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1、电力系力系统分析基分析基础Power System Analysis Basis（八）（八） 栗然华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 第八章第八章电力系力系统简单不不对称故障的分析称故障的分析计算算对称分量法称分量法对称分量法在不称分量法在不对称故障分析称故障分析计算中的算中的应用用电力系力系统元件序参数及系元件序参数及系统的序网的序网图简单不不对称故障的分析称故障的分析计算算1 1、什么是、什么是对称分量法？称分量法？2 2、为什么要引入什么要引入对称分量法？称分量法？分析分析过程是什么？程是什么？1 1、各元件的序参数是怎、各元件的序参数是怎样的？的？2 2
2、、如何、如何绘制制电力系力系统的序网的序网图？如何利用如何利用对称分量法称分量法对简单不不对称故障称故障进行分行分析与析与计算？算？华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.1 8.1 对称分量法称分量法一、一、对称分量法称分量法对称分量法是将一组三相不对称的电压或电流相量分解为三组分别对称的相量，分别称为正序分量、负序分量和零序分量，再利用线性电路的叠加原理，对这三组对称分量分别按对称的三相电路进行求解，然后再将其结果进行叠加。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 二二.对称分量法的称分量法的应用用图82 零序电流以中性线作通路 三
3、角形接线华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 该线路每相的自感阻抗路每相的自感阻抗为 Zs，相，相间的互感阻抗的互感阻抗为 Zm当元件参数完全当元件参数完全对称称时Zaa = Zbb= Zcc = Zs Zab = Zbc= Zac = Zm三、三相三、三相对称元件序分量的独立性称元件序分量的独立性 华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 结论：在三相参数：在三相参数对称的称的线性性电路中，各序路中，各序对称分量具有独称分量具有独立性，因此，可以立性，因此，可以对正序、正序、负序、零序分量分序、零序分量分别进行行计算。算。华北电力大学电
4、力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 序阻抗的概念序阻抗的概念序阻抗：元件三相参数序阻抗：元件三相参数对称称时，元件两端某一序的，元件两端某一序的电压降降与通与通过该元件的同一序元件的同一序电流的比流的比值。正序阻抗正序阻抗负序阻抗序阻抗零序阻抗零序阻抗华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.2 8.2 电力系力系统元件的序参数和等元件的序参数和等值电路路静止元件：正序阻抗等于静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序序阻抗，不等于零序阻抗。如：阻抗。如：变压器、器、输电线路等。路等。旋旋转元件：各序阻抗均不相同。如：元件：各序阻抗均不相同。如：
5、发电机、机、电动机等元件。机等元件。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 一、同步一、同步发电机的机的负序和零序序和零序电抗抗1 同步同步发电机的机的负序序电抗抗负序旋序旋转磁磁场与与转子旋子旋转方向相反，因而在不同的方向相反，因而在不同的位置会遇到不同的磁阻位置会遇到不同的磁阻（因（因转子不是任意子不是任意对称的）称的），负序序电抗会抗会发生周期性生周期性变化。化。有阻尼有阻尼绕组发电机机无阻尼无阻尼绕组发电机机华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 1 1 同步同步发电机的机的负序序电抗抗实用用计算中算中发电机机负序序电抗抗计算算
6、有阻尼有阻尼绕组 无阻尼无阻尼绕组发电机机负序序电抗近似估算抗近似估算值有阻尼有阻尼绕组 无阻尼无阻尼绕组无确切数无确切数值，可取典型，可取典型值 电机类型电抗水轮发电机汽轮发电机调相机和大型同步电动机有阻尼绕组无阻尼绕组0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.08华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 2.2.同步同步发电机的零序机的零序电抗抗三相零序三相零序电流在气隙中流在气隙中产生的合成磁生的合成磁势为零，因零，因此其零序此其零序电抗抗仅由定子由定子线圈的漏磁通确定。圈的漏磁通确定。同
7、步同步发电机零序机零序电抗在数抗在数值上相差很大（上相差很大（绕组结构形式不同）：构形式不同）：零序零序电抗抗典型典型值华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 二、异步二、异步电动机和机和综合合负荷的序阻抗荷的序阻抗异步异步电机和机和综合合负荷的正序阻抗：荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.6或或X1=1.2；异步异步电机机负序阻抗：序阻抗：X2=0.2；综合合负荷荷负序阻抗：序阻抗：X2=0.35；异步异步电机和机和综合合负荷的零序荷的零序电抗：抗：X0=。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 三、三、变压器的零序器的零序电抗及其等抗
8、及其等值电路路稳态运行运行时变压器的等器的等值电抗（双抗（双绕组变压器即器即为两个两个绕组漏抗之和）就是它的正序或漏抗之和）就是它的正序或负序序电抗。抗。变压器的零序器的零序电抗和正序、抗和正序、负序序电抗不同。当在抗不同。当在变压器端点施加零序器端点施加零序电压时，其，其绕组中有无零序中有无零序电流，以及零序流，以及零序电流的大小与流的大小与变压器三器三绕组的接的接线方式和方式和变压器的器的结构密切相关。构密切相关。 华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 正序的激磁正序的激磁电抗都很大。抗都很大。这是由于正序激磁磁通是由于正序激磁磁通均在均在铁芯内部，磁阻芯内部
