电力系统分析第七章新ppt课件

1、电力系统分析第七章 电力系统不对称缺点的分析和计算7.1 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的对称分量法及其在不对称短路计算中的运用运用7.4 7.4 缺点处短路电流和电压的计算缺点处短路电流和电压的计算7.5 7.5 不对称缺点时电网中电流、电压的分不对称缺点时电网中电流、电压的分布布7.6 7.6 非全相运转的分析与计算非全相运转的分析与计算7.3 7.3 电力系统各序网络的制定电力系统各序网络的制定7.2 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路电力系统各元件的序参数及等值电路第七章 电力系统不对称缺点的分析和计算 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用 当电力系统发生不对

2、称短路缺点时，可采当电力系统发生不对称短路缺点时，可采用对称分量法，将三相系统的电气量分解为正用对称分量法，将三相系统的电气量分解为正序、负序和零序三组对称分量，仍用单相等值序、负序和零序三组对称分量，仍用单相等值电路求解，然后运用叠加原理求解三相系统不电路求解，然后运用叠加原理求解三相系统不对称的电气量。对称的电气量。 不对称短路计算根本思绪：不对称短路计算根本思绪：一、对称分量法根本原理一、对称分量法根本原理 正序分量：正序分量：a、b、c 三相相量幅值相等而相位顺时针相差三相相量幅值相等而相位顺时针相差 120，与系统正常运转相序一样，记为，与系统正常运转相序一样，记为 ；，a1b1c1

3、FFF1 1、三序分量与合成相量：、三序分量与合成相量：b. 负序分量：负序分量：a、b、c 三相相量幅值相等而相位逆时针相差三相相量幅值相等而相位逆时针相差 120，与系统正常运转相序相反，记为，与系统正常运转相序相反，记为 ；，a2b2c2FFFc. 零序分量：零序分量： a、b、c 三相相量幅值、相位均相等，记为三相相量幅值、相位均相等，记为 ；，a0b0c0FFFd. 合成相量：合成相量：a、b、c 三相由各自对应的正序分量、负序分三相由各自对应的正序分量、负序分 量和零序分量元素合成，记为量和零序分量元素合成，记为 。， ，abcFFF 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用

4、 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用 a. a.正序分量正序分量 b. b.负序分量负序分量 c. c.零序分量零序分量 d. d.合成合成 相量相量oj120 = e，2b1a1c1a12b2a2c2a2b0c0a0F= F F = FF= F F= FF= F= F引入运算符号：引入运算符号： 各相三序对称分量之间数学关系为：各相三序对称分量之间数学关系为： 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用合成相量为：合成相量为：aa1a2a02bb1b2b0a1a2a02cc1c2c0a1a2a0F = F + F + FF = F + F + F= F +F + FF = F

5、 + F + F= F + F + F2 2、合成相量和三序对称分量之间的相互转换关系、合成相量和三序对称分量之间的相互转换关系 2aa1a1a22ba2a2b2ca0a0cF111FF1F1F= 1FF=1F3F1FF111F-1PSSPF =T FF =TF简写为：简写为： 恣意三个不对称的相量恣意三个不对称的相量 可以独一地分解为三相可以独一地分解为三相 对称相量。对称相量。 ， ，abcFFF 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用二、对称分量法在不对称缺点分析中的运用二、对称分量法在不对称缺点分析中的运用1 1、不对称电压、电流的分解：电力系统发生不对称缺点时，除、不对称电压

6、、电流的分解：电力系统发生不对称缺点时，除 缺点点外三相系统中元件参数都是对称的，但三相电压、电缺点点外三相系统中元件参数都是对称的，但三相电压、电 流等运转参量的基频分量会变成不对称的相量。流等运转参量的基频分量会变成不对称的相量。根据对称分量法的根本原理，三相不对称电压、电流相量可根据对称分量法的根本原理，三相不对称电压、电流相量可独一地分解为对称分量方式：独一地分解为对称分量方式： 2a1a2a2bb1c1b2c2b0c0a0cU1U1U=1UU,U ;U,U;U,U3U111U2a1a2a2bb1c1b2c2b0c0a0cI1I1I=1II ,I ;I,I ;I,I3I111I 7.1

