電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算

1、電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 第五章 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.1 故障的一般概念 5.2 三相短路電流的物理分析 5.3 簡單系統(tǒng)三相短路電流的實用計算方法 5.4 對稱分量法在不對稱短路計算中的應用 5.5 同步發(fā)電機、變壓器、輸電線的各序電抗及其等值電路 5.6 簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 5.7 電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計算 5.8 故障時網(wǎng)絡(luò)中的電流、電壓計算 5.9 非全相運行的分析 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.4 對稱分量法在不對稱短路計算中的應用 三相短路對稱故障 單相接地短路 兩相短路 兩相短路接地 單相斷線 兩相斷線 不對稱故障 分解為正序、

2、負序和零序三組對稱的三相系統(tǒng) 對稱分量法 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 111 , abc FFF 一、對稱分量法 1a F 1c F 0c F 0b F 0a F 2b F 2c F 2a F 1b F 幅值相等，相序相差120度，稱為正序； 000 , abc FFF 222 , abc FFF 圖 (a)、(b)、(c)表示三組對稱的三相相量 幅值和相位均相同，稱零序。 幅值相等，但相序與正序相反，稱為負序； 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 三組對稱的相量合成得三個不對稱相量 寫成數(shù)學表達式為： aa1a2a0 bb1b2b0 cc1c2c0 FFFF FFFF FFFF 電力系統(tǒng)故障

3、與實用短路電流計算 0 0 0 0 2402 111 120 111 120 222 2402 222 000 j baa j caa j baa j caa bca FeFa F FeFaF FeFaF FeFa F FFF 2 3 2 1 0 120 jea j 0 2240 2 13 22 10 j aej aa 由于每一組是對稱的，故有下列關(guān)系： aa1a1 2 ba2a2 2 ca0a0 111 1 1 FFF FaaFS F aa FFF 寫出矩陣形式 對稱分量的 變換矩陣 上式說明三組對稱相量唯一合成一組不對稱三相相量。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 2 a1aa 12 a2b

4、b a0cc 1 1 1 3 1 11 FFF aa FSFaaF FFF 其逆關(guān)系為： 變換矩陣 的逆矩陣 上式說明三個不對稱的相量可以唯一地分解成為三組對稱的 相量(即對稱分量)：正序分量、負序分量和零序分量。 將變換關(guān)系應用于基頻電流（或電壓），則有： 1 120abc IS I abc120 IS I 1 120abc US U abc120 US U 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 2 1 2 2 0 1 1 1 3 111 aa ab ac IaaI IaaI II 0 1 () 3 aabc IIII 注意 則 零序電流必須以中性線為通路，如圖所示： 有零序 無零序無零序 電力系

5、統(tǒng)故障與實用短路電流計算 二、對稱分量法在不對稱短路計算中的應用 在一個三相對稱的元件中（例如線路、變壓器和發(fā)電機）， 如 果流過三相正序電流，則在元件上的三相電壓降也是正序的；負序、 零序同理。 對于三相對稱的元件，各序分量是獨立獨立的，即正序電壓只與正 序電流有關(guān)，負序、零序也是如此。 故障的邊界條件 說明說明： a I c E n Z L b E a E c I b I a b c abc abc 0,0,0 0,0,0 UUU III 圖 簡單電力系統(tǒng)的單相短路 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 abc abc 0,0,0 0,0,0 UUU III 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 +

6、+ 分解 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 在各序網(wǎng)中三相是對稱的，可用一相計算。以a相為參考，在正序網(wǎng)中，有 2 aa1a1a1 a1G1L1na1 ()()EIZZIa IaIZU 因為正序電流(1+a+a2=0)不流經(jīng)中性線，Zn在正序網(wǎng)絡(luò)中不起作用， 則上式可寫成 a a1G1L1a1 ()EIZZU 負序電流也不流經(jīng)中性線，且發(fā)電機的負序電勢為零，負序網(wǎng)絡(luò)的電壓 方程為 a2G2L2a2 0()IZZU 對于零序網(wǎng)，在zn中將流過三倍的零序電流，計及發(fā)電機的零序電勢 為零，零序網(wǎng)絡(luò)的電壓方程為 a0 a0G0L0na0 0()3IZZIZU a0G0L0na0 0(3)IZZZU 電力

