電力系統(tǒng)分析穆剛不對(duì)稱故障的分析計(jì)算ppt課件

1、5-1各種不對(duì)稱斷路時(shí)故障處的短路電流和電壓5-2非故障處的短路電流和電壓5-3 非全相運(yùn)行的分析計(jì)算5-4 計(jì)算機(jī)計(jì)算程序原理框圖概述： 簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障: :僅在一處發(fā)生短路或斷線的故障?？煞譃槎悾簝H在一處發(fā)生短路或斷線的故障?？煞譃槎悾海? 1橫向不對(duì)稱故障：兩相短路、單相接地短路、橫向不對(duì)稱故障：兩相短路、單相接地短路、兩相接地短路；其特點(diǎn)為由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（兩相接地短路；其特點(diǎn)為由系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)和公共參考點(diǎn)接地點(diǎn)構(gòu)成故障端口。節(jié)點(diǎn)和公共參考點(diǎn)接地點(diǎn)構(gòu)成故障端口。（2 2縱向不對(duì)稱故障：一相斷線、二相斷線；其特縱向不對(duì)稱故障：一相斷線、二相斷線；其特點(diǎn)為由

2、電力網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)高電位點(diǎn)之間構(gòu)成故障端點(diǎn)為由電力網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)高電位點(diǎn)之間構(gòu)成故障端口?？?。分析方法：分析方法：（1 1解析法：聯(lián)立求解三序網(wǎng)絡(luò)方程和故障邊界條解析法：聯(lián)立求解三序網(wǎng)絡(luò)方程和故障邊界條件方程；件方程；（2 2借助于復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行求解。借助于復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行求解。一、單相接地短路A相） （一故障邊界條件：0, 0kckbkaIIU221021200210kakakakckakakakbkakakakaIaIaIIIaIaIIUUUU1202212)(0)()(kakakakaIaaIIaaIaa031021021kakakakakakakaUUUIIII11102102121222010

3、000202111)()(ZIEZZIUUUZIZIUZIZIUIIZZZEIkaakakakakakakakakakakakakaaka短路處各相電壓電流為：0221022102221021201021110033ZaZaaIUUaUaUZaZaaIUUaUaUUIIIIIIIIkakakakakckakakakakbkakckbkakakakakaka電流相量圖電流相量圖（四向量圖：（假定阻抗為純電抗）電壓相量圖電壓相量圖（五基本特點(diǎn)：（1短路點(diǎn)各序電流大小相等，方向相同。（2短路點(diǎn)正序電流大小與短路點(diǎn)原正序網(wǎng)絡(luò)上增加一個(gè)附加阻抗 而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等:（3短路點(diǎn)故障相電壓等于零。（

4、4假設(shè) 兩非故障相電壓的幅值總相等，相位差 的大小決定于假設(shè) 有02)1(ZZZ)1(1102111ZZEZZZEIaaka20ZZ20ZZu200ZZ18060u（六系統(tǒng)參數(shù)變更時(shí)不對(duì)稱短路處各電氣量的變化特點(diǎn)：與系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)的接地方式及短路點(diǎn)的位置有關(guān)，有可能在0范圍內(nèi)取值1012,ZZZZ021,XXX為分析簡(jiǎn)便，電阻忽略不計(jì)，只考慮各元件的電抗。xxk1021XX令 UUUUUkakbkakakbkkkka0000221210k300003jkbkakbkbeUUUU當(dāng)kUUUkakbkb0021021kakakaIII假設(shè)：UkbUkb0Ukc0Uka0 xxk10中，由于 定，

5、 可變。時(shí) 時(shí) 中性點(diǎn)不直接接地 00X0X1X0X0kk中性點(diǎn)不直接接地,3非故障相電壓為倍故障點(diǎn)非故障相電壓升高，嚴(yán)重時(shí)要引起過(guò)電壓。為此，在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，必須要保證一定數(shù)量的變壓器中性點(diǎn)接地，以控制 的數(shù)值不要過(guò)大。 負(fù)序電壓：故障點(diǎn)的負(fù)序電壓與負(fù)序電流大小各序相同。零序電壓：故障點(diǎn)的零序電壓與零序電流成正比，所以零序電流與零序電壓的大小關(guān)系相同。（七單相經(jīng)阻抗接地短路gkakakckbZIUII、001方法一：gkakakakakakakaZIUUUIII10210213,)3()(02110212122201000gkakakakakakakakakakaZZZZIUUUZ

6、IZIUZIZIU2.方法二K點(diǎn)故障邊界條件為：轉(zhuǎn)換為對(duì)稱分量：00akkckbUII00021021akakakkakakaUUUIII（一故障邊界條件：20122012221212()()kbkakakakckakakakakakakaUUa Ua UUUa Ua Uaa Uaa UUU轉(zhuǎn)換為對(duì)稱分量(a為基準(zhǔn)相）：0,kakbkckbkcIIIUU 022211201()0311()3311()330kakakbkckakakbkckbkakakbkckbkakakaIIIIIIaIa IjIIIa IaIjIIII ，（二求解方法（1 1解析法解析法112112122akakakaka

