wuda第8章-電力系統(tǒng)不對稱故障的分析01

第8章電力系統(tǒng)不對稱

故障的分析1橫向故障Shunttypefault單相接地短路

Singleline-to-groundfault兩相短路

Line-to-linefault兩相接地短路Doubleline-to-groundfault

不對稱故障縱向故障Seriestypefault兩相斷線Twoconductorsopen

單相斷線Oneconductoropen不對稱故障的類型（Unsymmetricalfault)2①計算短路點各序電流、電壓分量；②計算各序電流、電壓在網(wǎng)絡中的分布，遇有變壓器支路，還需注意相位變化；③將各序分量合成得出網(wǎng)絡各支路中的各相電流以及各節(jié)點各相電壓。不對稱短路計算的基本思路3對稱分量法用于處理三相電流、電壓的相量，而不是瞬時值。運用對稱分量法只能分析某一特定時刻的狀態(tài)，而不能分析暫態(tài)過程。用對稱分量法分析簡單故障，習慣上總是取a相作特殊相。特殊相，是指在故障處該相的狀態(tài)不同于其他兩相。此外，各電流、電壓的對稱分量也總以a相為參考相，即各序網(wǎng)絡方程以及故障邊界條件中，均以a相的相應序分量表示。48.1簡單不對稱短路的分析

一、單相接地短路二、兩相短路三、兩相接地短路四、正序等效定則五、接地系數(shù)5一、單相接地短路ac由于a相為特殊相，且選定其為基準相，則故障點的邊界條件為應用對稱分量法可得6整理可得序量邊界條件為序網(wǎng)絡的三個基本方程7解析法：聯(lián)立求解三個基本方程和三個序量邊界條件方程，從而可求出短路點各序電流和各序電壓共六個未知參數(shù)的方法。

不對稱短路的計算方法8復合序網(wǎng)絡法：

按序量邊界條件，將正序、負序和零序網(wǎng)絡按一定規(guī)律連接，從而求出短路點各序電流和各序電壓共六個未知參數(shù)的方法。這種方法簡單直觀，使用方便。9o1f1f2o2f0o0按照本題的序量邊界條件，可繪制相應的序網(wǎng)如左圖所示。10應用解析法或復合序網(wǎng)法計算不對稱故障，兩種方法均可；兩種方法的共同關鍵點是：計算短路點的正序電流分量。以復合序網(wǎng)法為例的求解步驟和計算公式如下：①計算短路點正序電流11②計算短路點負序、零序電流③計算短路點各序電壓12④計算短路點各相電流

13故障相或單相接地短路電流的有效值

14⑤計算短路點的各相電壓15如果a相金屬性接地短路，即Xf＝0，則有16短路點的非故障相電壓計算17繪

制

短

路

點

的

電

流

、

電

壓

相

量

圖電壓向量圖電流向量圖18單相短路電流①電源電勢一定的情況下，單相短路電流和各序輸入電抗之和有關；②X1Σ和X2Σ的大小與短路點至電源點之間的電氣距離有關；③X0Σ則與中性點接地方式有關；④當X1Σ≈X2Σ，X0Σ<X1Σ時，同一點發(fā)生單相接地短路時的短路電流會大于三相短路電流。計算結果分析：19非故障相電壓

①數(shù)值總是相等的，其相角差的大小與X0Σ/X2Σ有關；②X0Σ=0，Ub與Uc反相；③X0Σ=∞

，單相接地短路電流為零，非故障相電壓的數(shù)值升高為線電壓。20二、兩相短路abc短路點的邊界條件為

21

應用對稱分量法可得出相應的序電流、序電壓邊界條件為

22由序分量邊界條件可繪制復合序網(wǎng)如圖所示。

o1f1f2o2f0o023短路點的各序電流和電壓計算24短路點的各相電流和電壓的計算25故障相電流的有效值

26若b、c兩相發(fā)生的是金屬性短路，則計算公式如下：X1Σ=X2Σ時兩相短路電流是同一點三相短路電流的倍，兩相短路電流小于三相短路電流2728短路點的電流、電壓相量圖電壓向量圖電流向量圖29三、兩相短路接地abc短路點的邊界條件為30

應用對稱分量法可得序分量邊界條件為31f2o2f0o0o1f1與序分量邊界條件相應的復合序網(wǎng)為32短路點的正序電流

33短路點的負序、零序電流34若b、c兩相是直接接地短路，則有

35故障相電流的有效值36b、c兩相直接接地短路的電流電壓向量圖電壓向量圖電流向量圖37思考題兩相短路電流和兩相接地短路電流比三相短路電流大嗎？3839四、正序等效定則