7、 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用例题例题71：如下图简单电路中，假设将如下图简单电路中，假设将b相断开，流过相断开，流过a、c两相两相的电流为的电流为10A，试以，试以a相为参考相量，计算线电流的相为参考相量，计算线电流的对称分量。对称分量。 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用oaboaI = 100 A I = 0A I = 10180 A2a1a2a2ba0cI1I1I=1I3I111I解：三相不对称线电流为：解：三相不对称线电流为：由式由式可得可得a相线电流的各序分量为：相线电流的各序分量为： oa1I=5.774 30 A oa2I=5.77430 A a0I= 0

8、A oa0abc11I=(I + I + I )=(10 0 +0+10180 )= 0A 332a2abcooo1I=(I + I +I )31 =(10 0 +0+10 180 +120 )=5j2.887 =5.77430 A3 2a1abcooo1I=(I +I + I )31 =(10 0 +0+10180 + 240 )= 5+ j2.887 = 5.77430 A 3 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用a相线电流的各序分量为：相线电流的各序分量为： oa1I=5.774 30 A oa2I=5.77430 A a0I= 0A b、c相线电流的各序分量：相线电流的各序分

9、量：ob1oc1I= 5.77490 A I= 5.774 150 Aob2oc2I= 5.77490 A I= 5.774210 Ab0c0I= 0AI= 0A 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用 零序电流的通路：零序电流的通路： 只需中性点接地的星型只需中性点接地的星型YN接法或经消弧线圈接地的星接法或经消弧线圈接地的星 型型YN接法才可以为零序电流提供通路；即零序电流必接法才可以为零序电流提供通路；即零序电流必 须以中性线作为通路。须以中性线作为通路。 nabca0I = I + I + I0 = 3I 形接法或形接法或Y Y形不接地接法中，形不接地接法中，三相线电流之和为三

10、相线电流之和为0 0。 零序电流在零序电流在形接法中形接法中 如何流通？如何流通？ 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用 2 2、序阻抗的概念：、序阻抗的概念：阻抗参数是对称的，即：阻抗参数是对称的，即：aabbccsabbcacmZ= Z = Z = Z Z = Z = Z = Z三相不对称电流会产生三相不对称压降：三相不对称电流会产生三相不对称压降： aaaaabacsmmababbbbcbmsmbacbcccmmscccVIZZZZZZIV= ZZZ I= ZZZIZZZZZZIVI-1abcabc120120sc120V= Z IV= SZS I= ZI序阻抗矩阵序阻抗矩阵

11、7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用a1sma11a1a2sma22a2sma00a0a0VZZ00IZ00IV=0ZZ0I0Z0I00Z2ZI00ZIV-1abcabc120120sc120V= Z IV= SZS I= ZIa11a1a22a2a00a0V= Z IV= Z IV= Z I同理：同理：b，c 相三序压降和三序电流相三序压降和三序电流之间也存在类似的数学关系。之间也存在类似的数学关系。 结论：各序对称分量具有独立性，因此，可以对正序、负结论：各序对称分量具有独立性，因此，可以对正序、负 序、零序分量分别进展计算，只分析一相情况即可。序、零序分量分别进展计算，只分析一

12、相情况即可。 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用关于序阻抗的阐明：关于序阻抗的阐明： 对于静止的元件，如线路、变压器等，其正序、负序阻对于静止的元件，如线路、变压器等，其正序、负序阻 抗总是相等的，由于改动相序并不改动相间的互感；抗总是相等的，由于改动相序并不改动相间的互感； 对于旋转的元件，如发电机、调相机、电动机等，其正、对于旋转的元件，如发电机、调相机、电动机等，其正、 负序阻抗普通是不相等的；负序阻抗普通是不相等的； 无论是静止元件还是旋转元件，其零序阻抗与正、负序无论是静止元件还是旋转元件，其零序阻抗与正、负序 阻抗有明显的区别。阻抗有明显的区别。 7.1 对称分量法及其

