兩相接地短路電流的計算

1、1前言11.1短路電流的危害1.1.2短路電流的限制措施 1.1.3短路計算的作用 2.2數(shù)學模型 3.2.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應用 32.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡的制訂9.2.3兩相接地短路的數(shù)學分析102.4變壓器的零序等值電路及其參數(shù) 103兩相接地短路運行算例1.44結果分析18.5. 心得體會19.6. 參考文獻20丄 、八1.前言電能作為我們?nèi)粘Ｉ钪羞\用最多的一種能源，不僅有無氣體無噪音污染，便于大 范圍的傳送和方便變換，易于控制，損耗小，效率高等特點。電力系統(tǒng)在運行中相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（短路）時流 過的電流稱為短路電流。在三相系統(tǒng)中發(fā)生短路的

2、基本類型有三相短路、兩相短路、單 相對地短路和兩相對地短路。三相短路因短路時的三相回路依舊是對稱的，故稱為對稱 短路；其他幾種短路均使三相電路不對稱，故稱為不對稱短路。在中性點直接接地的電 網(wǎng)中，以一相對地的短路故障為最多，約占全部短路故障的90%。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡中，短路故障主要是各種相間短路。發(fā)生短路時，由于電源供電回路阻抗的 減小以及突然短路時的暫態(tài)過程，使短路回路中的電流大大增加，可能超過回路的額定 電流許多倍。短路電流的大小取決于短路點距電源的電氣距離，例如，在發(fā)電機端發(fā)生 短路時，流過發(fā)電機的短路電流最大瞬時值可達發(fā)電機額定電流的1015倍，在大容量的電力系統(tǒng)中，短路電

3、流可高達數(shù)萬安培。1.1短路電流的危害短路電流將引起下列嚴重后果：短路電流往往會有電弧產(chǎn)生，它不僅能燒壞故障元 件本身，也可能燒壞周圍設備和傷害周圍人員。巨大的短路電流通過導體時，一方面會 使導體大量發(fā)熱，造成導體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還 將產(chǎn)生很大的電動力作用于導體，使導體變形或損壞。短路也同時引起系統(tǒng)電壓大幅度 降低，特別是靠近短路點處的電壓降低得更多，從而可能導致部分用戶或全部用戶的供 電遭到破壞。網(wǎng)絡電壓的降低，使供電設備的正常工作受到損壞，也可能導致工廠的產(chǎn) 品報廢或設備損壞，如電動機過熱受損等。電力系統(tǒng)中出現(xiàn)短路故障時，系統(tǒng)功率分布 的突然變化和電壓的嚴

4、重下降，可能破壞各發(fā)電廠并聯(lián)運行的穩(wěn)定性，使整個系統(tǒng)解列， 這時某些發(fā)電機可能過負荷，因此，必須切除部分用戶。短路時電壓下降的愈大，持續(xù) 時間愈長，破壞整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的可能性愈大。12短路電流的限制措施為保證系統(tǒng)安全可靠地運行，減輕短路造成的影響，除在運行維護中應努力設法消 除可能引起短路的一切原因外，還應盡快地切除短路故障部分，使系統(tǒng)電壓在較短的時 間內(nèi)恢復到正常值。為此，可采用快速動作的繼電保護和斷路器，以及發(fā)電機裝設自動 調節(jié)勵磁裝置等。此外，還應考慮采用限制短路電流的措施，如合理選擇電氣主接線的 形式或運行方式，以增大系統(tǒng)阻抗，減少短路電流值；加裝限電流電抗器；采用分裂低 壓繞阻