7、系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 圖5-25 正序(a),負序(b),和零序(c)等值網(wǎng)絡(luò) 對于接線復雜的實際電力系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)化簡，可繪出各序的一相 等值網(wǎng)絡(luò)： 1a I 1a I 2a I 2a I 0a I 0a I 1G Z 2G Z 0G Z 1L Z 2L Z 0L Z 1 Z 2 Z 0 Z 3 n Z a E 1aU1aU 2aU2aU 0aU 0aU E (a) (b) (c) a1a1 1 a2a2 2 a0a0 0 0 0 EIZU IZU IZU 上述方程是序網(wǎng)方程，它 說明了各種不對稱短路時 各序電流和同一序電壓的 相互關(guān)系，表示了不對稱 短路的共性。 電力系統(tǒng)故障與實用短

8、路電流計算 5.5 同步發(fā)電機、變壓器、輸電線的各序電抗及其等值電路 電力系統(tǒng)的元件 靜止元件 旋轉(zhuǎn)元件 變壓器 輸電線路 正序阻抗=負序阻抗零序 發(fā)電機 電動機 三相的電磁關(guān)系相同 正序阻抗負序阻抗零序 各序電流引起不同的電磁過程 M 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 一、同步發(fā)電機正、負、零序等值電路 正序阻抗： d X q X d X d X q X 負序阻抗：機端負序電壓基頻分量與流入定子繞組負序電流基頻分 量的比值。 2dd X X 零序阻抗：機端零序電壓基頻分量與流入定子繞組零序電流基頻分 量的比值。 正序電勢： q E d E q E 2qq X X 正常對稱運行時 有阻尼繞組 無

9、阻尼繞組 2dd X X 2qq XX 2dq 1 () 2 XXX 0d (0.150.6)X X 2dq XX X 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 對汽輪發(fā)電機及有阻尼的水輪發(fā)電機，可采用 ； 對于無阻尼繞組的發(fā)電機，可采用 ； 如無電機的確切參數(shù)，也可按下表取值： 2d 1.22X X 2d 1.45XX 近似估計數(shù)據(jù) 電機類型X2X0 汽輪發(fā)電機0.134-0.180.036-0.08 有阻尼的水輪發(fā)電機0.15-0.350.04-0.125 無阻尼的水輪發(fā)電機0.32-0.550.04-0.125 同步調(diào)相機和大型同步電動機0.240.08 注：均為以電機額定值為基準的標幺值 必需指

10、出：發(fā)電機的中性點通常是不接地的，這時無零序電流，必需指出：發(fā)電機的中性點通常是不接地的，這時無零序電流，X0= 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 二、變壓器的正、負、零序等值電路 變壓器的零序等值電路（不計繞組電阻和鐵心損耗時） 雙繞組變壓器的正序、負序等值電路是 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 變壓器的正、負、零序等值電路 變壓器的等值電路表征了一相原、副繞組的電磁關(guān)系。各 序通過變壓器電流，不會改變一相原、副方繞組間的電磁關(guān)系。 （1）變壓器各繞組的電阻，與所通過的電流序別無關(guān)，因此，變壓器的正序、負序 和零序的等值電阻等值電阻相等。 （2）變壓器的漏抗反映了原、副方繞組間磁耦合的緊密情況

11、。漏磁通的路徑與所通 過電流的序別無關(guān)，因此，變壓器的正序、負序和零序的等值漏抗等值漏抗也相等。 （3）變壓器的勵磁電抗，取決于主磁通路徑的磁導。當變壓器通過負序電流時，主 磁通的路徑與通過正序電流時完全相同。因此，負序勵磁電抗勵磁電抗和正序的也相同。 變壓器正、負序等值電路及其參數(shù)完全相同 變壓器零序等值電路 （不計繞組電阻和鐵芯損耗 ） 零序呢？ 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 三相四柱式 三相三柱式磁阻大，電抗小 三個單相 零序主磁通 m0m1 XX m01 0.31.0 m XXm0 X 2 2 m WW LW iiR 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接