13、在不对称短路计算中的运用3、对称分量法在不对称短路计算中的运用、对称分量法在不对称短路计算中的运用设在缺点点设在缺点点 f 发生单相发生单相 (a相相) 短路接地缺点，使短路接地缺点，使 f 点三相对地点三相对地电压和由电压和由 f 点流出系统的三相短路电流均为三相不对称，可用点流出系统的三相短路电流均为三相不对称，可用对称分量法将不对称的三相电流、电压分解为三组对称分量。对称分量法将不对称的三相电流、电压分解为三组对称分量。 发电机只能发出正序电势，即负序、零序网络为无源网络；发电机只能发出正序电势，即负序、零序网络为无源网络； 为正序、负序、零序网络对短路点为正序、负序、零序网络对短路点

14、f 的等值阻抗。的等值阻抗。120Z,Z,Z 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的运用根据各序对称分量的独立性，列出根据各序对称分量的独立性，列出a相序分量的电压平衡关系：相序分量的电压平衡关系：afa1fa1G1T1L11fa1fa2fa2G2T2L22fa2fa0fa0T0L00fa0E -U= I(Z+ Z+ Z)= ZI0 -U= I(Z+ Z+ Z)= ZI0 -U= I(Z+ Z)= ZI 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路 旋转元件的的正序电流旋转磁场与负序相反，旋转元件的的正序电流旋转磁场与负序相反，而零序而零序 电流产生的磁场与转子旋转位置无关，如发电电流产生的磁

15、场与转子旋转位置无关，如发电机、调机、调 相机、电动机等，其正、负、零序阻抗均不相相机、电动机等，其正、负、零序阻抗均不相等。等。 电力系统在正常稳态运转或发生对称缺点时，电力系统在正常稳态运转或发生对称缺点时，系统中系统中 各元件的参数是对称的，都属于正序参数。各元件的参数是对称的，都属于正序参数。 静止元件的三相电磁关系是一样的，如线路、静止元件的三相电磁关系是一样的，如线路、变压器变压器 等，其正序、负序阻抗相等，而零序电抗有所等，其正序、负序阻抗相等，而零序电抗有所不同；不同； 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路222UX =I2dq1X =(X + X )2一、同步发电机的负序

16、和零序电抗一、同步发电机的负序和零序电抗1 1、同步发电机的负序电抗：定义：、同步发电机的负序电抗：定义：负序旋转磁场与转子旋转方向负序旋转磁场与转子旋转方向相反，在不同的位置会遇到不相反，在不同的位置会遇到不同的磁阻转子不是恣意对称同的磁阻转子不是恣意对称的，那么负序电抗会发生周的，那么负序电抗会发生周期性变化。期性变化。适用计算中通常取：适用计算中通常取：2 2、同步发电机的零序电抗：、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。电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 7.2 电力系统各

17、元件的序参数及等值电路0dX = (0.15 0.6)X通常取：通常取：二、异步电动机的负序和零序电抗二、异步电动机的负序和零序电抗 零序电抗：零序电抗： ；异步电动机三相绕组接成形或不；异步电动机三相绕组接成形或不 接地接地Y形，没有零序电流通路。形，没有零序电流通路。负序阻抗：负序阻抗： ；2X = 0.20X = 发电机中性点不接地时，零序电流不能经过，那么发电机中性点不接地时，零序电流不能经过，那么 。0X = 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路 假设零序电压施加在变压器绕组的接地星形假设零序电压施加在变压器绕组的接地星形(YN)(YN)侧，那侧，那么零么零 序电流经过三相绕组中

18、性点流入大地，构成回路；但序电流经过三相绕组中性点流入大地，构成回路；但另一另一 侧能否有零序电流流过，还要看能否有零序电流的通侧能否有零序电流流过，还要看能否有零序电流的通路。路。 三、变压器的零序电抗和等值电路三、变压器的零序电抗和等值电路 变压器零序电抗与变压器绕组的衔接方式、中性点能变压器零序电抗与变压器绕组的衔接方式、中性点能否接地、否接地、 变压器的构造单相、三相及铁心的构造方式有关变压器的构造单相、三相及铁心的构造方式有关。 零序电流必需以中性线作为通路，断定根据如下：零序电流必需以中性线作为通路，断定根据如下： 假设零序电压施加在变压器绕组的三角形假设零序电压施加在变压器绕组的