9、，磁阻较小。零序的激磁小。零序的激磁电抗与抗与变压器的器的结构有很大关系。构有很大关系。(1)由三个由三个单相相变压器器组成的三相成的三相变压器，各相磁路器，各相磁路独立，正序和零序磁通都按相在本身的独立，正序和零序磁通都按相在本身的铁芯中形芯中形成回路，因而各序激磁成回路，因而各序激磁电抗相等，而且数抗相等，而且数值很大，很大，近似近似认为激磁激磁电抗抗为无限大。无限大。(2)对于三相五柱式和壳式于三相五柱式和壳式变压器，零序磁通可以通器，零序磁通可以通过没有没有绕组的的铁芯部分形成回路，零序激磁芯部分形成回路，零序激磁电抗抗也相当大，也可近似也相当大，也可近似认为无限大。无限大。(3)三相
10、三柱式三相三柱式变压器的零序激磁器的零序激磁电抗抗较小，其小，其值可可用用试验方法求得，它的方法求得，它的标幺幺值一般很少超一般很少超过1.0。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 单相相变压器器组华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 图87三相三柱式三相三柱式变压器器零序励磁零序励磁电抗比正序励磁抗比正序励磁电抗小得多：抗小得多：X Xm0m0=0.3=0.31.01.0华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 图88 中性点中性点经阻抗接地的阻抗接地的变压器及其等器及其等值电路路华北电力大学电力系统分析基
11、础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 图89三三绕组变压器零序等器零序等值电路路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 变压器绕组接法变压器绕组接法开关位置开关位置绕组端点与外电路的连接绕组端点与外电路的连接Y Y1 1与外电路断开与外电路断开Y Y0 02 2与外电路接通与外电路接通3 3与外电路断开，但与励磁支路并联与外电路断开，但与励磁支路并联变压器零序等器零序等值电路与外路与外电路的路的联接接 华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 4.4.自耦自耦变压器的零序阻抗及其等器的零序阻抗及其等值电路路中性点直接接地的自耦中性点直接
12、接地的自耦变压器器华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 中性点中性点经电抗接地的自耦抗接地的自耦变压器器华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、架空四、架空线路的零序阻抗及其等路的零序阻抗及其等值电路路零序零序电流必流必须借助大地及架空地借助大地及架空地线构成通路构成通路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、架空四、架空线路的零序阻抗及其等路的零序阻抗及其等值电路路零序阻抗比正序阻抗大零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地）回路中包含了大地电阻阻（2）自感磁通和互感磁通是助增的）自感磁通和互感磁
13、通是助增的华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、架空四、架空线路的零序阻抗及其等路的零序阻抗及其等值电路路平行架平行架设双回双回线零序等零序等值电路路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、架空四、架空线路的零序阻抗及其等路的零序阻抗及其等值电路路有架空地有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。的情况：零序阻抗有所减小。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、架空四、架空线路的零序阻抗及其等路的零序阻抗及其等值电路路实用用计算中一相等算中一相等值零序零序电抗抗无架空地无架空地线的的单回回线路路有有钢质
14、架空地架空地线的双回的双回线路路有有钢质架空地架空地线的的单回回线路路有良有良导体架空地体架空地线的的单回回线路路无架空地无架空地线的双回的双回线路路有良有良导体架空地体架空地线的双回的双回线路路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 五、五、电力系力系统各序网各序网络等等值电路的路的绘制原制原则 根据根据电力系力系统的原始的原始资料，在故障点分料，在故障点分别施加各序施加各序电势，从故障点开始，从故障点开始，查明各序明各序电流的流通情况，凡是某序流的流通情况，凡是某序电流能流通的流能流通的元件，必元件，必须包含在包含在该序网序网络中，并用相中，并用相应的序参数及等
15、的序参数及等值电路表示。路表示。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 正序网正序网络华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 负序网序网络正序网正序网络华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 零序网零序网络：必：必须首先确定零序首先确定零序电流的流通路径。流的流通路径。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 零序网零序网络例例8-18-1华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.3 8.3 简单不不对称短路的分析称短路的分析计算算当网当网络元件只用元件只