5、變壓器等。主要措施如下：一是做好短路電流的計算，正確選擇及校驗電氣設備，電氣設備的額定電壓要和線 路的額定電壓相符。二是正確選擇繼電保護的整定值和熔體的額定電流，采用速斷保護裝置，以便發(fā)生 短路時，能快速切斷短路電流，減少短路電流持續(xù)時間，減少短路所造成的損失三是在變電站安裝避雷針，在變壓器附近和線路上安裝避雷器，減少雷擊損害。 四是保證架空線路施工質量，加強線路維護，始終保持線路弧垂一致并符合規(guī)定。 五是帶電安裝和檢修電氣設備，注意力要集中，防止誤接線，誤操作，在帶電部位 距離較近的部位工作，要采取防止短路的措施。六是加強管理，防止小動物進入配電室，爬上電氣設備。七是及時清除導電粉塵，防止導

6、電粉塵進入電氣設備。八是在電纜埋設處設置標記，有人在附近挖掘施工，要派專人看護，并向施工人員 說明電纜敷設位置，以防電纜被破壞引發(fā)短路。九是電力系統(tǒng)的運行、維護人員應認真學習規(guī)程，嚴格遵守規(guī)章制度，正確操作電 氣設備，禁止帶負荷拉刀閘、帶電合接地刀閘。線路施工，維護人員工作完畢，應立即 拆除接地線。要經(jīng)常對線路、設備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)缺陷，迅速進行檢修。1.3短路計算的作用通過短路計算，我們可以(1) 校驗電氣設備的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；(2) 校驗開關的遮斷容量；(3) 確定繼電保護及安全自動裝置的定值；(4) 為系統(tǒng)設計及選擇電氣主接線提供依據(jù)；(5) 進行故障分析；(6) 確定輸電線

7、路對相鄰通信線的電磁干擾。2.數(shù)學模型在電力系統(tǒng)的運行和分析中，網(wǎng)絡元件常用恒定參數(shù)代表，因此電力網(wǎng)絡是一個線 性網(wǎng)絡。該線性網(wǎng)絡可用代數(shù)方程組來描述。節(jié)點：電力網(wǎng)絡中一些需要研究的點，如母線、發(fā)電機出口等；支路：支路為網(wǎng)絡中的某一元件，如發(fā)電機、變壓器、線路等。支路號用其首端節(jié) 點號乘100加上末節(jié)點號的組合數(shù)字來表示，若支路首末節(jié)點號為i、j，則該支路號為ix 100+ j。用此方法可以處理99個節(jié)點的網(wǎng)絡；節(jié)點方程：一般地，對于有n個獨立節(jié)點的網(wǎng)絡，可以列寫n個節(jié)點方程：Y11 Vi Y12 V2+Yln Vn =|1丫21 V1 丫22 V2+Y2n Vn =丨2Y k1 V1 Y k

8、2 V 2 +Y kn V n = I k用矩陣表示就是：Y V =1矩陣Y稱為節(jié)點導納矩陣。它的對角線元素丫稱為節(jié)點i的自導納，其值等于接于 節(jié)點i的所有支路導納之和。非對角線元素 Yj稱為節(jié)點i、j間的互導納，它等于直接聯(lián) 接于節(jié)點i、j間的支路導納的負值。若節(jié)點i、j間不存在直接支路，則有Yj=0。由此 可知節(jié)點導納矩陣是一個稀疏的對稱矩陣，其對角線元素一般不為零，但在非對角線元 素中則存在不少零元素；矩陣的階數(shù)與節(jié)點數(shù)相等。這樣，如何計算短路電流就轉化為如何建立和求解該線性方程組，網(wǎng)絡的化簡也就 轉化為節(jié)點導納矩陣的化簡。2.1對稱分量法在不對稱短路計算中的應用對稱分量法是分析不對稱故

9、障的常用方法，根據(jù)不對稱分量法，一組不對稱的三相 量可以分解為正序、負序和零序三相對稱的三相量。在不同序別的對稱分量作用下，電 力系統(tǒng)的各元件可能呈現(xiàn)不同的特性，因此我們首先來介紹發(fā)電機、變壓器、輸電線路 和符合的各序參數(shù)，特別是電網(wǎng)元件的零序參數(shù)及其等值電路。一、不對稱三相量的分解在三相電路中，對于任意一組不對稱的三相相量（電流或電壓），可以分解為三組三相對稱的相量，當選擇a相作為基準相時，三相相量與其對稱分量之間的關系（如電 流）為fc1Ja(0) Ja2 a12、aa1(2-1)式中，預算子a二ej12j 24023.，且有 1+a+a =0,a =1 ；I a(1)、 I a(2)、