7、kaUEIZUIZIZ111kakakaSUI222kakakaSUI111011211211222220000aka ZkakakakakakakakakakakkaaaIIIUEIUIZUIZUEIZUIZ 1121222kakakakakaUUUUIZ212121212221211111(3)12112120()3333322kbkakakakakckakakakakakakbkakakakakckakbaakbkckaUa UaUUUUaUa UUUIIIa Ia Iaa IjIIjIIEEIIjjjIZZZ 當(dāng)故障點(diǎn)遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)時(shí)，可認(rèn)為012120kakakakakaIIIUU （2

8、復(fù)合序網(wǎng)法根據(jù)故障邊界條件，將基本序網(wǎng)在故障端口處連接所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為復(fù)合序網(wǎng)。由復(fù)合序網(wǎng)，可直接求出故障點(diǎn)電壓電流的序分量。21ZZ（三故障點(diǎn)電流電壓向量關(guān)系(向量圖）：先確定參考相量：（假定阻抗為純電抗）可以直觀的了解三相電流、電壓的相對(duì)大小和它們之間的相位關(guān)系。1kaU112kakaUIZ（四兩相經(jīng)阻抗短路1方法一：0,kakbkckbkbkcfIIIUUIZ 轉(zhuǎn)換為對(duì)稱分量：0121120,kakakakakakafIIIUUIZ 112122122211122()akakafkakakakakakakaffEIIZZZUIZIZUUIZIZZ 2. 方法二：在K點(diǎn)發(fā)生的兩相短路可等值

9、的看成是在K點(diǎn)發(fā)生的兩相金屬性短路。K故障邊界條件為：0,kakbkck ck bIIIUI 012210,kakakak ak aIIIUI (五) 兩相短路的基本特點(diǎn)：（1短路電壓電流中不存在零序分量；（2兩故障相中的短路電流的絕對(duì)值相等，方向相反，數(shù)值上為正序電流的 倍；3111(2)121aakaEEIZZZZ（3當(dāng)在遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的地方發(fā)生兩相短路時(shí)，可通過(guò)對(duì)序網(wǎng)進(jìn)行三相短路計(jì)算來(lái)近似求兩相短路的電流；（4兩相短路時(shí)的正序電流在數(shù)值上與在短路點(diǎn)加一個(gè)附加阻抗 構(gòu)成一個(gè)增廣正序網(wǎng)而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。即（5短路點(diǎn)兩故障相電壓總是相等，數(shù)值上為非故障相電壓的一半，相位上總是與非故障相電

10、壓方向相反。(2)Z三、兩相接地短路bc相接地）0,0kakbkcIUU（一故障邊界條件：轉(zhuǎn)換為對(duì)稱分量(a為基準(zhǔn)相）120120013kakakakakakakaIIIUUUU1120120021202012020112020( )( )( )()akakakakakakakakakak sk sk sEIZZZZZZIIZZZIIZZZZUUUIZZSUI （二復(fù)合序網(wǎng)(三)短路點(diǎn)電氣量120222012012022201201200()()kakakakakbkakakakakckakakakaIIIIZaZIaIa IIIaZZZa ZIa IaIIIaZZ220120220120()

11、()k bk ak ck aXa XIIaXXXaXIIaXX故障點(diǎn)各相電氣量為：當(dāng) 為純電抗時(shí)，兩故障相電流為：120,ZZZ1201203330kakakakakakakakbkcUUUUUUUUU21313,2222ajaj (1,1)2012203 1()kbkckakXXIIIIXX將代入上式，并取絕對(duì)值，整理后可得：兩相接地短路時(shí)，流入地中的電流為故障處各相電壓為2012033gkbkckakaZIIIIIZZxxk200 300200211113IkkkkIIkkckb00k10kk0 33IIIkkckb 3IIIkkckb 323IIIkkckb令xxxxxxxxUIxUUk

12、akakakaj0201210201101UUUkakaka021kkUUUfafafa0001213300k10kk00UkaUUkaka0UUkaka023非故障相電壓升高 23，比單相接地小。(四)向量圖(假定阻抗為純電抗):參考相量：1k aU000222kakakakaUIZUIZ 02ZZ(2) 短路處兩故障相電壓等于零；(3) 在假定在假定(1)短路處正序電流與在原正序網(wǎng)絡(luò)上增接一個(gè)附加阻抗短路處正序電流與在原正序網(wǎng)絡(luò)上增接一個(gè)附加阻抗后而發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流相等:阻抗角相等的情況下，兩故障相電流的幅值總相等,其夾角隨的不同而不同。當(dāng)由時(shí)，由即02)1 , 1(/ZZZ20,

