也相同。漏磁通的路径与通过电流的序别无关。各序的漏抗也相同。励磁电抗 变压器的励磁电抗取决于主磁通路径的磁导。正负序变压器的励磁电抗取决于主磁通路径的磁导。正负序相同。零序励磁电抗则与铁芯结构密切相关。相同。零序励磁电抗则与铁芯结构密切相关。7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数28零序励磁电抗零序励磁电抗 三相变压器组 由三个单相变压

10、器组成的三相变压器组，每相的零序由三个单相变压器组成的三相变压器组，每相的零序主磁通与正序一样，都有独立的铁芯磁路。因此零序励磁主磁通与正序一样，都有独立的铁芯磁路。因此零序励磁电抗与正序相同，可认为无穷大。电抗与正序相同，可认为无穷大。7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数29零序励磁电抗零序励磁电抗 三相五(四)柱变压器 三相五三相五(四四)柱变压柱变压器，零序主磁通也能铁器，零序主磁通也能铁芯中形成回路，磁阻很芯中形成回路，磁阻很小。因此零序励磁电抗小。因此零序励磁电抗很大，当作无穷大。很大，当作无穷大。7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器

11、的零序等值电路及其参数30零序励磁电抗零序励磁电抗 三相三柱变压器 三相三柱变压器，由三相三柱变压器，由于零序主磁通大小相等、于零序主磁通大小相等、相位相同，不能铁芯中相位相同，不能铁芯中形成回路，磁阻很大。形成回路，磁阻很大。因此零序励磁电抗较小。因此零序励磁电抗较小。可用实验测量，大致是可用实验测量，大致是0.31.00.31.0。7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数31变压器的零序等值电路（零序电流通路）变压器的零序等值电路（零序电流通路）是否存在零序电流的通路与变压器三相绕组的联接方是否存在零序电流的通路与变压器三相绕组的联接方式及中性点的接地方式有

12、关。式及中性点的接地方式有关。IIIYN，d（Y0/)变压器7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数32零序电流通路零序电流通路 IYN，y（Y0/Y)变压器II7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数33零序电流通路零序电流通路 IYN，yn（Y0/Y0)变压器II三绕组变压器的零序电流通路与双绕组变压器相同。三绕组变压器的零序电流通路与双绕组变压器相同。7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数34三、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路三、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路 IIIIII7

13、-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数35四、四、自耦变压器的零序等值电路及参数自耦变压器的零序等值电路及参数 自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦绕自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦绕组，中性点要流过的电流是两个自耦绕组的零序组，中性点要流过的电流是两个自耦绕组的零序电流有名值之差的三倍，即电流有名值之差的三倍，即7-3 7-3 变压器的零序等值电路及其参数变压器的零序等值电路及其参数367-4 7-4 架空输电线路的零序阻抗及其等值电路架空输电线路的零序阻抗及其等值电路输电线的序阻抗输电线的序阻抗零序阻抗零序阻抗 正序、负序电流通过输电线时，可以互为回正序

14、、负序电流通过输电线时，可以互为回路。但因为零序电流相位相同，不能互为回路，路。但因为零序电流相位相同，不能互为回路，必须通过大地或架空地线构成回路。电阻和电抗必须通过大地或架空地线构成回路。电阻和电抗都与正序不同，计算和分析比较困难，一般需要都与正序不同，计算和分析比较困难，一般需要实测。实测。377-2 7-2 元件的序阻抗元件的序阻抗3)3)输电线的序阻抗输电线的序阻抗近似估计近似估计 无架空地线单回线路无架空地线单回线路无架空地线双回线路无架空地线双回线路有铁磁导体架空地线单回线路有铁磁导体架空地线单回线路有铁磁导体架空地线双回线路有铁磁导体架空地线双回线路有良导体架空地线单回线路有良

15、导体架空地线单回线路有良导体架空地线双回线路有良导体架空地线双回线路电缆电缆387-6 7-6 综合负荷的序阻抗综合负荷的序阻抗一、综合负荷的序阻抗一、综合负荷的序阻抗正序阻抗正序阻抗 计算起始次暂态电流时，忽略负荷，或表示为次暂态电势和次暂态电抗的电势源。应用计算曲线计算短路周期分量时，因曲线制作模型已考虑，不再考虑。其他情况，假定额定运行且cos=0.8。为避免复数运行，也有等值为为避免复数运行，也有等值为39二、负荷的序阻抗二、负荷的序阻抗负序阻抗负序阻抗 负序电阻不大，常常忽略。负序电抗可取X2=0.35。三、负荷的序阻抗三、负荷的序阻抗零序阻抗零序阻抗 异步电动机及大多数负荷常常接成