各種簡單短路故障的正序電流分量可用下面的通式表示

短路電流有效值為40正序等效定則的物理意義

簡單不對稱短路時，短路點正序電流分量的大小與在短路點每一相中串接一附加電抗，并在其后面發(fā)生三相短路時的電流相等。41簡單不對稱短路時的附加電抗和比例系數(shù)42簡單不對稱短路電流的計算步驟1、根據(jù)故障類型，做出相應的序網(wǎng)2、計算系統(tǒng)對短路點的正序、負序、零序等效電抗3、計算附加電抗4、計算短路點的正序電流5、計算短路點的故障相電流6、進一步求得其他待求量43五、接地系數(shù)

兩相直接短路時，設X1Σ＝X2Σ，則有

①可見，兩相直接短路時，非故障相的對地電壓不會升高。

44②當故障帶有接地性質時，隨著X0Σ的變化，非故障相的對地電壓會在很大的范圍內變動；

③計算表明單相接地時非故障相的電壓升高一般較兩相短路接地時為高。45a相直接接地時非故障相b、c的電壓表達式46假設X1Σ＝X2Σ，則有4748非故障相電壓的絕對值為

接地系數(shù)49①α的大小將直接決定單相接地所引起的工頻過電壓的大?。?/p>

②a和X0Σ/X1Σ直接相關，其間的關系曲線如圖8-15所示。說明：50①X0Σ/X1Σ若落在（-1~-20）的范圍內，非故障相的電壓會上升到極高的數(shù)值，這是非常危險的。

②如果為了其他目的而人為加大電網(wǎng)對地電容時，應當驗算并防止X0Σ/X1Σ落在（-1~-20）的范圍內。③在中性點不接地系統(tǒng)中，零序電流不能在變壓器中流通，所以主要由線路的對地容抗（零序導納）決定，X0Σ/X1Σ落在-∞～-2６的范圍內。51①在中性點直接接地系統(tǒng)中，由于繼電保護的需要，運行中往往要將某些變壓器的中性點解開以增大系統(tǒng)的零序阻抗；

②X0Σ/X1Σ的值將取決于中性點不接地變壓器的總容量與系統(tǒng)中變壓器總容量之比。注意：52①全部變壓器中性點都直接接地時，取X0Σ/X1Σ≈1；②中性點直接接地的變壓器占總容量的1/3時，取X0Σ/X1Σ≈1～2，取非故障相對地電壓，為1.3倍相電壓（或75%線電壓）；③中性點直接接地的變壓器占總容量的1/2時，則取X0Σ/X1Σ=2.5~3.5，取非故障相對地電壓為1.4倍相電壓（或80%線電壓）。過電壓設計中的考慮原則:53各種電網(wǎng)在單相接地故障時，可能出現(xiàn)的非故障相電壓升高值548.2不對稱短路時網(wǎng)絡中非故障處電流和電壓計算1、求網(wǎng)絡中非故障處的支路電流先求出短路點的各序電流分量將短路點的各序分量按照各序網(wǎng)絡的結構和參數(shù)分配到各支路中去，求得待求支路電流的各序分量按照對稱分量法合成，得該支路的各相電流。2、求網(wǎng)絡中非故障點的電壓先求出短路點各序電壓以短路點各序電壓為基礎，逐段加上相應支路各序電壓降，得到各節(jié)點的各序電壓，將同一節(jié)點的各序電壓按對稱分量法合成，得到各節(jié)點的各相電壓。55電壓分布具有如下規(guī)律：1、越靠近電源側，正序電壓數(shù)值越高；越靠近短路點側，正序電壓數(shù)值越低。三相短路時，短路點f處的電壓為零，其各點電壓降低最嚴重。單相接地短路時正序電壓值降低最小。2、發(fā)生不對稱短路，短路點處的負序和零序電壓最高，離短路點越遠，負序和零序電壓數(shù)值越低，發(fā)電機中性點處負序電壓為零。零序電流終止的點，如Y0，d接線變壓器的三角形側，零序電壓為零。56

線電壓和電流對稱分量經變壓器后，可能要發(fā)生相位移動，這取決于變壓器繞組的聯(lián)接組別，變壓器組別有Y,y0和Y,d118-3電壓和電流對稱分量經變壓器后的相位變化57對于接線組別為Y，y0的變壓器，兩側的正序、負序電流和電壓分量只有數(shù)值上大小不同，而相位相同。58對于組別為Y0，d11或Y，d11的變壓器，兩側的電流電壓不僅大小有變化，而且相位上也有變化。