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1、对称分量法,演讲者：刘煦阳 陈日垚,主要内容：,对称分量法 对称分量法在不对称故障分析计算中的应用 电力系统元件序参数及系统的序网图 简单不对称故障的分析计算,1、什么是对称分量法？ 2、为什么要引入对称分量法？,分析过程是什么？,1、各元件的序参数是怎样的？ 2、如何绘制电力系统的序网图？,如何利用对称分量法对简单不对称故障进行分析与计算？,2,4.1 对称分量法,3,一、对称分量法,正序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相同。 负序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相反。 零序分量：三相量大小相等，相位一致。,逆时针旋转1200,4,三相量用三序
2、量表示 三序量用三相量表示,5,二、序阻抗的概念,静止的三相电路元件序阻抗,称为序阻抗矩阵,6,当元件参数完全对称时,结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。,7,二、序阻抗的概念,序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。,正序阻抗,负序阻抗,零序阻抗,8,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗Zn接地。 a相发生单相接地,9,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,a相接地的模拟,10,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,将不对称部分用三序
3、分量表示,11,应用叠加原理进行分解,12,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,正序网,13,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,负序网,14,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,零序网,15,16,4.2 电力系统各序网络,静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序阻抗。如：变压器、输电线路等。 旋转元件：各序阻抗均不相同。如：发电机、电动机等元件。,17,一、同步发电机的负序和零序电抗,1 同步发电机的负序电抗 负序旋转磁场与转子旋转方向相反，因而在不同的位置会遇到不同的磁阻（因转子不是任意对称的），负序电抗会发生周期性变化。 有阻尼绕组发电机 无阻尼绕组发电机,18,1 同步
4、发电机的负序电抗,实用计算中发电机负序电抗计算 有阻尼绕组 无阻尼绕组 发电机负序电抗近似估算值 有阻尼绕组 无阻尼绕组 无确切数值，可取典型值,19,2.同步发电机的零序电抗,三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因此其零序电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形式不同）： 零序电抗典型值,20,二、异步电动机和综合负荷的序阻抗,异步电机和综合负荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.6或X1=1.2； 异步电机负序阻抗：X2=0.2； 综合负荷负序阻抗：X2=0.35； 异步电机和综合负荷的零序电抗：X0=。,21,三、变压器的零序电抗及其等值电路,正序
5、、负序和零序等值电路结构相同。 普通变压器的零序阻抗及其等值电路 忽略绕组电阻和铁心损耗时变压器的零序等值电路：,22,双绕组变压器,三绕组的变压器,1 .普通变压器的零序阻抗及其等值电路,漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压器的各序等值漏抗相等。 励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完全相同。 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。,23,零序励磁电抗等于正序励磁电抗,零序励磁电抗等于正序励磁电抗,零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：Xm0=0.31.0,24,2.变压器的零序等值电路与外电路的
6、连接,基本原理 a) 变压器零序等值电路与外电路的联接取决于零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组联结形式及中性点是否接地有关。 b)不对称短路时，零序电压施加于相线与大地之间。 因此我们可以从以下3个方面来讨论变压器零序等值电路与外电路的联结情况。,25,考虑三个方面： （1）当外电路向变压器某侧施加零序电压时，如果能在该侧产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；反之，则断开。根据这个原则：只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通。 （2）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路
7、接通，否则断开。据此：只有中性点接地星形接法绕组才能与外电路接通。 （3）三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中，但能在三相绕组中形成环流。因此，在等值电路中该侧绕组端点接零序等值中性点（等值中性点与地同电位时则接地）。,26,Y0/接法三角形侧的零序环流,27,变压器零序等值电路与外电路的联接,28,开关电路,说明,3.中性点有接地电阻时变压器的零序等值电路,变压器中性点经电抗接地时的零序等值电路,29,4.自耦变压器的零序阻抗及其等值电路,中性点直接接地的自耦变压器,30,四、架空线路的零序阻抗及其等值电路,零序电流必须借助大地及架空地线构成通路,31,输电线路：,四、架
8、空线路的零序阻抗及其等值电路,有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。,32,实际上，由于输电线路所经过地段的大地电阻率一般不是均匀的，因此零序阻抗一般是通过实测来获得的。在实用的短路计算中，不同类型架空线路的零序电抗与正序电抗之间的关系是： 无架空地线的单回路三相输电线路， 无架空地线的双回路三相输电线路， 有铁磁导体架空地线单回路三相输电线路， 有铁磁导体架空地线双回路三相输电线路， 有良导体架空地线单回路三相输电线路， 有良导体架空地线双回路三相输电线路，,四、架空线路的零序阻抗及其等值电路,34,电缆：,电缆芯间距离较小，其正、负序电抗要比架空线路小得多，通常电缆的正序阻抗由制造厂提供。
9、电缆的铅（铝）包护层在电缆的两端和中间一些点是接地的，电缆线路的零序电流同时经大地和铅（铝）包护层形成回路，零序电流在大地和包护层之间的分配与护层本身的阻抗和它的接地阻抗有关，而后者又与电缆的铺设方式有关 因此，准确计算电缆线路的零序阻抗比较困难。一般电缆线路的零序阻抗是通过实测获得。 在电缆线路近似估算中，可取 ，,五、电力系统各序网络,等值电路的绘制原则 应用对称分量法分析计算不对称故障时，首先必须做出电力系统的各序网络，为此，应根据电力系统的原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，查明各序电流的流通情况，凡是某序电流能流通的元件，必须包含在该序网络中，并用相应的序参数及等值电路
10、表示。 根据上述原则，我们结合下图来说明各序网络的制定。,35,36,电力系统接线图,正序网络,37,正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络。 除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳时）及空载变压器（不计励磁电流时）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并用正序参数和等值电路表示。如上图所示的正序网络中不包括空载线路 和 。 所有同步发电机和调相机以及用等值电源表示的综合负荷，都是正序网络的电源。 此外，还需在短路点引入代替故障条件的正序电势。从故障端口看正序网络，它是一个有源网络，可以简化为戴维南等值电路。,负序网络,负序电流流通情况和正序电流的流通情况相同，但是所有电源的负序电势为零
11、，电抗应为负序电抗，在短路点引入代替故障条件的负序电势，便可得到负序网络，如上图所示。从故障端口看负序网络，踏实一个无源网络，也可以简化为戴维南等值电路。,零序网络：必须首先确定零序电流的流通路径。,39,零序电流的通路,零序网络,40,零序网络中不包含电源电势。在不对称短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流的大小及相位相同，它们必须经大地或架空地线（电缆包皮等）才能构成通路。 比较正（负）序和零序网络可以看到，虽然线路 ,和变压器 及负荷LD均包括在正（负）序网络中，但因变压器 的中性点未接地，不能流通零序电流，所以，不包括在零序网络中。 相反地，线路 和变压器 因为空载不能流通正（负）序电流而不包括在正（负）序网络中，但由于 中性点接地， 和 能流通零序电流，所有它们包括在零序网络中。 同样，从故障端口看零序网络，它也是一个无源网络，也可以简化为戴维南等值电路。,谢谢大家！,