12、變壓器的零序等值電路與外電路的聯(lián)接 變壓器的零序等值電路與外電路的連接取決于零序電流的 流通路徑，它與變壓器三相繞組聯(lián)接形式及中性點是否接地 等有關(guān)，具體如下： （1）零序電壓施加在變壓器三角形側(cè)或不接地星形側(cè)，無 論另一側(cè)繞組接線方式如何，變壓器中都沒有零序電流流過。 （2）零序電壓施加在變壓器中性點接地的星形（YN）一側(cè) 時，大小相等，方向相同的零序電流將通過三相繞組并經(jīng)中 性點流入大地構(gòu)成回路。但另一側(cè)的零序電流流通情況視該 側(cè)繞組的接線方式而定。若該側(cè)仍為YN接線時，零序電流 才能流通，從電路的觀點看，變壓器與外電路接通。若該側(cè) 為Y或三角形（d）接線，該側(cè)繞組中，無零序電流流通，故

13、可看成與外電路斷開。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 該側(cè)感應的電勢以電壓降的形式 降落于該側(cè)的漏抗中，相當于該側(cè)繞 組短接 在繞組側(cè)施加零序電壓時，各種連接方式的變壓器零序電抗： 1)雙繞組變壓器： a) YN, d (即Y0/ ）連接： 0m0 / /XXXXXX 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 b) YN, yn (即Y0/Y0）連接： 與側(cè)相連負載無中性點接地點 側(cè)繞組有零序電流，側(cè)各繞組中將感應零序電壓。 與側(cè)相連負載有中性點接地點 0m0 XXX 0m00 / /()XXXXX 在繞組側(cè)施加零序電壓時，各種連接方式的變壓器零序電抗： 1)雙繞組變壓器： 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計

14、算 c) YN, y (即Y0/ y）連接： YN 側(cè)有零序電流，Y側(cè)各繞組中有零序電勢，但無零序電流。 0m0 XXX 0n 3XXXX d) 中性點經(jīng)阻抗Xn的 YN, d連接： 與YN, d 連接不同在于YN側(cè)中性點Xn經(jīng)接地 在繞組側(cè)施加零序電壓時，各種連接方式的變壓器零序電抗： 1)雙繞組變壓器： 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 在三繞組變壓器中，為了消除三次諧波磁通的影響，使變壓器的 電勢接近正弦波，一般總有一個繞組連接成三角形，用來提供三次諧 波電流的通路。 2）三繞組變壓器： a) YN，d，y連接： b) YN，d，yn連接： c) YN，d，d連接： 圖5-28 三繞組變壓

15、器零序等值電路 0 XXX 0 /() D XXXXX 0 / XX XXXXX XX 0 XXX 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 正序阻抗： TTT jXRZ 負序阻抗等于正序阻抗 零序參數(shù)和等值電路有關(guān)： 1.雙繞組變壓器 總結(jié)回憶： 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 2三繞組變壓器 x1x2 x3 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 1 x 2 x 3 x 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 n Z3 1 x 3 x 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 即： （1）當外電路施加零序電壓，如果能在該側(cè)產(chǎn)生零序電流，變壓器 與外電路接通，否則斷開。 （2）二次零序電勢若能施

16、加到外電路，并能提供零序電流通路,變壓器 于外電路接通，否則斷開。 （3）通路取決于外電路是否有接地中性點。 （4）若三個單相變壓器組成一個三相變壓器， 0m x 若三相四（五）柱式， )0(m x 三相三柱式， (0) 0.31.0 m x 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 三、輸電線的正、負、零序值電路 三相零序電流必須通過大地或架空地線作回路，不能互為回 路；大地或架空地線電阻使每相等值電阻增大。 零序電流在三相線路中同方向，每一相零序電流產(chǎn)生的自感 磁通與另外兩相零序電流產(chǎn)生的互感磁通是互相助增的，使 的一相的等值電感增大。 若平行架設(shè)的兩回三相輸電線中通過方向相同的零序電流時， 助磁作

17、用使得零序電抗進一步增大。 靜止元件，正、負序阻抗及等值電路完全相同，但一般零序 電抗要比正序電抗大。原因： I3I I I I 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 在短路的實用計算中，近似地采用下列公式計算輸電線路每一 回路每單位長度的一相等值零序阻抗 線路種類 電抗值/km） x1=x2x0 單回架空線路（無地線）0.43.5x1 單回架空線路（有鋼質(zhì)架空地線）0.43.0 x1 單回架空線路（有導電良好的架空地線）0.42.0 x1 雙回架空線路（無地線）0.4（每一回）5.5x1 雙回架空線路（有鋼質(zhì)架空地線）0.4（每一回）4.7x1 雙回架空線路（有導電良好的架空地線）0.4（每一回）

