电力系统序网参数与等值电路

第7章对称分量法及电力系统序网参数和等值电路,结论：与一相量相乘时相当于将该相量逆时针旋转120。,乘子a的定义,定义,性质,对称分量法,不对称,（正序分量）,（零序分量）,（负序分量）,+,+,按相迭加,则,零序电流必须以中性线为通路。,例：,请分解成对称相量。,解：,用对称分量法解决问题的基本思路：,ABC三相线性系统的不对称问题,系统A相的012分量,原ABC三相系统的解,替代原理,对称分量分解,对称分量法在电力系统中的应用单相接地短路,零序,正序,负序,三相对称,三相对称,因为三相电路对称，只需给出各序单相电路或序网,三相对称,从而得到三个序网络基本方程,注意：虽然该方程是从单相接地短路得到的，但对任何方式的不对称短路都成立。,正序网,负序网,零序网,各序分量三相对称：大小、相位关系固定,序网基本方程,3个方程，6个变量，需补充3个方程。,边界条件：短路点处的电压、电流方程,a相短路：,b、c两相短路：,b、c两相接地短路：,用序分量表示,序网基本方程,三个序网络基本方程确定后，可根据短路边界条件确定另外三个方程（边界条件方程），从而可解出电压电流各序分量。,例a相接地短路,边界条件方程,对称分量分解,后两式相减,代入后两式中任一式,方程联立,方程等价,与序网络基本方程联立,电压、电流各序分量,各相电压、电流,方法1,合成,方法2,序网络,复合序网,例如：a相接地短路,从而可求出各相电压电流,求解思路（1）列出边界条件方程；（2）将边界条件方程转化为序网络方程；（3）形成复合序网；（4）解复合序网，得电压电流各序分量；（5）由对称分量法得到各相电压电流。注意以特殊相作为基准进行分解最简单。单相接地短路时，故障相为特殊相；两相（接地）短路时，非故障相为特殊相。,电力系统元件的各序参数和等值电路,应用对称分量法进行电力系统的不对称分析，首先必须确定系统中各元件的各序参数；元件的序阻抗指元件中流过某序电流时元件两端所产生的序电压降与该序电流的比值。静止元件无论流过正序电流还是负序电流，并不改变相与相之间的磁耦合关系，其正序阻抗与负序阻抗相等；但零序电抗较为复杂；旋转元件中，各序电流流过时引起不同的电磁过程，三序电抗不相同。,同步发电机各序参数,同步发电机定子绕组中流过同步频率的负序电流时，产生的旋转磁场与转子转向相反，相对转子的速度是同步转速的2倍。由电磁感应定律，转子的励磁绕组和阻尼绕组中将感应出2倍额定频率的感应电流。,正常运行情况下，同步发电机定子绕组的空载电势三相对称，产生的交流电流是正序电流，电枢反应产生的旋转磁场与转子主磁通同速同方向。,同步发电机正序电抗,同步发电机负序电抗,同步发电机定子绕组中流过零序电流时，合成磁场为零，只存在定子绕组的漏磁通。零序漏磁比正序漏磁小，减小的程度视绕组型式而定。同步电机零序电抗的标幺值差别较大。零序电阻和正序电阻相等。,同步发电机零序电抗,设该线路每相的自感阻抗为,相间的互感阻抗为,三相电压降与三相电流有如下关系：,可简写为：,输电线路的序阻抗,则：,即,式中：,即为电压降的对称分量和电流的对称分量之间的阻抗矩阵。,即：,负序正序,零序（34）倍正序电抗,变压器是静止的磁耦合元件，正、负序参数和等值电路完全相同；变压器通入零序电流时，不同变压器结构的零序磁通磁路不同，不同绕组接线的零序电流回路也不相同，所以零序参数和等值电路不同于正、负序参数和等值电路。,三相变压器各序参数和等值电路,一定，也一定，磁路磁阻小，所需磁势也小，从而所需励磁电流也小，等效为大。,对于三相五柱式变压器或由三个单相变压器组成的三相变压器组,由三个单相变压器组成的三相变压器组零序磁路,磁路磁势、磁通和磁阻的关系为,变压器结构对零序励磁电抗的影响,对于三相三柱式变压器，为有限值。,磁路磁阻大，需励磁电流大，等效为Xm0较小，但仍比绕组零序漏抗大得多。所以，当Xm0与变压器漏抗并联时可将Xm0忽略。,三相三柱式变压器组零序磁路,三个单相变压器接成的三相变压器组和三相五柱式，各相铁芯独立，磁通分布情况与所加电压相序无关，零序励磁电流很小，可认为激磁电抗无穷大。,三相三柱式变压器，通入正序或负序电流时，各相主磁通均在铁芯内形成回路，所以励磁电流很小，励磁电抗很大；当通入零序电流时，三相零序主磁通大小相等相位相同，不能在铁芯中形成回路，只能通过绝缘介质和外壳形成回路，所以零序励磁电流相当大，零序励磁电抗为有限值。,各种接线方式双绕组变压器的零序等值电路,各种接线方式三绕组变压器的零序等值电路（续）,各相加零序电压时，每一相与地之间的零序电压为,因此，中性点阻抗可乘以3然后放到相上来，然后将其作为中性点直接接地处理。,变压器中性点经阻抗接地的零序等值电路,正序网络与计算三相短路时的等值网络完全相同。除中性点接地阻抗和空载线路外，电力系统各元件均应包括在正序网络中。,正序网络,发电机不产生负序电势，故所有电源的负序电势为零。负序网络的组成元件与正序网络完全相同。发电机等旋转元件的电抗应以其负序电抗代替，其它静止元件的负序电抗与正序电抗相同。,负序网络,发电机不产生零序电势，故所有电源的零序电势为零。零序电流相同相位，只能通过大地或与地连接的其他导体才能构成通路。变压器的接法和中性点接地方式，对网络中零序电流的分布及零序网络的结构有决定性的影响。不同地点发生不对称故障，零序电流分布和零序网络结构也不相同。一般情况下零序网络结构和正、负序网络不一样，而且元件参数也不同。,零序网络,例：作出如下系统的序网,（1）电源只在正序网络中。,（2）中性点接地阻抗只在零序网络中作用。,（3）