19、三角形(d(d形形) )侧或不接地侧或不接地 星形星形(Y(Y形形) )侧，无论其他侧绕组接线方式如何，变压器都侧，无论其他侧绕组接线方式如何，变压器都 无零序电流流通，那么无零序电流流通，那么 ； 0X = 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路0IIIX = X +X1 1、双绕组变压器的零序等值电路和零序电抗：、双绕组变压器的零序等值电路和零序电抗：aYN, d接线方式：接线方式：YN, d接线方式等值电路对应的零序电抗为：接线方式等值电路对应的零序电抗为：关于零序励磁电抗，普通情况下关于零序励磁电抗，普通情况下Xm0 ；而对于三相三；而对于三相三柱式变压器，需计入详细数值，柱式变压器

20、，需计入详细数值， Xm0 0.31.0(标幺值标幺值)。通常情况下，对励磁电抗支路作断路处置，即忽略不计通常情况下，对励磁电抗支路作断路处置，即忽略不计 ；XI、XII 是归算到同一电压等级的正序等值电抗。是归算到同一电压等级的正序等值电抗。 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路0IX = XYN, y接线方式等值电路对应的零序电抗为：接线方式等值电路对应的零序电抗为：cYN, yn接线方式接线方式bYN, y接线方式接线方式 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路0IIInX = X + X+ 3Zd中性点经阻抗接地的中性点经阻抗接地的YN, d接线方式接线方式 当用单相等值电路时，

21、零序等值网络中以当用单相等值电路时，零序等值网络中以3Zn表示中性表示中性 点的阻抗。点的阻抗。 中性点经阻抗接地的中性点经阻抗接地的YN, d接线方式等值电路零序电抗为：接线方式等值电路零序电抗为： 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中，但能在三相绕组中构成环流。电路中，但能在三相绕组中构成环流。因此，在等值电路中该侧绕组端点接零序等值中性点。因此，在等值电路中该侧绕组端点接零序等值中性点。 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路变压器绕组接法变压器绕组接法 开关位置开关位置绕组端

22、点与外电路的衔接绕组端点与外电路的衔接Y1与外电路断开与外电路断开YN2与外电路接通与外电路接通3 与外电路断开，但与励磁与外电路断开，但与励磁 支路并联支路并联变压器零序等值电路与外电路的联接：变压器零序等值电路与外电路的联接： 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路2 2、三绕组变压器的零序等值电路和零序电抗：、三绕组变压器的零序等值电路和零序电抗： 在电力系统中，为了消除三次谐波的影响，三绕组变压在电力系统中，为了消除三次谐波的影响，三绕组变压器器 普通总有一个绕组结成三角形，以提供三次谐波的通路普通总有一个绕组结成三角形，以提供三次谐波的通路。YN, d, y接线方式等值电路对应的零

23、序电抗为：接线方式等值电路对应的零序电抗为：0IIIX = X + X 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路0IIIIIIX = X + X /XYN, d, d接线方式等值电路对应的零序电抗为：接线方式等值电路对应的零序电抗为：思索题：思索题：YN侧中性点侧中性点经阻抗接地时，经阻抗接地时，X0=?0IIIIIInX = X + X /X+ 3Z 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路12smZ = Z = Z - Z0smZ = Z + 2Z四、架空电路的零序电抗：四、架空电路的零序电抗：讨论讨论:X0=? 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路补充例题：补充例题：如下图电力系统，

24、当如下图电力系统，当k1、k2、k3分别发生不对称缺点时，试写分别发生不对称缺点时，试写出变压器出变压器T1和和T2零序电抗表达式。零序电抗表达式。 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路0 T1I T1II T1X= X+ X0 T2I T2III T2X= X+ X解：解：1当当k1发生不对称缺点时：发生不对称缺点时：0 T1I T1II T1X= X+ X0 T2II T2nIII T2I T2X= X+ 3Z + X/(X+) 2当当k2发生不对称缺点时：发生不对称缺点时： 0 T10 T2X= X= 3当当k3发生不对称缺点时：发生不对称缺点时： 7.3 电力系统各序网络的制定一、