18、3.0 x1 610kV電纜線路0.084.6x1 35kV電纜線路0.124.6x1 表5-3 輸電線的各序單位長度電抗值 對于架空地線來說，零序電流是經(jīng)過大地及架空地線返回，所 以架空地線相當于導線旁邊的一個短路線圈，會對三相導線產(chǎn)生去 磁作用，使零序磁鏈減少，因而會使零序電抗減小。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.6簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng) 絡(luò)的制定方法絡(luò)的制定方法 應用對稱分量法分析計算不對稱故障時，首先必須建立 電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)。其基本原則是：根據(jù)電力系統(tǒng)的接線 圖和中性點接地情況等原始條件，在故障點分別施加各序電 勢，從故障點開始，逐步查明各序電流流通

19、的情況。凡是某 一序電流能流通的元件，都必須包含在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相 應的序參數(shù)和等值電路表示。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 正序網(wǎng)絡(luò)的制定方法正序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 正序網(wǎng)絡(luò)與計算三相短路時所用的等值網(wǎng)絡(luò)相同。 除中性點接地阻抗、空載線路和空載變壓器外，電 力系統(tǒng)各元件均應包括在正序網(wǎng)絡(luò)中，并且用相應 的正序參數(shù)和等值電路表示。正序網(wǎng)絡(luò)的電源包括 所有的發(fā)電機和調(diào)相機，用E”和X”d表示。一般對于 離故障點較遠的負荷可用等值電抗XD表示,甚至忽略。 對于在故障點的負荷可用等值電源支路表示的綜合 負荷，即用E”D和X”D和表示.此外必須在短路點引入 代替故障條件的不對稱電勢源中的正序分量。 電

20、力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.6 簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 引例：作出如下系統(tǒng)的序網(wǎng) 正序網(wǎng)：正序網(wǎng)： 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 負序網(wǎng)絡(luò)的制定方法負序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 負序電流能流通的元件與正序電流的相同， 但所有電源的負序電勢為零。因此，將正序 網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù)都用負序參數(shù)代替，并 令電源電勢等于零，并在短路點引入代替故 障條件的不對稱電勢源中的負序分量，便得 到負序網(wǎng)絡(luò)。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.6 簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 引例：作出如下系統(tǒng)的序網(wǎng) 負序網(wǎng)：負序網(wǎng)： 電

21、力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 在短路點施加代表故障邊界條件的零序電勢時， 由于三相零序電流大小及相位相同，它們必須經(jīng)過 大地（或架空地線、電纜包皮等）才能構(gòu)成通路， 而且電流的流通與變壓器的中性點接地情況及變壓 器的接法有密切的關(guān)系。因此零序網(wǎng)絡(luò)一般與正序、 負序網(wǎng)絡(luò)有很大的不同，零序網(wǎng)絡(luò)的形成應從故障 點開始，查找零序電流的通路，可流通零序電流的 元件包括在零序網(wǎng)絡(luò)中，中性點阻抗需乘以3，不能 流過零序電流的元件就不在零序網(wǎng)絡(luò)中。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.6 簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法簡單電網(wǎng)的正、負、零序網(wǎng)絡(luò)的制定方法 引例：作出

22、如下系統(tǒng)的序網(wǎng) 零序網(wǎng)：零序網(wǎng)： 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 a. 正序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 a. 正序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 b. 負序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 b. 負序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 c. 零序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 某一電力系統(tǒng)接線圖 c. 零序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 作圖規(guī)則總結(jié)： （1）電源只在正序網(wǎng)絡(luò)中，其它網(wǎng)中無有。 （2）中性點接地阻抗只在零序網(wǎng)絡(luò)中作用,數(shù)值為3倍。 （3）各序網(wǎng)絡(luò)

23、均從故障點開始作，找出相應的回路。 2. 負序網(wǎng)絡(luò) 把正序網(wǎng)絡(luò)中各元件的參數(shù) 都用負序參數(shù)代替，并令電源電 勢等于零即可，化簡后為 3. 零序網(wǎng)絡(luò) 零序電流流通經(jīng)過的元件才需在零 序網(wǎng)絡(luò)中計入其零序電抗（注意變壓器 中性點的工作方式），零序網(wǎng)絡(luò)化簡為 1. 正序網(wǎng)絡(luò) 計算對稱短路時所用的等 值網(wǎng)絡(luò) ，化簡后為 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.7 電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計算電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計算 簡單不對稱短路的分析 一、單相（a相）接地短路 二、兩相（b相和c相）短路 三、兩相（b相和c相）短路接地 四、正序等效定則 a 1a 1 1 a 2a 2 2 a 0a 0 0 0 0

