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第10章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路 本章提示 10.1 对称分量法 10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用 10.3 同步发电机的负序和零序电抗 10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗 10.5 变压器的零序电抗 10.6 架空输电线的零序阻抗 10.7 电缆线路的零序阻抗 10.8 电力系统的序网络 本章提示 对称分量法介绍； 提出对称分量法在电力系统不对称故障分析中的应用； 介绍了发电机及异步电动机的负序和零序电抗； 介绍了常见变压器、输电线及电缆的零序电抗； 以各元件的序阻抗为基础，提出电力系统序网络的绘制方法。 10.1 对称分量法 电力系统在正常运行时是三相对称的。当系统发生不对称故障时，电源电势及其阻抗仍然对称，但是在故障点处，三相阻抗将不对称。通常采用故障分量法对此类电路进行分析。 对称分量法：就是将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相相量，或者将三组对称的三相相量合成为一组不对称的三相相量的方法。 图中相量 、 、 幅值相等，相位彼此互差 ，且a超前b，b超前c，称为正序分量 由电路知识可知： 将一组不对称相量用a相的各序分量表示： 例10.1 三相负载角接，若c相断开，流过a、b 端线的电流为10A。以a端线电流为参考相量， 计算线电流的各对称分量。 当电力系统发生不对称短路时，可以应用对称分量法，将出现不对称电流和电压的原网络分解为正、负、零序三个对称序网络，任一元件上流过的三个对称电流分量或任一节点的三个对称电压分量的相量之和，等于对应原网络中同一元件上流过的电流相量或同一节点的电压相量。 10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用 对于三相对称的元件，各序分量是独立的，即正序电压只与正序电流有关，如果该元件流过三相正序电流，则元件上的三相电压降也是正序的。 设输电线路末端发生了不对称短路，由于三相输电线是对称元件，每相自阻抗相等，为ZS；任意两相间的互阻抗设为Zm。线路上流过三相不对称的电流，则三相电压降也是不对称的。 Z1、Z2、Z0分别称为线路的正序、负序、零序阻抗。 应用对称分量法： 元件的序阻抗，即该元件通过某序电流时，产生相应的序电压与该序电流的比值。 静止的元件，如线路、变压器等，正序和负序阻抗相等； 对于旋转设备，各序电流会引起不同的电磁过程，三序阻抗总是不相等的。 简单系统中发生a相短路接地，介绍应用对称分量法分析短路电流及短路点电压。 应用对称分量法将故障处电压分解为正序、负序、零序三组对称分量。 在正序网络和负序网络中，因三相对称，流过中性线的电流为零，故可将中性点的接地阻抗ZN略去；在零序网络中，中性线电流为三倍零序电流，故在单相零序网中接入3ZN的接地阻抗。 10.3 同步发电机的负序和零序电抗 在工程计算中，同步发电机零序电抗的变化范围为： 10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗 10.5 变压器的零序电抗 10.5.1 双绕组变压器 10.5.2 三绕组变压器的零序电抗 10.5.3 自耦变压器的零序电抗 正序电抗：即稳态运行时变压器的等值电抗 负序电抗：其值与正序电抗相等。 零序电抗：取决于变压器三相绕组的接线方式和 变压器的铁心结构。 10.5.1 双绕组变压器  图10.7 YN，yn接线变压器零序等值电路 10.5.2 三绕组变压器的零序电抗 图10.8 三绕组变压器零序等值电路 10.5.3 自耦变压器的零序电抗 自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦绕组，一般用来联系两个直接接地系统 两个自耦绕组共用一个中性点和接地线，如果有第三绕组，一般接成三角形。 （1） 中性点直接接地的 和 接线自耦变压器 10.6 架空输电线的零序阻抗 10.6.1 “导线－大地”回路的自阻抗与互阻抗 10.6.2 单回路架空输电线的零序阻抗 10.6.3 双回路架空输电线的零序阻抗 10.6.4 有架空地线时输电线的零序阻抗 10.6 架空输电线的零序阻抗 输电线的正、负序阻抗及等值电路完全相同。 研究零序阻抗，必须考虑大地（或架空地线）的影响。 10.6.1 “导线－大地”回路的自阻抗与互阻抗 10.6.2 单回路架空输电线的零序阻抗 图10.13 单回