10-2电力系统不对称短路故障.ppt

一、起始次暂态电流(I“)的计算 1．确定系统各元件的次暂态参数 (1)同步发电机。在突然短路瞬间，同步发电机的次暂态电量保持着短路前瞬间的数值(E’’0=E’’101)。根据图所示简化相量图，取同步发电机在短路前瞬间的端电压为U101，电流为I101和功率因数角φ101，利用下式即可计算出次暂态电势值，即 近似地用标量的形式表示为 （2）异步电动机。在正常运行情况下，异步电动机的转差率很小(s一2％～5％)，可以近似地当做同步速运行。根据短路瞬间转子绕组链磁守恒的原则，异步电动机也可以用与转子绕组的总磁链成正的次暂态电势以及相应的次暂态电抗来代表。异步电机次暂态电抗的额定标么值为 Ist——异步电机启动电流的标么值(以额定电流为基准)，一般为4～7，因此可近似地取X‘’=0.2。 异步电机的次暂态参数简化相量图。由图可计算它的次暂态电势为 近似地用标量形式表示为 网络的简化 常用的网络简化主要有分裂电势源和分裂短路点。 第三节不对称故障的分析计算 电力系统正常运行时，可以认为是三相对称的，即认为各元件三相参数是相同的、三相电路中各点的三相电压和电流是对称的，且具有正弦波形和正常相序。 电力系统对称运行方式的破坏主要与故障有关，例如发生不对称短路或个别地方一相或二相断线等等。 电力系统对称运行方式遭到破坏时，三相电压和电流将不对称，而且波形也发生不同程度的畸变，即除基波外，还含有一系列谐波分量。在暂态过程中谐波成分更复杂，而且还会出现非周期分量。 我们分析电压和电流的基波(50Hz)分量，并且在暂态过程的任一瞬间都当作正弦波形看待。采用相量法来进行分析计算。由于只是个别地方发生不对称短路或断线，导致系统局部的不对称，而系统其他各元件的三相阻抗及三相之间互感仍然保持相等，所以一般不使用直接求解复杂的三相不对称电路的方法，而采用更简单的对称分量法进行分析计算。 对称分量法 一、对称分量法 正序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相同。 负序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相反。 零序分量：三相量大小相等，相位一致。 三相量用三序量表示 三序量用三相量表示 二、序阻抗的概念 静止的三相电路元件序阻抗 当元件参数完全对称时 二、序阻抗的概念 序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。 元件序阻抗及电力系统序网络的形成 静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序阻抗。如：变压器、输电线路等。 旋转元件：各序阻抗均不相同。如：发电机、电动机等元件。 一、架空线路的零序阻抗及其等值电路 实用计算中一相等值零序电抗 1 .普通变压器的零序阻抗及其等值电路 漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压器的各序等值漏抗相等。 励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完全相同。 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。 中性点有接地电阻时变压器的零序等值电路 1 同步发电机的负序电抗 无确切数值，可取典型值 2.同步发电机的零序电抗 三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因此其零序电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形式不同）： 异步电动机和综合负荷的序阻抗 异步电机和综合负荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.6或X1=1.2； 异步电机负序阻抗：X2=0.2； 综合负荷负序阻抗：X2=0.35； 异步电机和综合负荷的零序电抗：X0=∞。 一、叠加原理的应用 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗Zn接地。 a相发生单相接地 一、叠加原理的应用 a相接地的模拟 一、叠加原理的应用 一、叠加原理的应用 一、叠加原理的应用 负序网 一、叠加原理的应用 零序网 作业：P168 2－21 2－23 不对称短路情况下短路点的电流和电压 将不对称部分用三序分量表示 应用叠加原理进行分解 正序网 * * 短路前异步电动机的端电压、电流以及电压和电流间的相角差。 三相短路的暂态过程 图 简单三相电路短路 短路前电路处于稳态： a相的微分方程式如下： 其解就是短路的全电流，它由两部分组成： 周期分量和非周期分量。 假定t＝0时刻发生短路 短路电流的强制分量, 并记为 周期分量： 非周期电流 ： 短路电流的自由分量,记为 — 特征方程 的根。 — 非周期分量电流衰减的时间常数 （C为由初始条件决定的积分常数） 短路的全电流可表示为： 短路电流不突变 短路前电流 积分常数的求解 指短路电流最大可能的瞬时值，即称冲击