16、用电抗表示抗表示时，不，不对称短路的序网称短路的序网络方程方程该方程方程组有三个方程，但有六个有三个方程，但有六个未知数，必未知数，必须根据根据边界条件列出界条件列出另外三个方程才能求解。另外三个方程才能求解。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 一、一、单相接地短路相接地短路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 单相接地故障的复合序网相接地故障的复合序网华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 单相接地的短路相接地的短路电流和短路点非故障相流和短路点非故障相电压华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单
17、不对称故障的分析计算 二、两相短路二、两相短路华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两相短路的复合序网两相短路的复合序网华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两相短路的短路两相短路的短路电流流华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两相短路的两相短路的电压华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 三、两相短路接地三、两相短路接地华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两相短路接地序网两相短路接地序网图华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故
18、障的分析计算 两相短路接地故障相两相短路接地故障相电流流华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两两相相短短路路接接地地相相量量图华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、正序等效定四、正序等效定则正序分量的正序分量的计算算华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 四、正序等效定四、正序等效定则短路短路电流的流的计算算华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 附加附加电抗和比例系数抗和比例系数短路类型短路类型f f(n)(n)三相短路三相短路f f(3)(3)0 01 1两相短路接地两
19、相短路接地f f(1,1)(1,1)两相短路两相短路f f(2)(2)X X22单相接地短路单相接地短路f f(1)(1)X X22+ + X X003 3例例8-2 8-38-2 8-3华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.4 8.4 不不对称短路称短路时网网络中中电流流电压的的计算算电力系力系统设计运行中，除需要知道故障点的短路运行中，除需要知道故障点的短路电流和流和电压外，有外，有时还需要知道网需要知道网络中某些支路中某些支路电流和流和节点点电压。基本思路：先求出基本思路：先求出电流流电压的各序分量在网的各序分量在网络中中的分布，然后将相的分布，然后将相
20、应的各序分量的各序分量进行合成求得各行合成求得各相相电流和相流和相电压。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 一、一、对称分量称分量经变压器后的相位器后的相位变化化1.Y1.YY Y1212连接的接的变压器：不器：不发生相位移生相位移动。华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 2.Y2.Y1111连接的接的变压器器: :移相移相30300 0华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 2.Y2.Y1111连接的接的变压器器华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 2.Y2.Y1111连接
21、的接的变压器器华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 二、网二、网络中中电流流电压的分布的分布计算算1.1.电流分布流分布计算算常用常用电流分布系数法。流分布系数法。2.2.电压分布的分布的计算：算：例例8-48-4华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.5 8.5 非全相断非全相断线的分析的分析计算算非全相断非全相断线横向故障和横向故障和纵向故障向故障华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 8.5 8.5 非全相断非全相断线的分析的分析计算算华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计
22、算 一、一、单相断开相断开华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 单相断开的复合序网相断开的复合序网华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 非故障相非故障相电流和断口流和断口电压华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 二、两相断开二、两相断开华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 两相断开两相断开时的复合序网的复合序网华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 非故障相非故障相电流和断口流和断口电压例例8-58-5华北电力大学电力系统分析基础第八章电力系统简单不对称故障的分析计算