10、I a(0) 分別為a相電流的正序、負序和零序分量，并且有二 a2I二 allb(1)lt(2)(O) = 1a(1)c(1)a(2)，lc(2)|c(0)a(0)二 a|la(1)2=a(2-2)IJ由上式可以作出三相量的三組對稱分量如圖2.1所示ola(0)b(0)c(0)（a） 正序分量；（b）負序分量（c）零序分量我們看到，正序分量的相序與正常對稱情況下的相序相同，而負序分量的相序則與 正序相反，零序分量則三相同相位。將一組不對稱的三相量分解為三組對稱分量，這種分解是一種坐標變換，如同派克 變換一樣。把式（2-1）寫成l 120 = Sl abc（ 2-3）(2-4)矩陣S稱為分量變換

11、矩陣。當已知三相不對稱的相量時，可由上式求得各序對稱分量。 已知各序對稱分量時，也可以用反變換求出三相不對稱的相量，即I abc = S l 120式中12 aa(2-5)111展開式(2-4)并計及式(2-2)有a = a(1)a(2)a(0)b = a 吐 al a(2) la(0)a(0)a(1)- a2|a(2)=b(1)二 |l+ b(2)+ |lc(1)1 c(2)1 b(0)-lc(0)(2-6)電壓的三相相量與其對稱分量之間的關系也與電流的一樣。二、序阻抗的概念我們以一個靜止的三相電路元件為例來說明序阻抗的概念。如圖2.2所示，各相自阻抗分別為Zaa，Zbb，Zee；相間互阻抗

12、為Zab=Zba, Zbc=Zcb，Zca=Zca。當元件通過三相不對稱 的電流時，元件各相的電壓降為或寫成ZaaZabZac ZbaZbbZbcIb(2-7)ZcaZcbZcc 丿Jc二 ZI abc(2-8)(2-9)V abc應用式(2-3)、(2-4)將三相量變換成對稱分量，可得fZs Zm00 、rZ(1)00 Z sc =0Zs Zm0=0Z(2)0（ 2-12）Z（0） = Va（0） / 1 a（0）JZ（1）、Z（2）和Z（0）分別稱為該元件的正序阻抗，負序阻抗和零序阻抗。電力系統(tǒng)每個元件 的正、負、零序阻抗可能相同，也可能不同，視元件的結構而定。三、對稱分量法在不對稱短路計

13、算中的應用現(xiàn)以圖2.3所示簡單電力系統(tǒng)為例來說明應用對稱分量法計算不對稱短路的一般原 理。圖2.3簡單電力系統(tǒng)的單相短路一臺發(fā)電機接于空載輸電線路，發(fā)電機中性點經(jīng)阻抗Zn接地。在線路某處f點發(fā)生 單相（例如a相）短路，使故障點出現(xiàn)了不對稱的情況。a相對地阻抗為零（不計電弧等電阻），a相對地電壓Vfa =0，而b、c兩相的電壓VI = 0 , Vfc = 0見圖2.4。此時， 故障點以外的系統(tǒng)其余部分的參數(shù)（指阻抗）仍然是對稱的?，F(xiàn)在原短路點認為地接入一組三相不對稱的電勢源，電勢源的各相電勢與上述各相不對稱電壓大小相等、方向相反，如圖 2.4 （b）所示。這種情況與發(fā)生不對稱故障是等 效的，也就