24、 EIZU IZU IZU 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 一、單相（a相）接地短路 0 a U a I 0 b I 0 c I a b c 邊界條件為 a 0U b 0I c 0I 用對稱分量表示為 a1a2a0a/3 IIII aa1a2a0 2 120 2 120 0 0 0 baaa caaa UUUU IIII IIII 22 a1a a 22 a a 2b a 0c 11 1 11 1101 333 01111111 II aaaa I I IaaIaa II 變換公式 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 2、單相短路復合序網(wǎng) a1 a2a0 a1 1a120a1 a22a1 a00a

25、1 () III UEjXIj XXI UjXI UjXI 應用電路公式計算得 短路點故障相電流： (1) aa1a2a0a1 f 3IIIIII a1 120 () E I j XXX a1a2a0 a1a2a0 0UUU III a1 U a2 U a0 U 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 a U b I c I b U a I c U f I = 0 = 0 = 0 = ？= ？ 2 ba1a2a0200a1 3 (2)3 2 Ua UaUUXXjXI 2 ca1a2a0200a1 3 (2)3 2 UaUa UUXXjXI 圖5-37單相接地短路的電壓向量圖 圖5-36 單相接地短路的

26、電流向量圖 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 二、兩相短路（b，c相） 0 a I b I c I a b c abcbc 0,0,IIIUU 使用對稱分量變換式： 2 2b a1 b 22 b a2b a0c ()0 1 1 113 1()1 333 01 110 Ia aI a a jI IaaIaa I II a1a2b 3 3 j III a0 0I 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 二、兩相短路（b，c相） 0 a I b I c I a b c abcbc 0,0,IIIUU 使用對稱分量變換式： a1a2 UU 22 ba1a2a0ca1a2a0 Ua UaUUUa Ua UU 22

27、 a1a2 ()()aa Uaa U 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 a1a2 UU a1a2 II a0 0I 1a I 1 jX 2a I 2 jX E 2aU 1aU a0 a2a1 a1a22a22a1 0I II UUjXIjXI a1 12 () E I j XX 兩相短路的復合序網(wǎng) 求解 2 ba1a2a0a1 cba1 3 3 Ia IaIIjI IIjI 短路電流為 (2) fbca1 3IIII a0 0U 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 短路點各相 對地電壓為： a a1a 2a 0a12a1 2 ba1a 2a 0a1a cba1a 22 1 2 1 2 UUUUUjX

28、I Ua Ua UUUU UUUU 圖5-40 兩相短路時短路處的電流相量圖 圖5-41 兩相短路時短路處的電壓向量圖 abc 0,0,III a1a2 II a0 0I a1a2 UU a0 0U 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 三、兩相（b，c相）短路接地 邊界條件為： abc 0,0,0IUU 整理后得： 22 a1a a a 22 a2b a0c 11 1 11 1101 333 011 111 11 UU a aa a U U UaaUaa UU a1a2a0 UUU aa1a2a0 0IIII 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 1 jX . E 1aI 1aU 2 jX 2aI 2a

29、U 0 jX 0aI 0aU 三個序網(wǎng)并聯(lián) 復合序網(wǎng)圖 0 a2a1 20 2 a0a1 20 20 a1a2a0a1 20 X II XX X II XX XX UUUjI XX a1 120 (/) E I j XXX 故障點相電流為： 220 ba1 20 220 ca1 20 33(2) 2() 33(2) 2() XjXX II XX XjXX II XX a1a2a0 UUU aa1a2a0 0IIII 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 短路點故障相電流絕對值為： (1,1)20 fbca1 2 20 3 1 () XX IIII XX 非故障相電壓為： 20 aa1a1 20 3

30、3 XX UUjI XX 圖5-44 兩相短路接地時故障處 的電壓向量圖 圖5-45 兩相短路接地時故障處 的電流向量圖 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 式中 表示附加電抗，上角標（n）代表短路類型。 )(n X ()()() 1 nnn fa ImI 此外，短路電流的絕對值與他的正序分量的絕對值成正比，即 式中 為比例系數(shù)，其值視短路類型而定。 )(n m 四、正序等效定則 所有短路類型短路電流的正序分量可以統(tǒng)一寫成 (n) a1 (n) 1 () E I j XX 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 簡單短路時的 和 ( )n X ( )n m 短路類型f(n) 三相短路f(3)01 兩相短路

