正序,負(fù)序和零序

1、1第四章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路一對稱分量法二對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用三同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗四異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗五變壓器的零序電抗和等值電路24-1 對稱分量法 三個(gè)不對稱相量可用三組對稱相量來表示) 0 () 2() 1 (2211111aaacbaFFFaaaaFFFSPFTF31aI1bI1cI2aI2cI2bI0c0b0aIII （a）正序分量；（b）負(fù)序分量；（c）零序分量4cbaaaaFFFaaaaFFF111113122) 0 () 2() 1 (PSFTF1 三個(gè)不對稱相量可以分解為三組對稱相量 54-2 對稱分量法在不對稱故障分析

2、中的應(yīng)用1三相阻抗的對稱分量 對于三相對稱元件，各序分量是獨(dú)立的。三相靜止對稱元件：zaazabzbczaczbbzccsccbbaazzzzmacbcabzzzz6cbasmmmsmmmscbacccbcabcbbbaacabaacbaIIIzzzzzzzzzIIIzzzzzzzzzUUUpppIzUpppITTzTUT111sssIzUmsmsmspszzzzzzTzTz200000017) 0 () 2 () 1 () 0 () 2 () 1 () 0 () 2 () 1 () 0 () 2 () 1 (0000002000000aaaaaamsmsmsaaaIIIzzzIIIzzzzz

3、zUUU三相對稱系統(tǒng)對稱分量變換為三個(gè)互不耦合的正、負(fù)、零序系統(tǒng)。正序和負(fù)序阻抗不相等的。對于旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，序阻抗是相等、變壓器等，正序和負(fù)對于靜止元件，如線路負(fù)序、零序阻抗。分別稱為線路的正序、式中z(0)z(2)z(1)8故障點(diǎn)電流、電壓的對稱分量 fabcIfabcU不對稱將三相電流、電壓作對稱分量分解，由于三相對稱系統(tǒng)的對稱分量互不耦合正序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)零序網(wǎng)) 1 (faU)1 (faI)2(faU)2(faI)0(faI)0(faU由戴維南等值，即aE)1(z) 1 (faU) 1 (faI)2(z)2(faU)2(faI)0(z)0(faU)0(faI對稱9故障點(diǎn)的序電壓方程)1()1(

4、)1(zIEUfaafa)2()2()2(zIUfafa)0()0()0(zIUfafa是表征了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和故障前運(yùn)行方式的序電壓方程 單相接地短路故障的相分量邊界條件： 0faU0fcfbII用序分量表示為： 0)0()2()1(fafafafaUUUU)0()2()1(2fafafafbIIaIaI)0()2(2)1 (fafafafcIIaIaI)0()2()1(fafafaIII10序電壓方程和邊界條件聯(lián)立求解 )1()1()1(zIEUfaafa)2()2()2(zIUfafa)0()0()0(zIUfafa0)0()2()1(fafafaUUU)0()2()1(fafafaIII用對

5、稱分量法分析電力系統(tǒng)的不對稱故障問題： 首先要列出各序的電壓平衡方程，或者說必須求得各序?qū)收宵c(diǎn)的等值阻抗，然后結(jié)合故障處的邊界條件，即可算出故障處a相的各序分量，最后求得各相的量。11序電壓方程和邊界條件的聯(lián)立求解可用復(fù)合序網(wǎng)（電路形式）表示：aE)1(z) 1 (faI) 1 (faU)2(faI)2(faU)0(faI)0(faU)2(z)0(z)0()2()1(0)1(zzzUIfafa124-3 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗dxdx 等是正序電抗 一.同步發(fā)電機(jī)不對稱短路時(shí)的高次諧波（負(fù)序電流的影響）短路電流abci中包含周期分量和非周期分量，因不對稱短路, I不對稱。由于定子回路不對

6、稱和轉(zhuǎn)子繞組不對稱，定子I在定子回路中引起一系列奇次諧波，而轉(zhuǎn)子回路中引起一系列偶次諧波；定子i在定子回路中引起一系列偶次諧波，在轉(zhuǎn)子回路中引起一系列奇次諧波。13f23I)1(3I)2(3I334fI4ff45If4f2I)1(I)2(I2fI2f脈動(dòng)磁場 這些高次諧波均由定子電流基頻負(fù)序分量所派生，而后者又與基頻正序分量密切相關(guān)。所以，在暫態(tài)過程中，這些高次諧波分量和基頻正序分量一樣衰減，至穩(wěn)態(tài)時(shí)仍存在。周期分量電流I引起的高次諧波 142f_2f3f3fI3f3f4I)1(2I)2(2Ifff2IIfI脈動(dòng)磁場定子直流分量i引起的高次諧波 這些高次諧波分量與定子直流分量一樣衰減，最后衰減