14、是說，網(wǎng)絡中發(fā)生的不對稱故障，可以用在故障點接入一組不對稱的電勢源 來代替。這組不對稱電勢源可以分解成正序、負序和零序三組對稱分量，如圖2.4（ c）所示。根據(jù)疊加原理，圖2.4（c）所示的狀態(tài)，可以當作是（d）、（e）、（f）三個圖所示 狀態(tài)的疊加。圖2.4（d）的電路稱為正序網(wǎng)絡，其中只有正序電勢在作用（包括發(fā)電機的電勢和 故障點的正序分量電勢），網(wǎng)絡中只有正序電流，各元件呈現(xiàn)的阻抗就是正序阻抗。圖 2.4（e）及（f）的電路分別稱為負序網(wǎng)絡和零序網(wǎng)絡。因為發(fā)電機只產(chǎn)生正序電勢，所 以，在負序和零序網(wǎng)絡中，只有故障點的負序和零序分量電勢在作用，網(wǎng)絡中也只有同 一序的電流，元件也只呈現(xiàn)同一序

15、的阻抗。根據(jù)這三個電路圖，可以分別列出各序網(wǎng)絡的電壓方程式。因為每一序都是三相對 稱的，只需列出一相便可以了。在正序網(wǎng)絡中，當以a相為基準相時，有fa-Zn(lfa(1) lfb(1) Ifc(1) =Va-a2|fa(1) - alfadO，正序電流不流經(jīng)中性線，中性點接地這樣，正序網(wǎng)絡的電壓方程可寫成Vfa(1)Ea(ZG(1) * ZL(1)|I 1 因為 lfa(1) 1 fb(1) 1 fc(1) = lla(1) 阻抗Zn上的電壓經(jīng)為零，它在正序網(wǎng)絡中不起作用。faQ1=L-=z+Ea -(ZG(1) * ZL(1)d 負序電流也不流經(jīng)中性線，而且發(fā)電機的負序電勢為零，因此，負序網(wǎng)

16、絡的電壓方 程為HZ+ fcslrh Ktal： +p* t+ V% +o o()O C)|/k|b)酹 *L(efZZFO-J-| 汕何 | |F* | hrtoj圖2.4對稱分量法的應用對于零序網(wǎng)絡，由于lL(0廠Ifb(o)-()o 0 o o oIfc(0) =3|Ifa(0)，在中性點接地阻抗中將流過三倍的零序電流，產(chǎn)生電壓降。計及發(fā)電機的零序電勢為零，零序網(wǎng)絡的電壓方程為0 -(ZG(O) ZL(O) 3Zn)Ifa(0) - Vfa(O)根據(jù)以上所得的各序電壓方程式，可以繪出各序的一相等值網(wǎng)絡(見圖2.5)。必須注意，在一相的零序網(wǎng)絡中，中性點接地阻抗必須增大為三倍。這時因為接地

17、阻抗Zn上的電壓降是由三倍的一相零序電流產(chǎn)生的，從等值觀點看，也可以認為是一相零序電 流在三倍中性點接地阻抗上產(chǎn)生的電壓降。雖然實際的電力系統(tǒng)接線復雜，發(fā)電機的數(shù)目也很多，但是通過網(wǎng)絡化簡，仍然可 以得到與以上相似的各序電壓方程式Eeq 一 Zff (1)ha(1) 0 - Z ff lha(2):(2-13)0 - Z ff(o)fa(0)式中，Eeq為正序網(wǎng)絡中相對于短路點的戴維南等值電勢; 正序，負序和零序網(wǎng)絡中短路點的輸入阻抗； 序，負序和零序分量；VZ ff (1)、 Z ff (2)、Z ff (0)分別為 fa(1)、ifa、lfa(0)分別為短路點電流的正 fa、Vfb(2)、