25、序网络制定根本原那么二、各序网络的制定：二、各序网络的制定：正序网络、负序网络、零序网络正序网络、负序网络、零序网络根据电力系统接线图、中性点接地情况等原始资料，仔根据电力系统接线图、中性点接地情况等原始资料，仔 细分析各序正序、负序、零序缺点电流在网络中每细分析各序正序、负序、零序缺点电流在网络中每一个元件中的流通情况，分别将各序电流可以经过的元一个元件中的流通情况，分别将各序电流可以经过的元件包括在相应的序网络中，并用相应的序参数表示。件包括在相应的序网络中，并用相应的序参数表示。7.3 电力系统各序网络的制定1 1、正序网络的制定：、正序网络的制定：1 1不对称缺点正序分量电流经过的一切

26、元件都在正序网络中，不对称缺点正序分量电流经过的一切元件都在正序网络中， 用正序参数稳态运转参数和等值电路表示；用正序参数稳态运转参数和等值电路表示；2 2中性点接地阻抗、不计接地导纳支路的空载线路和不计励中性点接地阻抗、不计接地导纳支路的空载线路和不计励 磁电路的空载变压器等元件不经过正序电流，不含在正序磁电路的空载变压器等元件不经过正序电流，不含在正序 网络中；网络中；3 3系统中一切电源电势均为正序电势；系统中一切电源电势均为正序电势；4 4近似计算时忽略负荷，即以为负荷无穷大；近似计算时忽略负荷，即以为负荷无穷大；5 5在缺点点必需引入替代不对称缺点条件的正序电压分量。在缺点点必需引入

27、替代不对称缺点条件的正序电压分量。7.3 电力系统各序网络的制定2 2、负序网络的制定：、负序网络的制定： 将正序网络中各元件采用负序参数，令电源电势为零，将正序网络中各元件采用负序参数，令电源电势为零，并并 在缺点点引入替代不对称缺点条件的负序电压分量，即可在缺点点引入替代不对称缺点条件的负序电压分量，即可 得负序网络。得负序网络。 不对称缺点负序分量电流不对称缺点负序分量电流可以流通的元件与正序分量可以流通的元件与正序分量电流完全一样，但一切电源电流完全一样，但一切电源电势为电势为0。7.3 电力系统各序网络的制定3 3、零序网络的制定：、零序网络的制定： 将不对称缺点零序电流分量流通的元

28、件衔接起来构成零序将不对称缺点零序电流分量流通的元件衔接起来构成零序 网络，各元件采用零序参数，令电源电势为零，并在缺点网络，各元件采用零序参数，令电源电势为零，并在缺点 点引入替代不对称缺点条件的零序电压分量，既可得零序点引入替代不对称缺点条件的零序电压分量，既可得零序 网络。网络。 零序电流流通途径与网零序电流流通途径与网络构造有很大关系，必需以络构造有很大关系，必需以中性线为通路。中性线为通路。 7.3 电力系统各序网络的制定例图例图7-18： 7.3 电力系统各序网络的制定4、各序网络简化等值电路：以、各序网络简化等值电路：以a相为例相为例EiZ其中：其中：表示从缺点点看进网络的正序等

29、效电源电势；表示从缺点点看进网络的正序等效电源电势；表示从缺点点看进网络的各序等值阻抗。表示从缺点点看进网络的各序等值阻抗。 7.3 电力系统各序网络的制定例题例题7-3：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：试制定当试制定当f 点发生不对称缺点时的各序网络，并作出各序网的点发生不对称缺点时的各序网络，并作出各序网的等值电路。等值电路。 ad20E = 1 , X = 0.2 , X = 0.18 , X = 0.1 发电机发电机G2：120X = X = X = 0.12 变压器变压器T1：120X = X = X = 0.1 变压器变压器T

30、2：120X = X = 0.3 , X = 1.5 线路线路L1、L2：ad20E = 1 , X = 0.2 , X = 0.2 , X = 0.1发电机发电机G1：7.3 电力系统各序网络的制定解：以解：以a a相为例相为例 ，根据各序电流流通情况，可得：，根据各序电流流通情况，可得：正正序序网网络络图图零零序序网网络络图图负负序序网网络络图图7.3 电力系统各序网络的制定10.3E= 1 , X= (0.2+0.12)/(+0.1+0.2)= 0.187220.3X= (0.2+0.12)/(+0.18+0.2)= 0.183201.5X= 0.12/(+0.1)= 0.1052根据网

