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SCU-SEEI-ltq 电力系统分析理论 Theory of Power System Analysis Autum 2010 Liu Tianqi 第八章 不对称故障的分析计算 对称分量法 电力系统的各序网络 不对称短路的分析计算 不对称短路时网络中电流和电压的计算 非全相断线的分析计算 8.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用 对称分量法 序阻抗的概念 对称分量法在不对称短路计算中的应用 1.对称分量法 2.序阻抗 元件结构参数完全对称时： 在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量相互独立，因此可对正负零序分量分别进行计算 3.对称分量法在不对称短路计算中的应用 a相发生单相接地短路 三个序网的电压方程 8.2 电力系统各元件的序参数和各序网络 同步发电机的负序和零序电抗 异步电动机和综合负荷的序阻抗 变压器的零序等值电路及其参数 架空输电线路的零序阻抗及等值电路 电力系统各序网络 1. 同步发电机的负序和零序电抗 负序电抗：发电机负序端电压的基频分量与负序电流基频分量的比值。 根据比较精确的数学分析可知,同一发电机不同的短路其负序电抗不同。实用计算中可认为与短路类型无关。 无阻尼绕组的凸极机 零序电抗：机端零序电压的基频分量与流入定子的电流零序分量的比值。 2.异步电动机和综合负荷的序阻抗 正序等值： 计算起始次暂态电流或冲击电流 综合负荷忽略或表示为次暂态电势和次暂态电抗的等值支路 用计算曲线计算周期电流时，略去负荷 此外,负荷的正序参数也常用恒定阻抗表示 负序及零序电抗 异步电动机的负序电抗与次暂态电抗相等，或取 因异步电动机和大部分负荷常接成三角形或不接地星形，因此不需建立零序电路。 3. 变压器的零序等值电路及其参数 等值电路：正负零序具有相同形状。 等值电阻：正负零序的等值电阻相等。 等值漏抗：正负零序相同。 励磁电抗：负序励磁电抗与正序相同。 结论：所有静止元件的正负序等值电路及 其参数完全相同。 零序励磁电抗：与变压器的铁芯结构密 切相关。 零序励磁电抗 变压器零序等值电路与外电路的连接 小结 （1）三个单相变压器或其它非三相三柱式变压器，Xm0=? （2）三相三柱式变压器, Xm0 ?? （3）Y/Y和Y/? 接法, X0=? 三绕组变压器的零序等值电路 中性点有接地阻抗时的零序等值电路 自耦变压器的零序阻抗及其等值电路 （1）中性点直接接地 其参数和等值电路，与外电路的联接，Xm0 ——与普通变压器相同 中性点的入地电流为： (2) 中性点经电抗接地 4. 架空输电线路的零序阻抗及等值电路 零序阻抗：由式(7-10)可得 输电线路的零序阻抗比正序阻抗大 双回线路的零序阻抗和等值电路 架空地线对输电线零序阻抗的影响 输电线路等值零序电抗的近似取值 电缆线路的零序阻抗一般是通过实测确定，近似计算中可取下列数值 电抗器因相间互感很小，其零序电抗与正序电抗相等。 5. 电力系统的各序网络 1. 正序网络 （1）正序网中没有以下元件： 中性点接地阻抗 不计导纳时的空载线路 不计励磁电流时的空载变压器 （2）正序网络的电源： 所有同步发电机和调相机 个别必须用等值电源支路表示的综合负荷 （3）短路点引入代替故障条件的不对称电 势源的正序分量 图8-16 （4）得出正序网的戴维宁等值电路 如图8-16(e)所示 2. 负序网络：负序电流流通的元件与正序相同。 图 8-16 （1）将正序网中各元件用负序参数表示（静 止元件相同） （2）所有电势源为零 （3）短路点引入代替故障条件的不对称电势 源的负序分量 （4）等值为无源等值网络，如图8-16(f) 注：发电机和电动机的负序阻抗与次暂态电抗很接近，因此在计算次暂态电流时可认为负序与正序网有相同结构和参数，即X2? ?X1? 。 3. 零序网络：取决于零序电流的流通，变 压器中性点接地及其接法。 在故障点加一个表示故障条件的零序电势，其零序电流能流通的元件均应包括在零序网络中。注意接地阻抗及元件本生与外电路的接法。 图 8-16 8.3 简单不对称短路的分析计算 各序等值网络方程(8-19)由纯电抗表示时可写为： 1.单相接地短路 边界条件为 边界条件 复合序网，图8-19 由复合序网同样可得： 短路点电流和电压的各序分量 短路点故障相电流，即单相接地短路时的短路电流 短路点非故障相的对地电压 单相短路时短路处电流向量图