18、Vfc(0)分別為短路點電壓的正序，負序和零序分量。= *(4hili3*(p(bJfahiui圖2.5正序(a)、負序(b)和零序(c)等值網(wǎng)絡方程式2-13說明了不對稱短路時短路點的各序電流和同一序電壓間的相互關系， 它對各種不對稱短路都適用。根據(jù)不對稱短路的類型可以得到三個說明短路性質的補充 條件，通常稱為故障條件或邊界條件。例如，單相(a相)接地的故障條件為Vfa=0、 ifc =0，用各序堆成分量表示可得Ma = Vfa(1)Vfa(2)Vfa(0) = 0b = a2lfa(1)al卩ifc 二 afa(2)十 fc(i)- a2Ifc(2)-fa(0)=0(2-14)fc(0)

19、0由式(2-13)和(2-14)的六個方程，便可解出短路點電壓和電流的各序對稱分量。綜上所述，計算不對稱故障的基本原則就是，把故障處的三相阻抗不對稱表示為電 壓和電流相量的不對稱，使得系統(tǒng)其余部分保持為三相阻抗對稱的系統(tǒng)。這樣，借助于 對稱分量法并利用三相阻抗對稱電路各序具有獨立性的特點，分析計算就可得到簡化。 2.2電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡的制訂應用對稱分量法分析計算不對稱故障時， 首先必須作出電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡。為此, 應根據(jù)電力系統(tǒng)的接線圖、中性點接地情況等原始資料，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的情況。凡是某一序電流能流通的元件，都必須 包括在該序網(wǎng)絡中，并用相應

20、的序參數(shù)和等值電路表示。 根據(jù)上述原則，我們結合圖2.6 來說明各序網(wǎng)絡的制訂。圖2.6正序、負序網(wǎng)絡的制訂（a） 電力系統(tǒng)接線圖（b ）、（ c）正序網(wǎng)絡（d）、（ e）負序網(wǎng)絡一、正序網(wǎng)絡正序網(wǎng)絡就是通常計算對稱短路時所用的等值網(wǎng)絡。除了中性點接地阻抗、空載線 路（不計導納）以及空載變壓器（不計勵磁電流）外，電力系統(tǒng)各元件均應包括在正序 網(wǎng)絡中，并且用相應的正序參數(shù)和等值電路表示。例如，圖2.6（ b）所示的正序網(wǎng)絡就不包括空載的線路L-3和變壓器T-3。所有同步發(fā)電機和調相機，以及個別的必須用等 值電源支路表示的綜合符合，都是正序網(wǎng)絡中的電源。此外，還須在短路點引入代替故 障條件的不對稱

21、電勢源中的正序分量。正序網(wǎng)絡中的短路點用fi表示，零電位點用01表示。從fioi即故障端口看正序網(wǎng)絡，它是一個有源網(wǎng)絡，可以用戴維南定理簡化為圖 2.6（ c）的形式。二、負序網(wǎng)絡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，把 正序網(wǎng)絡中各元件的參數(shù)都用負序參數(shù)代替，并令電源電勢等于零，而在短路點引入代 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，如圖2.6（d）所示。負序網(wǎng)絡中的短路點用f2表示，零電位點用02表示。從f202端口看進去，負序網(wǎng)絡是一個無 源網(wǎng)絡。經(jīng)簡化后的負序網(wǎng)絡示于圖 2.6（e）。三、零序網(wǎng)絡在短路點施加代表故障邊界條件的零序電勢時，

22、由于三相零序電流大小及相位相 同，他們必須經(jīng)過大地（或架空地線、電纜包皮等）才能構成通路，而且電流的流通與 變壓器中性點接地情況及變壓器的接法有密切的關系。為了更清楚地看到零序電流流通的情況，在圖2.7 （a）中，畫出了電力系統(tǒng)三線接線圖，圖中剪頭表示零序電流流通的 方向。相應的零序網(wǎng)絡也畫在同一圖上。比較正（負）序和零序網(wǎng)絡可以看到，雖然圖2.7零序網(wǎng)絡的制訂（a）零序電流的通路（b）、（ c）零序網(wǎng)絡線路L-4和變壓器T-4以及負荷LD均包括在正（負）序網(wǎng)絡中，但因變壓器 T-4中性 點未接地，不能流通零序電流，所以它們不包括在零序網(wǎng)絡中。相反，線路L-3和變壓器T-3因為空載不能流通正（