16、三角形，或不接地的星形，无零序电流通路，无须建立零序等值电路。7-6 7-6 综合负荷的序阻抗综合负荷的序阻抗407-7 7-7 电力系统电力系统各序网络的制订各序网络的制订G-1T-1L-1L-2L-3LDT-3fIIIIIIIIIIIIT-2T-4IIIG-2f正序网络例例141G-1T-1L-1L-2L-3LDT-3fIIIIIIIIIIIIT-2T-4IIIG-2f负序网络7-7 7-7 电力系统电力系统各序网络的制订各序网络的制订427-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订G-1T-1L-1L-2L-3LDT-3fIIIIIIIIIIIIT-2T-4IIIG-2f零序网络43 发

17、电机发电机:SN=120MVA,VN=10.5 kV,E1=1.67，x1=0.9，x2=0.45；变压器变压器T-1:SN=60MVA，Vs%=10.5，kT1=10.5/115；T-2:SN=60MVA，Vs%=10.5，kT2=115/7-3；线；线路路L每回路：每回路：l=105km，x1=0.4/km，x0=3x1。负荷。负荷LD-1：SN=60MVA，x1=1.2，x2=0.35；LD-2：SN=30MVA，x1=1.2，x2=0.35。7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订例例210.5kVGT-1LLD-1LD-2115kV7-3kVT-2f44解解（一）选取（一）选取S

18、B=120MVA和和VB=Vav，计算各元件标幺值：，计算各元件标幺值：发电机：发电机：7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订变压器变压器T-1：变压器变压器T-2：线路：线路：负荷负荷LD-1：负荷负荷LD-2：发电机发电机:SN=120MVA,E1=1.67，x1=0.9；变压器变压器T-1:SN=60MVA，Vs%=10.5；T-2:SN=60MVA，Vs%=10.5；线；线路路L每回路：每回路：l=105km，x1=0.4/km。负荷。负荷LD-1：SN=60MVA，x1=1.2；LD-2：SN=30MVA，x1=1.2。正序正序45解解（一）选取（一）选取SB=120MVA和和

19、VB=Vav，计算各元件标幺值：，计算各元件标幺值：发电机：发电机：7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订负荷负荷LD-1：负荷负荷LD-2：负序负序 发电机发电机:SN=120MVA,x2=0.45；负荷负荷LD-1：SN=60MVA，x2=0.35；LD-2：SN=30MVA，x2=0.35。46解解（一）选取（一）选取SB=120MVA和和VB=Vav，计算各元件标幺值：，计算各元件标幺值：7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订零序零序线路线路L每回路：每回路：l=105km，x1=0.4/km，x0=3x1。线路：线路：47解解（二）制订各序网络（二）制订各序网络7-7 7

20、-7 各序网络的制订各序网络的制订 发电机发电机:E1=1.67，X1=0.9；T-1:X2=0.21；T-2:X3=0.21；线路；线路L：X4=0.19。LD-1：X5=2.4；LD-2：X6=3.6。正序正序f10.5kVGT-1LLD-1LD-2115kV7-3kVT-2f48解解（二）制订各序网络（二）制订各序网络7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订 发电机发电机:X1=0.45；变压器变压器T-1:X2=0.21；T-2:X3=0.21；线路线路L：X4=0.19。负荷。负荷LD-1：X5=0.7；LD-2：X6=1.05。负序负序f10.5kVGT-1LLD-1LD-21

21、15kV7-3kVT-2f49解解（二）制订各序网络（二）制订各序网络7-77-7各序网络的制订各序网络的制订变压器变压器T-1:X2=0.21；T-2:X3=0.21；线路；线路L：X4=0.19。负。负荷荷LD-1：X5=0.7；LD-2：X6=1.05。零序零序f10.5kVGT-1LLD-1LD-2115kV7-3kVT-2f50解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订正序正序f51解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订正序正序f52解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络

22、的制订各序网络的制订正序正序ff1o153解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订负序负序f54解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订负序负序f55解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订负序负序ff2o256解解（三）各序网络化简（三）各序网络化简7-7 7-7 各序网络的制订各序网络的制订零序零序f0o0f57本章小结：本章小结：对称分量法为什么是分析不对称故对称分量法为什么是分析不对称故障的有效方法？障的有效方法？如何计算电力系统各元件的零序和如何计算电力系统各元件的零序和负序电抗？负序电抗？序网如何制订？序网如何制订？为什么呢？58下课喽！下课喽！