電力系統(tǒng)正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)畫法

電力系統(tǒng)正序、負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)畫法

1電力系統(tǒng)各元件數(shù)學(xué)模型及其正、負(fù)、零序等值電路

1.1發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)采用

次暫態(tài)模型，用

圖2.9(a)所

示電路表示，圖

中x；為次暫態(tài)

電抗，忽略定子

回路電阻，并設(shè)圖2.9發(fā)電機(jī)等值電路

發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗等于次暫態(tài)電抗，即X2=X；。百為次

暫態(tài)電動勢。

發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)一般不接地，從而沒有零序回路；

同步發(fā)電機(jī)在對稱運(yùn)行時，只有正序電勢和正序電流，此時的電機(jī)參數(shù)，就是正序參數(shù)。

1.2負(fù)荷

負(fù)荷采用恒阻抗模型，其正序阻抗由潮流計(jì)算求得的負(fù)荷功率和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算，即：

ZL\=U"(PL—QL)(51)

負(fù)序電抗由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或由用戶給定，默認(rèn)為與正序相等。負(fù)荷的中性點(diǎn)一般不接地,

從而也沒有零序回路。

最新版的故障程序中未考慮負(fù)荷。

1.3線路

線路采用集中阻抗模型，如圖2.10所示，其正、負(fù)序參數(shù)相等，根據(jù)該圖計(jì)算正負(fù)序節(jié)

點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的有關(guān)元素。零序參數(shù)一般與正負(fù)序參數(shù)不同，當(dāng)該線路不存在與其它線路的互

感時，也采用圖2.10所示的等值電路來形成零序節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。當(dāng)該線路與其平行線路之間

還存在零序互感時，則在形成零序節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣時需計(jì)及互感的影響。

不妨以兩條互感支路為例來說明形成零序節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣時對互感的處理，多條線路組成

的互感組的處理可以依此類推。

圖2.10線路模型

(a)

圖2.11互感支路及其等值電路

由圖2.11(a)得兩支路的電壓一電流方程為:

…

ZpqZm

pqpqypqy*(52)

匕7%y,rs].

Zrsrs

由此得消互感后的等值電路如圖2.11(b)所示，根據(jù)該圖即可按照無互感的情況計(jì)算零

序節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的有關(guān)元素。

1.4變壓器

(I)雙繞組變壓器

不計(jì)變壓器勵磁回路，雙繞組變壓器的正負(fù)序等值電路用它的漏抗串聯(lián)一個無損耗的理

想變壓器模擬，如圖2.12所示，其中Z為變壓器的標(biāo)幺值等值阻抗，片為理想變壓器的變比。

經(jīng)變壓器以后，不僅電壓和電流的幅值要根據(jù)變比變化，它們的相位也會發(fā)生變化，即變比

為一復(fù)數(shù)，K弓K|/a,其中取決于變壓器的接線方式，當(dāng)所有計(jì)算均針對標(biāo)幺值時，理

想變壓器變比的幅值為1,即困=1。。以往在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)計(jì)算時一般是先不考慮經(jīng)變壓器后相

位的變化，即認(rèn)為變比為實(shí)數(shù)K,解出未經(jīng)移相處理的各節(jié)點(diǎn)電壓的相應(yīng)正、負(fù)序分量，再

根據(jù)變壓器對網(wǎng)絡(luò)相位的分區(qū)進(jìn)行各電氣量的相位調(diào)整。這種方法可以保持節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的

對稱性，但需要先對正負(fù)序網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行移相分區(qū)，求得節(jié)點(diǎn)電壓后再根據(jù)各點(diǎn)的移相系數(shù)進(jìn)行

相位調(diào)整，計(jì)算量大。本程序中考慮在形成導(dǎo)納矩陣時直接將變比作為復(fù)數(shù)處理，所以解網(wǎng)

絡(luò)方程求得的電壓即為節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓，無須再作相位調(diào)整，物理概念更為明確。當(dāng)然這使

得導(dǎo)納矩陣不再對稱，必須全行存儲，但在計(jì)算機(jī)內(nèi)存得以迅速擴(kuò)充的今天，這已不再成為

十分重要的制約因素。

下面根據(jù)圖2.12對變壓器的導(dǎo)納矩陣元V,z%

\：kV2

素進(jìn)行推導(dǎo)。|—>-OD-H

12

VZiV=A%

K\k\

圖2.12雙繞組變壓器正負(fù)序等值電路

伙|a

鬲H”一a

A=Vi-

Z

7

其中：X1=3，丫12=一。VV=1

|A|Z'21\k\Zf22\k^z

做法：在形成Y陣時，還按普通的做法，對于對角元沒有任何影響。

對于y/A和A/y接法變壓器，只考慮11點(diǎn)接線，則有：

正序：〃△接法，6T=f730=V3/24-J0.5；

A/y接法，a=VJ/2—J0.5。

負(fù)序：〃△接法，。=6/2—/0.5；

△/y接法，。=百/2+，0.5。

iQ

對于〃丫和A/A接法變區(qū)器，a=e=l.0o

雙繞組變壓器的零序等值電路取決于變壓器的接線方式和V0接法繞組的接地方式，具體

如表2.1所示，其中Z〃為激磁阻抗，Z/=Z2=Z,O/2.O,Z’o為變壓器的零序標(biāo)幺阻抗值。

(2)三繞組變壓器

三繞組變壓器的正負(fù)序等值電路圖如圖2.13

所示，其中Z〃、Z,2、Z”為三個繞組的標(biāo)幺值正負(fù)

序等值阻抗，其正負(fù)序值相等；O點(diǎn)為虛擬節(jié)點(diǎn),

O點(diǎn)與變壓器的II、IH側(cè)端點(diǎn)之間相當(dāng)于兩臺雙繞

組變壓器，其處理與(1)中相同，O點(diǎn)與I側(cè)端點(diǎn)

之間無相位變換關(guān)系，其處理與普通線路相同。

各種接法三繞組變壓器的零序等值電路如表

圖2.13三繞組變壓器正負(fù)序等值電路

2.2所示，其中Z/、Z〃、Z/〃為三個繞組的標(biāo)幺值零序等值阻抗。對三柱式內(nèi)鐵形三相變壓器,

本也應(yīng)考慮激磁阻抗Z〃的影響，但程序中沒有再作專門的處理，而是認(rèn)為參數(shù)Z/〃中已計(jì)及

了Z展響。

表2.2三繞組變壓器零序等值電路

零序等值電路

連接方式

單相或外鐵形三相變壓器三柱式內(nèi)鐵形三相變壓器

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