13、ZZ20/ZZ018060180600()kakbkckbkcgIUUIIZ1201200103kakakakakakakakagIIIUUUUIZ（六兩相短路又經(jīng)阻抗接地1.方法一：故障邊界條件：轉(zhuǎn)化為對(duì)稱分量：1120120(3)3akaggEIZZZZZZZ0212033gkakagZZIIZZZ201203kakagZIIZZZ1111akakaUEIZ222kakaUIZ000kakaUIZ2.方法二：方法二：因Zg中只流過(guò)零序電流，所以可將Zg移到中性點(diǎn)的位置上。在K點(diǎn)對(duì)N0點(diǎn)發(fā)生的bc短接后又經(jīng)Zg的接地短路可看成是在K和N0之間發(fā)生的兩相金屬性接地短路，所對(duì)應(yīng)的復(fù)合序網(wǎng)不變。四

14、、幾點(diǎn)結(jié)論(a為基準(zhǔn)相）短路電流的絕對(duì)值與它的正序分量的絕對(duì)值成正比，即1. 正序等效定則正序等效定則)(11)(1nankaZZEI不對(duì)稱短路故障時(shí)故障支路的正序分量電流，等于故障點(diǎn)阻抗加上一個(gè)附加阻抗后發(fā)生三相短路的電流。2)2(0202)1 , 1(02)1()3(; 0ZZZZZZZZZZZ)( nX)( nm0202kkkkXXXX20202)(13kkkkXXXXj2kX3 02kkXX式中)(nm為比例系數(shù)，其值視短路類型而定。 短路類型f(n)三相短路f(3)兩相短路接地f(1,1)兩相短路f(2)單相短路f(1)()1()()(nkannfImI0132. 關(guān)于基準(zhǔn)相的選擇同

15、一類型短路故障發(fā)生在不同相上時(shí)，基準(zhǔn)相的序分量故障邊界條件的形式不會(huì)改變，于是復(fù)合序網(wǎng)的形式不會(huì)改變，計(jì)算公式、結(jié)論均不會(huì)改變，只是表達(dá)式中下腳符號(hào)改變而已。a相單相接地短路:bc相接地短路:或以b相為基準(zhǔn)相：或以ab相為基準(zhǔn)相：0021021kakakakakakaUUUIII0021021kbkbkbkbkbkbUUUIII120120013kakakakakakakaIIIUUUUkakakakakakakaUUUUIII210021021益處：益處： 1、故障邊界方程的形式最簡(jiǎn)單；、故障邊界方程的形式最簡(jiǎn)單；2、同一類型短路故障發(fā)生在不同相上時(shí)，基準(zhǔn)相的序分量故障邊界條件的形式不會(huì)改變

16、，于是復(fù)合序網(wǎng)的形式不會(huì)改變，計(jì)算公式、結(jié)論均不會(huì)改變，只是表達(dá)式中下腳符號(hào)改變而已。3.關(guān)于復(fù)合序網(wǎng)關(guān)于復(fù)合序網(wǎng)(2)串連型故障：其復(fù)合序網(wǎng)由三個(gè)獨(dú)立的序網(wǎng)絡(luò)相串連而成。如單相接地短路。(1)電力系統(tǒng)對(duì)某一故障點(diǎn)的正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng)絡(luò)、零序網(wǎng)絡(luò)，屬于基本序網(wǎng)，與故障類型、相別無(wú)關(guān)。但由各序網(wǎng)組合成的復(fù)合序網(wǎng)與短路故障的類型、相別有關(guān)。 并聯(lián)型故障：其復(fù)合序網(wǎng)由三個(gè)獨(dú)立的序網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)而成。如兩相接地短路故障。5-2 5-2 非故障相的電壓電流計(jì)算非故障相的電壓電流計(jì)算留意：非故障相的電壓電流一般不滿足邊界條件留意：非故障相的電壓電流一般不滿足邊界條件 各序網(wǎng)絡(luò)是將三相等效為星形連接的一相等值電路各序網(wǎng)絡(luò)是將三相等效為星形連接的一相等值電路系統(tǒng)的序網(wǎng)正序網(wǎng)：DCdx 1Tx1Lx2Tx)1(fu負(fù)序網(wǎng)：零序網(wǎng)：非故障相非故障相U,I U,I 等于各序分量疊加，一般不滿足邊等于各序分量疊加，一般不滿足邊界條件界條件電壓規(guī)律：電壓規(guī)律：1 1、正序：正序網(wǎng)中電源出電壓最高，故障點(diǎn)最低；、正序：正序網(wǎng)中電源出電壓最高，故障點(diǎn)最低；2 2、負(fù)序、零序：負(fù)