23、負）序電流兒不包括在正（負）序網(wǎng)絡中，但因變壓器T-3 中性點接地，故L-3和T-3能流通零序電流，所以它們應包括在零序網(wǎng)絡中。從故障端 口 foOo看零序網(wǎng)絡，也是一個無源網(wǎng)絡。簡化后得零序網(wǎng)絡示于圖2.7（c）。2.3兩相接地短路的數(shù)學分析在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接 地短路。三相短路也稱為對稱端粒，系統(tǒng)各相與正常運行時一樣仍出入對稱狀態(tài)。其他 類型的短路都是不對稱短路。兩相（b相和c相）短路接地兩相短路接地時故障處的情況示于圖 2-1。故障處的三個邊界條件為圖2.8 兩相短路接地這些條件同單相短路的邊界條件極為相似， 只要把單相短路邊界條件式中

24、的電流換成電壓，電壓換成電流就是了。 用序量表示的邊界條件為to+D)= 01B=咕=%洶(2-15)Ifa(1)jXff(1)Vf(0)Vfa(1)Ifa(2)JjXff(2)百Vfa(2)Ifa(3)_CHjXff(3)Vfa(3)根據(jù)邊界條件組成的兩相短路接地的復合序網(wǎng)示 于圖2-2。由圖可得以及f咆彌沖備知=嶺起= i呵二呦Jf血短路點故障相的電流為_O-圖2.9兩相短路接地的復合序網(wǎng)圖根據(jù)上式可以切得兩相短路接地時故障電流的絕對值為fLl J匕=匕=Ifc =31-”一、,X：.：亠亶蘭 o.-(2-16)短路點非故障相電壓為(2-17)2.4變壓器的零序等值電路及其參數(shù)一、普通變壓

25、器的零序等值電路及其參數(shù)變壓器的等值電路表征了一相原、副方繞組間的電磁關系。不論變壓器通以哪一序 的電流，都不會改變一相原、副方繞組間的電磁關系，因此，變壓器的正序、負序和零 序等值電路具有形同的形狀，圖2.8為不計繞組電阻和鐵芯損耗時變壓器的零序等值電圖2.10變壓器的零序等值電路（a）雙繞組變壓器（b）三繞組變壓器變壓器等值電路中的參數(shù)不僅同變壓器的結構有關，有的參數(shù)也同所通電流的序別有關。變壓器各繞組的電阻，與所通過的電流和序別無關。因此，變壓器的正序、負序 和零序的等值電阻相等。變壓器的漏抗，反映了原、副方繞組間磁耦合的緊密情況。漏磁通的路徑與所通電 流的序別無關。因此，變壓器的正序、

26、負序和零序的等值漏抗也相等。變壓器的勵磁電抗，取決于主磁通路徑的磁導。當變壓器通以負序電流時，主磁通 的路徑與通以正序電流時完全相同。因此，負序勵磁電抗與正序的相同。由此可見，變 壓器正、負序等值電路及其參數(shù)是完全相同的。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵芯結構密切相關。圖2.9所示為三種常用的變壓器鐵芯結構及零序勵磁磁通的路徑。ira*他當 ji）啊 打丼；、圖2.11零序主磁通的磁路（a）三個單相的組式（b）三相四柱式（c）三相三柱式對于由三個單相變壓器組成的三相變壓器組，每相的零序主磁通與正序主磁通一 樣，都有獨立的鐵芯磁路圖2.9（a）。因此，零序勵磁電抗與正序的相等。對于三相 四柱式（