31、接地f(1,1) 兩相短路f(2) 單相短路f(1)3 ( )n X ( )n m 20 20 XX XX 20 2 20 3 1 () XX XX 2 X 3 20 XX 0 X 2 X (n) X 1 X (n) a1 (n) 1 () E I j XX (n)(n)(n) fa1 ImI (n) m (n) a1I (n) f I+ * 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.8 故障時網(wǎng)絡(luò)中的電流、電壓計算故障時網(wǎng)絡(luò)中的電流、電壓計算 一、故障時各序網(wǎng)中各序電流和電壓的計算 1. 各序電流的計算 2. 各序電壓的計算 網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點的各序電壓等于短路點的各序電壓加上該點與 短路點間的同一序

32、電流產(chǎn)生的電壓降。 對于比較簡單的電力系統(tǒng)，在算出短路點各序電流后，按 照各個序網(wǎng)逆著簡化的順序，在網(wǎng)絡(luò)還原過程中逐步算出各支路 電流和有關(guān)各節(jié)點的電壓。 對于給定的短路點，負序和零序網(wǎng)絡(luò)中各支路的電流分布 系數(shù)都是確定的?？梢詰梅植枷禂?shù)計算網(wǎng)絡(luò)中的電流分布。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 例如：某節(jié)點 h 在正序、負序 和零序網(wǎng)絡(luò)中，分別經(jīng)電抗X1, X2和X0與短路點 f 相聯(lián)，該點 的各序電壓分別為： 1h1f1 1 2h2f2 2 0h0f0 0 UUjX I UUjX I UUjX I 1 I 2 I 0 I 負序和零序電壓短路點最高， 離短路點愈遠，電壓愈低。 負序電壓在電源點

33、等于零；零 序電壓一般在未到電源點時就 已經(jīng)降至為零了。 正序電壓在短路點最低，愈靠 近電源點，正序電壓愈高。 圖 各種不對稱短路時各序電壓的分布 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 網(wǎng)絡(luò)中各點電壓的不對稱程度主要由負序分量決定。負序分量愈 大，電壓愈不對稱。負序電壓在短路點最大，故短路點的電壓最 不對稱，隨著離短路點的距離增大，負序電壓不斷降低，電壓不 對稱程度也逐漸減弱。 說明： 上述非故障點的電壓、電流的計算方法，只對與短路點有直接電 氣聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)才是正確的。如果經(jīng)過變壓器聯(lián)系的兩個電路，由 于變壓器繞組的聯(lián)結(jié)方式的不同，可能會引起變壓器兩側(cè)序分量 相位的不同變化，故合成求相電流和相電壓時必

34、須按變壓器移動 相位后再合成，否則，計算結(jié)果會出錯。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 二、電流、電壓對稱分量經(jīng)過YN,d11聯(lián)接方式變壓器后的相位變換 電壓、電流的對稱分量經(jīng)過變壓器后，可能會發(fā)生相位移動。 相位移動的方向、大小取決于變壓器繞組的聯(lián)接組別。 圖5-47 YN,d11變壓器兩側(cè)電壓的正、負序分量的相位關(guān)系 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 1AI 2AI 2BI2CI 1BI1CI 1aI 1bI 1cI 30 30 1caI 1abI 1bcI 2aI 2bI 2cI 2caI 2abI 2bcI 圖5-48 YN,d11接法變壓器兩側(cè)電流的正、 負序分量的相位關(guān)系 變壓器兩側(cè)相電壓的正 序和負序分量關(guān)系 兩側(cè)線電流的正 序和負序分量關(guān)系： 30 a1A1 30 a2A2 j j UUe UUe 30 a1A1 30 a2A2 j j IIe IIe Y Y，正好相反 對于YN,yn0接法的變壓器，變壓器兩側(cè)對應相的相電壓的相位相同。 當用標幺值表示且非標準變比等于1時，兩側(cè)電壓的正序分量和 負序分量的標幺值是分別相等的。 電力系統(tǒng)故障與實用短路電流計算 5.9 非全相運