《电力系统分析课件8电力系统简单不对称故障分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析课件8电力系统简单不对称故障分析（85页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第8章 电力系统简单不对称故障分析,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？,8.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,一、对称分量法,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120
2、0,一、对称分量法,三相量用三序量表示 三序量用三相量表示,三组对称分量可以合成得到唯一的三个不对称分量。,线电 流,理想电力系统，由于三相对称，负序、零序分量都为零。当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出负序和零序（或者只有其中的一种）。 因此通过检测这两个分量，可知系统是否出了问题。,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,当元件参数完全对称时,二、序阻抗的概念,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。,三相对称系统对称分量变换为三个互不耦合的正、负、零序系统,二、序阻抗的概念,序阻抗：元件三相
3、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,对于三相对称的元件中的不对称电流、电压的计算问题，可以分解成三相对称的分量，分别进行计算。 由于每组分量的三相是对称的，只需分析一相即可。,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,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分量表示,应用叠加原理进行分解,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,正序网,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,负序网,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,零序网,8.2 电力系统
4、各元件序网络,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。,一、同步发电机的负序和零序电抗,1 同步发电机的正序电抗 同步发电机在对称运行时， 只有正序电势和正序电流， 此时的电机参数，就是正序 参数。,2 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。,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,3 同步发电机的零序电抗,三相零序电流在
5、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,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=。,三、变压器的零序电抗及其等值电路,普通变压器的零序阻抗及其等值电路 正序、负序和零序等值电路结构相同。,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
6、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。,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=0.31.0,2 变压器的零序等值电路与外电路的连接,变压器施加零序电压时，其绕组中有无零序电流， 以及零序电流的大小与变压器三相绕组的接线方式 和变压器的结构密切相关。,2 变压器的零序等值电路与外电路的连接,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。
7、,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。,Y0/接法三角形侧的零序环流,变压器零序等值电路与外
8、电路的联接,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,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,中性点经电抗接地的自耦变压器,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,零序阻抗比正序阻抗大 （1）回路中包含了大地电阻 （2）自感磁通和互感磁通是助增的,平行架设双回线零序等值电路,有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。,实用计算中一相等值零序电抗,无架空地线的单回线路,有钢质架空地线的双回线路,有钢质架空地线的单回线路,有良导体架空地线的单回线路,无架空地线的双回线路,有良导体架空地线的双回线路,五
9、、电力系统各序网络,等值电路的绘制原则 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表示。,正序网络,负序网络,正序网络,零序网络：必须首先确定零序电流的流通路径。,零序网络,8.3 简单不对称短路的分析计算,任一复杂的电力系统，在任一处发生不对称故障，我们均可以建立正、负、零序三个序网络的等效电路。,该方程组有三个方程，但有六个未知数，必须根据边界条件列出另外三个方程才能求解。,一、单相接地短路,单相接地故障的复合序网,单相接地的短路电流和短路点非故障相电压,二、两相短路,两
10、相短路的复合序网,两相短路的短路电流,两相短路的电压,三、两相短路接地,两相短路接地序网图,两相短路接地故障相电流,两相短路接地相量图,四、正序等效定则,正序分量的计算,单相短路,两相短路,两相接地短路,附加电抗,在简单不对称短路的情况下，故障处电流的正序分量，与在故障处每一相中加入附加阻抗，并在其后发生三相短路时的短路电流相等。这一定则称为正序等效定则。对应的等效电路称为正序增广网络。,短路电流的计算,比例系数,附加电抗和比例系数,8.4 不对称短路时网络中电流电压的计算,电力系统设计运行中，除需要知道故障点的短路电流和电压外，有时还需要知道网络中某些支路电流和节点电压。 基本思路：先求出电
11、流电压的各序分量在网络中的分布，然后将相应的各序分量进行合成求得各相电流和相电压。,一、对称分量经变压器后的相位变化,1.YY12连接的变压器：不发生相位移动。,2.Y11连接的变压器:移相300,2.Y11连接的变压器,2.Y11连接的变压器,2.YNd11连接的变压器:,二、网络中电流电压的分布计算,1.电流分布计算 常用电流分布系数法。 2.电压分布的计算：,8.5 非全相断线的分析计算,非全相断线 横向故障和纵向故障 短路常称为横向故障； 网络中两个相邻节点出现不正常断开的情况。,一、单相断开,单相断开的复合序网,非故障相电流和断口电压,二、两相断开,两相断开时的复合序网,非故障相电流和断口电压,写出下图中单相经阻抗Z短路接地时的边界条件，并利用对称分量法求出短路点的各序电流分量（要求写出推导过程）。,写出下图中两相经阻抗Z短路接地时的边界条件，并利用对称分量法求出短路点的各序电流分量（要求写出推导过程）。,写出下图中两相经阻抗Z短路时的边界条件，并利用对称分量法求出短路点的各序电流分量（要求写出推导过程）。,