27、或五柱式）變壓器，零序主磁通也能在鐵芯中形成回路，磁阻很小，因而零序 勵磁電抗的數(shù)值很大。以上兩種變壓器，在短路計算中都可以當作xm（0）：，即忽略勵磁電流，把勵磁支路斷開。對于三相三柱式變壓器，由于三相零序磁通大小相等、相位相同，因而不能像正序 （或負序）主磁通那樣，一相主磁通可以經(jīng)過另外兩相的鐵芯形成回路。它們被迫經(jīng)過 絕緣介質和外殼形成回路見圖2.9 （c）,遇到很大的磁阻。因此，這種變壓器的零序 勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多，在短路計算中，應視為有限值，其值一般用實驗方法 確定，大致是 Xm（0） ：“ 0.3 L 1.0。二、變壓器零序等值電路與外電路的連接變壓器的零序等值電路與外電

28、路的連接，取決于零序電流的流通路徑，因而與變壓 器三相繞組連接形式及中性點是否接地有關。不對稱短路時，零序電壓（或電勢）是施 加在相線和大地之間的。根據(jù)這一點，我們可以從以下三個方面來討論變壓器零序等值 電路與外電路的連接情況。（1）當外電路向變壓器某側三相繞組施加零序電壓時，如果能在該側繞組產(chǎn)生零 序電流，貝U等值電路中該側繞組端點與外電路接通；如果不能產(chǎn)生零序電流，則從電路 等值的觀點，可以認為變壓器該側繞組與外電路斷開。根據(jù)這個原則，只有中性點接地 的星形接法（用YN表示）繞組才能與外電路接通。（2）當變壓器繞組具有零序電勢（由另一側繞組的零序電流感生的）時，如果它能夠將零序電勢施加到外

29、電路上去，并能提供零序電流的通路，則等值電路中該側繞組 端點與外電路接通，否則與外電路斷開。據(jù)此，也只有中性點接地的YN接法繞組才能與外電路接通。至于能否在外電路產(chǎn)生零序電流，則應由外電路中的元件是否提供零序 電流的通路而定。（3）在三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢顯然不能作用到外電路去，但能在三繞組中形成零序環(huán)流，如圖2.10所示。此時，零序電勢將被零序環(huán)流在繞組漏抗上的 電壓降所平衡，繞組兩端電壓為零。這種情況，與變壓器繞組短接是等效的。因此，在 等值電路中該側繞組端點接零序等值中性點（等值中性點與地同電位時則接地）。圖2.12 YN,d接法變壓器三角形側的零序環(huán)流根據(jù)以上三點，變壓器零

30、序等值電路與外電路的連接，可用圖2.11的開關電路來表 示。變壓器燒組挨袪開關位驍組瑙點與外電路的聯(lián)樓Y1與外電踣斷開YN2與卄電略接通d3與外電搐斷開、 但與勵事支踣并醍圖2.13變壓器零序等值電路與外電路的連接三、中性點有接地阻抗時變壓器的零序等值電路當中性點經(jīng)阻抗接地的 YN接法繞組通過零序電流時，中性點接地阻抗上將流過三 倍零序電流，并且產(chǎn)生相應的電壓降，使得中性點與地有不同電位見圖2.12。因此,在單相零序等值電路中，應將中性點阻抗增大為三倍，并同它所接入的該側繞組的漏抗 相串聯(lián)，如圖2.12 (b)所示。應該注意，圖2.12 (b)中的參數(shù)，包括中性點接地阻抗，都是折算到同一電壓級

31、 (同一側)的折算值。同時，變壓器中性點的電壓，也要在求出各繞組的零序電流之后 才能求得。/Pi圖2.14變壓器中性點經(jīng)電抗接地時的零序等值電路3兩相短路接地算例電力系統(tǒng)接線如圖所示，在f點發(fā)生接地短路，試繪各序網(wǎng)絡，并計算電源的等值電勢Eq和短路點的各序輸入電抗 Xff(1)、Xff(2)、Xff(o)以及兩相接地短路電流的值。系統(tǒng)各 元件的參數(shù)如下：發(fā)電機 Sn =120MV Z, Vn = 10.5KV ,E“ =1.67, x)= 0.9, x(2)= 0.45;變壓器 T-1Sn =60MV V,Vs% =10.5, Kt1 = 10.5/115;T-2Sn =60MV V,Vs%