7、為零。不對稱短路時(shí)，輸電線路中出現(xiàn)強(qiáng)大的高次諧波干擾； 施加負(fù)序電流（壓），機(jī)端不僅僅出現(xiàn)負(fù)序電壓（流）。15同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗 定義:)2()2()2(IUx根據(jù)施加電壓、注入電流及不同的短路情況，可有)(21)2(qdxxx qdqdxxxxx 2)2(qdxxx )2(計(jì)及遠(yuǎn)離機(jī)端的短路，因與外部電抗串聯(lián)，以上三式的結(jié)果接近。實(shí)用計(jì)算中，取)(21)2(qdxxx 16同步發(fā)電機(jī)的零序電抗 零序電流只產(chǎn)生漏磁通，由于迭繞線圈，零序漏磁通小于正序漏磁通。dxx )-0.6-15. 0()0( 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通常是不接地的，即零序電流不能通過發(fā)電機(jī)，這時(shí)發(fā)電機(jī)的等值零序阻抗為無限大174-4

8、 異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗1.00.50122srjXmNmsXXmNmsrrmNmsrrmNmsXXsrsjXsrrNs 異步電動(dòng)機(jī)等值電抗、電阻與轉(zhuǎn)差率關(guān)系曲線 stIxx1)1( 突變狀態(tài)下的電抗相當(dāng)于起動(dòng)電抗 2s的轉(zhuǎn)差，也相當(dāng)于快速變化的起動(dòng)電抗 xx )2()0(x繞組為、Y接法，中線電流（零序電流）=0 異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序參數(shù)可以按轉(zhuǎn)差率為2s來確定 當(dāng)轉(zhuǎn)差率增加到一定值，特別在轉(zhuǎn)差率為12之間時(shí)，曲線變化很緩慢。因此，異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序參數(shù)可用s=1，即轉(zhuǎn)子制動(dòng)情況下的參數(shù)來代替，即xx 2 184-5 變壓器的零序電抗和等值電路 當(dāng)在變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序電

9、流，以及零序電流的大小與變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。一、雙繞組變壓器零序電壓施加在Y、d側(cè) )0(U)0(U0)0(I)0(x因在三相繞組端并聯(lián)施加零序電壓，端點(diǎn)等電位，故 ，用阻抗表示為： 即開路。結(jié)論1: 零序等值電路中，可不計(jì)d、Y側(cè)及其后的電路。19YN/d接法變壓器 )0(II)0(U)0(III0)0(aI0)0(bI0)0(cI. YN側(cè)零序電流可流通;. d側(cè)繞組內(nèi)零序電流相成環(huán)流, 電壓完全降落在漏抗上;. d側(cè)外電路中零序電流=0;表達(dá)以上三條的等值電路為：)0(UIjxIIjx)0(mjx結(jié)論2: YN/d 變壓器, YN側(cè)與外電路連通, d側(cè)接地,

10、且與外電路 斷開。20YN/y接法變壓器 )0(II)0(U0)0(IIIYN側(cè)有零序電流，y側(cè)無零序電流通路，等值電路為)0(UIjxIIjx)0(mjx21YN/yn接法變壓器 )0(U)0(II)0(IIIII側(cè)因中性點(diǎn)接地, 提供了零序通路，等值電路為：)0(UIjxIIjx)0(mjx22零序激磁電抗xm(0) 對于由三個(gè)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(dú)立的鐵芯磁路，因此，零序勵(lì)磁電抗與正序的相等。對于三相四柱式（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，即零序勵(lì)磁電抗的數(shù)值很大（也即勵(lì)磁電流很?。?。以上兩種變壓器，在短路計(jì)算中都可以當(dāng)作xm0=，即忽略勵(lì)磁電流，認(rèn)為勵(lì)磁支路斷開。 03I0I0I0I0303I0I0