第7章電力系統(tǒng)不對稱運行分析方法

1、 對基波分量而言，由于只有故障點發(fā)對基波分量而言，由于只有故障點發(fā)生不對稱故障導(dǎo)致三相阻抗不相等，生不對稱故障導(dǎo)致三相阻抗不相等，電力系統(tǒng)其它各元件的三相阻抗仍保電力系統(tǒng)其它各元件的三相阻抗仍保持相等，針對此特點，可以采用一種持相等，針對此特點，可以采用一種比較簡單的對稱分量法進行分析。比較簡單的對稱分量法進行分析。 本章重點掌握對稱分量法和三序等效本章重點掌握對稱分量法和三序等效電路的畫法。電路的畫法。 7.1.1 對稱分量法 任何一組不對稱的三個相量（電壓或電流）總可以分解成為正序、負序和零序三組（每組三個）相量。 任選一相（這里選a相）電流作為基準相量， a0a22a1a0a2a1ca0

2、a2a12b0b2b1ba0a2a1aIIaI aIIIIII aIaIIIIIIIIa0a2a1a0a2a122cbaIIITIII1aa1aa111III對稱分量變換矩陣，用對稱分量變換矩陣，用T表示表示 oj120ea 簡寫成： 已知了三個序相量，就可以通過T的逆變換可求出三個不對稱的電流相量 120abcTIIcba1 -cba22a0a2a1IIITIII111aa1aa131III對不對稱的三相電壓，也可以用對稱分量法進行分解。例例7-1 設(shè)電力系統(tǒng)某點發(fā)生a相單相接地故障，現(xiàn)測得短路點的三相線電壓分別為： 試求其三組序電壓分量。 解：取a相為基準相， V220-233.1UV20

3、-233.1U0,Uocoba，ooooo22a0a2a16025.8120-139.860113.9220-223.120-223.10111aa1aa131UUU例例7-1 求出另二相的各序電壓分量 ooa12b160-113.9300113.9UaU-113.9180113.9UaUoa1c1139.80139.8UaUoa2b2oa22c2120139.8UaUoa0c0b06025.8UUU正序分量： 負序分量：零序分量：VVVVV7.1.2 對稱分量法對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用在不對稱短路計算中的應(yīng)用 電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，僅在短路點不對稱。轉(zhuǎn)化為對稱 7.1.2 對稱

4、分量法對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用在不對稱短路計算中的應(yīng)用 根據(jù)對稱分量法，這一組不對稱的電壓源可以分解成正序、負序和零序三組對稱電壓源。根據(jù)疊加原理，可以把電力系統(tǒng)看成三部分的疊加。 =+討論：1、分別用下標1、2、0表示各序參數(shù)。2、各序電路特點。7.2同步發(fā)電機的各序參數(shù)同步發(fā)電機的各序參數(shù) 在討論短路時我們往往采用近似方法，只計入電抗，如果精確求解要計入電阻時，因為電阻與頻率無關(guān)，所以正、負、序等效電路中的電阻都是相等的。 7.2同步發(fā)電機的各序參數(shù)同步發(fā)電機的各序參數(shù)同步電機類型XG2*XG0*汽輪發(fā)電機0.160.06有阻尼繞組的水輪發(fā)電機0.250.06無阻尼繞組水輪發(fā)電機

5、0.450.07調(diào)相機和大型同步電機0.240.087.2同步發(fā)電機的各序參數(shù)同步發(fā)電機的各序參數(shù) 討論： 當(dāng)發(fā)電機定子繞組中通過負序基頻電流時，它產(chǎn)生的負序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間有兩倍轉(zhuǎn)速的相對運動，因此，同步發(fā)電機的負序電抗是不等于其正序電抗的。 發(fā)電機的零序電抗只由定子線圈的等值漏磁通決定，與發(fā)電機內(nèi)部繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān)。 7.3.1 普通變壓器的各序參數(shù)普通變壓器的各序參數(shù) 變壓器的正序、負序和零序電路具有相同的形狀且和前面給出的等效電路完全一致， 注意雙繞組變壓器的畫法略有變化，有XI+XII=XT ， (a) 雙繞組變壓器 (b) 三繞組變壓器短路分析時，略去電阻與電導(dǎo) 變壓器的零序勵磁電

