7.3電力系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)

1、7.3 電力系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)正確制訂電力系統(tǒng)的各序等值網(wǎng)絡(luò)，是不對(duì)稱短路計(jì)算的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)用對(duì)稱分量法分析計(jì)算不對(duì)稱故障時(shí)，首先必須作出電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)。為此，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線圖、中性點(diǎn)接地情況等原始資料，在故障點(diǎn)分別施加各序電勢(shì)，從故障點(diǎn)出發(fā)，逐步畫出各序電流流通的序網(wǎng)絡(luò)。需要注意的是，凡是某一序電流能夠流通的元件，都必須包括在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的序參數(shù)和等值電路表示。根據(jù)以上原則，結(jié)合圖7-25來說明各序網(wǎng)絡(luò)的制訂。圖7-25 正、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的制訂(a) 電力系統(tǒng)接線圖；(b) 正序網(wǎng)絡(luò)及簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)；(c) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)及簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)1.正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)與三相短路時(shí)的等值網(wǎng)絡(luò)基本相同，但須在短路點(diǎn)

2、引入代替故障條件的正序電勢(shì)，即短路點(diǎn)的電壓不為零而等于。所有的同步發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)，以及用等值電源表示的綜合負(fù)荷，都是正序網(wǎng)絡(luò)的電源(一般用次暫態(tài)或暫態(tài)參數(shù)表示)。除中性點(diǎn)接地阻抗、空載線路(不計(jì)導(dǎo)納時(shí))以及空載變壓器(不計(jì)勵(lì)磁電流時(shí))外，電力系統(tǒng)各元件均應(yīng)包括在正序網(wǎng)絡(luò)中，并用正序參數(shù)和等值電路表示。圖7-25(b)是圖7-25(a)所示系統(tǒng)在點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)的正序網(wǎng)絡(luò)，圖中不包括空載線路、空載變壓器以及變壓器的側(cè)電抗及其中性點(diǎn)接地電抗。從故障端口看正序網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)有源網(wǎng)絡(luò)，可以簡(jiǎn)化為戴維南等值電路。2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序電流流通情況和正序電流的相同，因此，同一電力系統(tǒng)的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)與正序網(wǎng)絡(luò)基本相

3、同，但是所有電源的負(fù)序電勢(shì)為零，在短路點(diǎn)須引入代替故障條件的負(fù)序電勢(shì)，各元件的電抗應(yīng)為負(fù)序電抗，如圖7-25(c)所示。即只須把正序網(wǎng)絡(luò)中的電源電勢(shì)短接并在短路點(diǎn)施加負(fù)序電壓，各元件用負(fù)序電抗表示，就得到了負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。從故障端口看負(fù)序網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)無源網(wǎng)絡(luò)，也可以簡(jiǎn)化為戴維南等值電路。3.零序網(wǎng)絡(luò)發(fā)生接地短路后，有無零序網(wǎng)絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)決定于網(wǎng)絡(luò)中零序電流的流通情況，而零序電流的流通情況與短路點(diǎn)的位置和變壓器繞組的接線方式以及中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。因此，零序網(wǎng)絡(luò)與正、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)不同。零序網(wǎng)絡(luò)中，電源無零序電勢(shì)而被短接，短路點(diǎn)的零序電壓為，各元件用零序電抗表示。在不對(duì)稱短路點(diǎn)施加代表故障邊界條件的

4、零序電勢(shì)時(shí)，由于三相零序電流的大小及相位相同，它們必須經(jīng)大地或架空地線(電纜包護(hù)層等)才能構(gòu)成通路，因此零序電流的流通與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，特別是變壓器的接線方式及中性點(diǎn)的接地方式有關(guān)。圖7-26(a)畫出了圖7-25(a)所示系統(tǒng)在點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱接地短路時(shí)的三線零序電流回路圖，圖中箭頭表示零序電流流通的方向。由圖可見，由于三相零序電流大小相等、方向相同，它們必須經(jīng)大地才能形成回路。因此，系統(tǒng)中至少要有兩個(gè)接地點(diǎn)，方能形成零序電流的通路，如圖中的回路和回路；此外，空載線路和空載變壓器也可能有零序電流流通，如圖中的變壓器及其相連線路就有零序電流通路。圖7-26(b)是相應(yīng)的零序網(wǎng)絡(luò)。比較正(負(fù))序和零序網(wǎng)

5、絡(luò)可以看到，雖然發(fā)電機(jī)、和變壓器均包含在正（負(fù)）序網(wǎng)絡(luò)中，但因靠近發(fā)電機(jī)的變壓器繞組均為接線且的中性點(diǎn)未接地，不能流通零序電流，所以這些元件均不包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。相反，線路和變壓器因?yàn)榭蛰d不能流通正(負(fù))電流而不包括在正(負(fù))序網(wǎng)絡(luò)中，但由于中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地，的中性點(diǎn)接地而能夠流通零序電流，所以它們包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。同樣，從故障端口看零序網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)無源網(wǎng)絡(luò)，也可以簡(jiǎn)化為戴維南等值電路。圖7-26 零序網(wǎng)絡(luò)的制訂(a) 零序網(wǎng)絡(luò)回路圖；(b) 零序網(wǎng)絡(luò)及簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與短路點(diǎn)的位置密切相關(guān)。如圖7-25(a)所示系統(tǒng)中，在點(diǎn)無論發(fā)生何種短路，由于全網(wǎng)無零序電流通路，故無零序網(wǎng)絡(luò)。又如

6、在點(diǎn)短路，零序網(wǎng)絡(luò)僅由發(fā)電機(jī)的零序電抗組成。正確制訂已知系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)并不困難。一般的方法是：從短路點(diǎn)著手，在短路點(diǎn)與地間接入零序電勢(shì)，然后從短路點(diǎn)出發(fā)，由近及遠(yuǎn)地觀察與短路點(diǎn)連接的所有支路中零序電流流通的路徑，把有零序電流流通的元件的零序阻抗按系統(tǒng)接線順序連接起來，沒有零序電流流通的元件不反映在零序網(wǎng)中，這樣就得到了該系統(tǒng)的零序等值網(wǎng)絡(luò)。正確制訂零序網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是注意變壓器繞組的接線方式和中性點(diǎn)的接地情況。當(dāng)變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)，在以一相表示的零序等值網(wǎng)絡(luò)中，該電抗應(yīng)與變壓器同側(cè)繞組的電抗相串聯(lián)，并以表示之。例7-1 試制訂圖7-27(a)所示系統(tǒng)在點(diǎn)發(fā)生不對(duì)稱接地短路時(shí)的各序網(wǎng)絡(luò)。圖7-27 例4-4(a) 系統(tǒng)圖；(b) 正序網(wǎng)絡(luò)； (c) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)； (d) 零序網(wǎng)絡(luò)其正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序