32、=10.5,Kt 2 =115/6.3 ；線路 L 每回路丨=105km, x(1) =04/km,x(0) =3x(1);負荷 LD-1 Sn -60MV *A, x(1) =1.2, x(2) =0.35;(b)1/0.52/0.214/0.19 f23/0.216/1 05f02/0.214/0.57O0O2（c）（d）圖3-1電力系統(tǒng)接線圖（a）及正（b）、負（c）、零（d）序網(wǎng)絡 解 （一）參數(shù)標幺值的計算選取基準功率Sn -120MV基準電壓Vb =Vav，計算出各元件的各序電抗的標 幺值。計算結果標于各序網(wǎng)絡圖中。計算過程如下：X(1) =0.9 -g =0.9 超0=0.9，X

33、(2) =0.45 魚=0.5 120 = 0.45 Sn1 20Sn120Xti =VS% 巔 7105 倒 721*=溼巔他倒 “21100 tn60100 -tn60（二）制定各序網(wǎng)絡正序和負序網(wǎng)絡，包含了圖中所有元件圖（b） ,（C）。因零序電流僅在線路L上和 變壓器T-1中流通，所以零序網(wǎng)絡只包含著兩個元件圖（d）。（三）進行網(wǎng)絡化簡，求正序等值電勢和各序輸入電抗它的電勢和電抗為E7E1X5XX51.672.40.92.4=1.22, X7X1X5X! X50.92.40.92.40.66正序和負序網(wǎng)絡的化簡過程示圖3-2.對于正序網(wǎng)絡，先將支路1和5并聯(lián)的支路7,將支路7、2和4相

34、串聯(lián)的支路9,其電抗和電勢分別為E9 = E7 =1.22, X 9 = x 7 X 2 X 4 = 0.660.210.19 = 1 .06將支路3、6串聯(lián)得9，其電抗為x X3 x 0.21 - 3.6二3.81將支路8和支路9并聯(lián)得等值電勢和輸入電抗分別為E7E9X8X9 X81.063.811.223.81 = 0.95,Xff X8X9X8 X9 31= O3對于負序網(wǎng)絡X7X8 二 X3 X6 二 0.21 - 1 .05 二 1.26二 X1X5 J.50.7aX, X50.50.7X ff (2)X8X91.260.670.44 X9 = X7 + X2 + X4 = 0.29

35、 + 0.21 +0.19 =0.69X8 X91.260.67對于零序網(wǎng)絡= 0.21 - 1.05 =0.78X ff (0) X 3 X 6r%.廠V、72480.270.210.19 嚴Va(2)8911 .260.67Va (2)。2Xff(1)1 0.83LIX ff (1)0744卜(3cEeq T.95Va(1)Va(2)O102(a)(b)圖3-2正序(a)和負序(b)網(wǎng)絡的化簡過程(四) 兩相接地短路電流 再計算出此時的短路的附加電抗 x.(1和的值，即能確定短路電流，貝U有XW =私 N *谿=0,44 | 0J8 = 028115kV側的基準電流為 _=V371 - 044 X 0.78 /(0.44 + 0.78)-1.520 95 X 0.6kA = O.SlkA0.83 + 0.28?v = 1-52 X 051kA = 0.78kA4結果分析運用序分量法，計算出以上算例的單相短路電流為 0.28kA。通過計算過程進一步說 明使用序分量法計算不對稱短路電流的計算步驟為：第一步，根據(jù)條件，按照各序網(wǎng)絡的訂制規(guī)則，畫出短路各序網(wǎng)絡圖。需要注意的 是變壓器中性點有接地阻抗時候的零序等值電路。第二步，計算各序等值電路中各種電氣設備參數(shù)的標幺值。第三步，對各序網(wǎng)絡進行化簡，求得正序等值