6、抗與變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)， (a)三個單相組合式 (b)三相四柱式 (c)三相三柱式 mX10.3X*mmX10.3X*m 變壓器的正序、負序等效電路都是直接與外電路相連接。 當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)三相繞組施加零序電壓時，如果能在該側(cè)繞組產(chǎn)生零序電流，則等效電路中該側(cè)繞組與外電路接通，如果不能產(chǎn)生零序電流，則認為變壓器該側(cè)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）的繞組才能與外電路接通。 設(shè)變壓器的至少有一個中性點直接接地，則變壓器零序等效電路與外電路的連接 ： 當(dāng)變壓器的Yn接法繞組的中性點經(jīng)阻抗接地時，若有零序電流流過變壓器，則中性點接地阻抗中將流過三倍的零序電流

7、。 Yn/Y/連接的三繞組變壓器的等效電路如下，注意到實際上變壓器的各繞組是通過電磁耦合的，電路上并不相連，兩側(cè)的中性點電壓實際可能并不相等。 三相電力線路也是靜止元件，其正序和負序參數(shù)相等。 三相電力線路中流過零序電流時，由于零序電流大小相同，且相位也相同，因此零序電流必須與大地、架空地線來構(gòu)成回路，這樣架空輸電線路的零序阻抗與電流在大地中的分布有關(guān)，精確計算是十分困難的。 /km/km0.4xx21架空電力線路分類正、負序電抗零序電抗 備注無避雷線單回路x0=3.5x1=1.4雙回路x0=5.5x1=2.2每回路數(shù)值有鋼質(zhì)避雷線單回路x0=3x1=1.2雙回路x0=5x1=2每回路數(shù)值有良

8、導(dǎo)體避雷線單回路x0=2x1=0.8雙回路x0=3x1=1.2每回路數(shù)值/km/km0.4xx21 常用的輸電線路還有電纜，其正、負序電抗要比架空線路小得多，但三芯電力電纜的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，準確計算相當(dāng)困難，通常由制造廠提供。 電纜的零序電抗準確計算也比較困難，一般要通過實測方法求得。在規(guī)劃設(shè)計和近似計算中，可以取 10 x4.63.5x 7.5 異步電動機和綜合負荷異步電動機和綜合負荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 1.在計算起始次暫態(tài)電流時，異步電動機或異步電動機性質(zhì)的綜合負荷離短路點電氣距離比較遠時，綜合負荷略去不計，在短路點附近的綜合負荷和大型異步電動機，則表示為用次暫態(tài)電動勢和次暫態(tài)

9、電抗串聯(lián)構(gòu)成的電壓源。7.5 異步電動機和綜合負荷異步電動機和綜合負荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 2.在應(yīng)用運算曲線確定短路后任意時刻的短路電流的周期分量時，因為運算曲線在制訂時已計入負荷的影響，所以在等值網(wǎng)絡(luò)中略去所有的負荷。7.5 異步電動機和綜合負荷異步電動機和綜合負荷各序參數(shù)和等效電路各序參數(shù)和等效電路 在上述兩種情況以外的短路計算中，綜合負荷（如民用負荷等非異步電動機性質(zhì)的負荷）的正序阻抗近似用恒定阻抗表示。 為避免復(fù)數(shù)運算, 近似用等值的電抗標幺值表示綜合負荷XL*=j1.2。 )jsincosSUZL2LL（ 系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，異步電動機的各序（近似）等效電路如下

10、應(yīng)用對稱分量法分析計算電力系統(tǒng)的不對稱故障時，首先就要作出電力系統(tǒng)的各序網(wǎng)絡(luò)，為此，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的接線圖，中性點接地情況等原始資料，在故障點分別加上各序的電動勢（電壓源），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過的元件，必須包括在該序等效電路圖中，并用相應(yīng)的序參數(shù)和等效電路表示。 正序正序Xm設(shè)為無窮大XT2=XT2I+XT2II 正序電路化簡 -LT2IIT2IL1T1IIT1ILT2IIT2IL1kk10EXXXXXXXjXXXXjE LT2IIT2IL1T1IIT1ILT2IIT2IL1T1IIT1Ikk1XXXXXXXjXXXXjXXXjjX 負序負序LT2IIT2IL1T1IIT1I2LT2IIT2IL1T1IIT1I2kk2XXXXXXXjXXXXjXXXjjX零序零序書上下標有錯mT2IIT2IL1T1IImT1InmT2IIT2IL1T1IImT1Inkk0/XXX3XX/XX3Xj/XXX3XjX/XX3XjjX 如圖7-15所示的電力系統(tǒng)，在電力線路L1的中點k發(fā)生不對稱故障，試畫出其各序電路，并求出各序的等值參數(shù)。 正序電路正序電路化簡化