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1、2020/9/30,南京理工大学807,1,第七章电力系统简单不对称故障的分析计算,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？,2020/9/30,南京理工大学807,2,7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,一、对称分量法,2020/9/30,南京理工大学807,3,一、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
2、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1200,2020/9/30,南京理工大学807,4,一、对称分量法,三相量用三序量表示 三序量用三相量表示,2020/9/30,南京理工大学807,5,二、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,2020/9/30,南京理工大学807,6,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。,2020/9/30,南京理工大学807,7,二、序阻抗的概念,序阻
3、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,2020/9/30,南京理工大学807,8,三、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,2020/9/30,南京理工大学807,9,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,a相接地的模拟,2020/9/30,南京理工大学807,10,三、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分量表示,2020/9/30,南京理工大学807,11,应用叠加原理进行分解,2020/9/30,南京理工大学807,12,三、对
4、称分量法在不对称短路计算中的应用,正序网,2020/9/30,南京理工大学807,13,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,负序网,2020/9/30,南京理工大学807,14,三、对称分量法在不对称短路计算中的应用,零序网,2020/9/30,南京理工大学807,15,2020/9/30,南京理工大学807,16,7.2 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。,2020/9/30,南京理工大学807,17,一、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
5、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,2020/9/30,南京理工大学807,18,1 同步发电机的负序电抗,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,2020/9/30,南京理工大学807,19,2.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,2020/9/30,南京理工大学80
6、7,20,二、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=。,2020/9/30,南京理工大学807,21,三、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。,2020/9/30,南京理工大学807,22,1 .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
7、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。,2020/9/30,南京理工大学807,23,零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=0.31.0,2020/9/30,南京理工大学807,24,2.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。,2020/9/30,南京理工大学807,25,考虑三个方面： （
8、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。,2020/9/30,南京理工大学807,26,Y0/接法三角形侧的零序环
9、流,2020/9/30,南京理工大学807,27,变压器零序等值电路与外电路的联接,2020/9/30,南京理工大学807,28,3.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,2020/9/30,南京理工大学807,29,4.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,2020/9/30,南京理工大学807,30,中性点经电抗接地的自耦变压器,2020/9/30,南京理工大学807,31,四、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,2020/9/30,南京理工大学807,32,四、架空线路的零序阻抗及其等值
10、电路,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,2020/9/30,南京理工大学807,33,四、架空线路的零序阻抗及其等值电路,平行架设双回线零序等值电路,2020/9/30,南京理工大学807,34,四、架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。,2020/9/30,南京理工大学807,35,四、架空线路的零序阻抗及其等值电路,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,2020/9/30
11、,南京理工大学807,36,五、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。,2020/9/30,南京理工大学807,37,正序网络,2020/9/30,南京理工大学807,38,负序网络,正序网络,2020/9/30,南京理工大学807,39,零序网络：必须首先确定零序电流的流通路径。,2020/9/30,南京理工大学807,40,零序网络,例7-1,2020/9/30,南京理工大学807,41,7.3 简单不对称短路的分析计算,当
12、网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程,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。,2020/9/30,南京理工大学807,42,一、单相接地短路,2020/9/30,南京理工大学807,43,单相接地故障的复合序网,2020/9/30,南京理工大学807,44,单相接地的短路电流和短路点非故障相电压,2020/9/30,南京理工大学807,45,二、两相短路,2020/9/30,南京理工大学807,46,两相短路的复合序网,2020/9/30,南京理工大学807,47,两相短路的短路电流,2020/9/30,南京理工大学807,48,两相短路的电压
13、,2020/9/30,南京理工大学807,49,三、两相短路接地,2020/9/30,南京理工大学807,50,两相短路接地序网图,2020/9/30,南京理工大学807,51,两相短路接地故障相电流,2020/9/30,南京理工大学807,52,两相短路接地相量图,2020/9/30,南京理工大学807,53,四、正序等效定则,正序分量的计算,2020/9/30,南京理工大学807,54,四、正序等效定则,短路电流的计算,2020/9/30,南京理工大学807,55,附加电抗和比例系数,例7-2 7-3,2020/9/30,南京理工大学807,56,7.4 不对称短路时网络中电流电压的计算,
14、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。,2020/9/30,南京理工大学807,57,一、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。,2020/9/30,南京理工大学807,58,2.Y11连接的变压器:移相300,2020/9/30,南京理工大学807,59,2.Y11连接的变压器,2020/9/30,南京理工大学807,60,2.Y11连接的变压器,2020/9/30,南京理工大学807,61,二、
15、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：,例7-4,2020/9/30,南京理工大学807,62,7.5 非全相断线的分析计算,非全相断线 横向故障和纵向故障,2020/9/30,南京理工大学807,63,7.5 非全相断线的分析计算,2020/9/30,南京理工大学807,64,一、单相断开,2020/9/30,南京理工大学807,65,单相断开的复合序网,2020/9/30,南京理工大学807,66,非故障相电流和断口电压,2020/9/30,南京理工大学807,67,二、两相断开,2020/9/30,南京理工大学807,68,两相断开时的复合序网,2020/9/30,南京理工大学807,69,非故障相电流和断口电压,例7-5,2020/9/30,南京理工大学807,70,
南京理工大学《电力系统分析》ppt课件第七章电力系统简单不对称故障的分析计算