31、络图可得：根据网络图可得：各序等值电路：各序等值电路：7.3 电力系统各序网络的制定练习题：如下图系统中，画出练习题：如下图系统中，画出 f f 点发生单相接地短路时的点发生单相接地短路时的 正、负、零序网络图。正、负、零序网络图。电力系统发生不对称缺点时，利用对称分量分解后，可得电力系统发生不对称缺点时，利用对称分量分解后，可得正序、负序、零序简化等值电路：正序、负序、零序简化等值电路： a a正序网正序网 b b负序网负序网 c c零序网零序网 在各种简单不对称缺点分析中，都将在各种简单不对称缺点分析中，都将a相作为缺点的特相作为缺点的特 殊相，各序网络中的对称分量均省略下标殊相，各序网络

32、中的对称分量均省略下标a。 7.4 缺点处短路电流和电压的计算 f1f11f 0f2f22f0f00U= U- I ZU= -I ZU= -I Z该方程组有三个方程，但有六个未知数，必需根据边境条该方程组有三个方程，但有六个未知数，必需根据边境条件列出另外三个方程才干求解。件列出另外三个方程才干求解。缺点处的序电流、序电压满足序电压方程组：缺点处的序电流、序电压满足序电压方程组：7.4 缺点处短路电流和电压的计算一、单相直接接地短路缺点一、单相直接接地短路缺点a相接地相接地fafbfcU= 0I= I= 0边境条件：边境条件： ；faf1f2f0f1f2f0U=U +U +U=0I= I= I

33、采用对称分量发法变换可得序分量边境条件：采用对称分量发法变换可得序分量边境条件： 7.4 缺点处短路电流和电压的计算复合序网：边境条件与序电压方程联立求解的电路方式。复合序网：边境条件与序电压方程联立求解的电路方式。 单相直接短路接地复合序网：三序网络在缺点处串联。单相直接短路接地复合序网：三序网络在缺点处串联。 f 0f1f2f0120UI= I= I=Z+ Z+ Z由复合序网可得各序电流：由复合序网可得各序电流：利用各序电流，求解序电压方程组即可得各序电压。利用各序电流，求解序电压方程组即可得各序电压。；faf1f2f0f1f2f0U=U +U +U=0I= I= I7.4 缺点处短路电流

34、和电压的计算 f 0faf1f2f0f11203UI= I +I+I= 3I=Z+Z+Z；22fbf1f2f0fcf1f2f0U =a U +aU +U U =aU +a U +U采用对称分量法，利用采用对称分量法，利用a相各序分量合成各相电流、电压：相各序分量合成各相电流、电压： 作各序网络；作各序网络； 将序分量合成为相分量。将序分量合成为相分量。 按短路类型确定边境条按短路类型确定边境条 件、复合序网；件、复合序网； 根据复合序网，利用电路根据复合序网，利用电路 原理求解序分量；原理求解序分量； 求各序网的等值阻抗；求各序网的等值阻抗； 不对称短路计算步骤不对称短路计算步骤: :7.4

35、缺点处短路电流和电压的计算7.4 缺点处短路电流和电压的计算补充例题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：补充例题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：，112E = j1X = 0.25X = 0.32发电机发电机G1：，212E = j1X = 0.5X = 0.64 发电机发电机G2：120X = X = X = 0.175 变压器变压器T1：120X = X = X =0.333 变压器变压器T2：，120X = X = 0.15X = 0.30 线路线路L：当当 f 点发生点发生a 相接地短路缺点时，试求短路点各序电流、电压及相接地短路缺点时，试求短路点各序电流、电压

36、及各相电流、电压各相电流、电压的计算只写计算公式。各相电流、电压各相电流、电压的计算只写计算公式。 7.4 缺点处短路电流和电压的计算1X= j(0.25+0.175+0.15)/j(0.333+0.5)= j0.3400X= j(0.175+ 0.15)/j0.333 = j0.196解：解：1以以A相为基准相作出各序网络图，求出等值电抗相为基准相作出各序网络图，求出等值电抗2X= j(0.32+0.175+0.15)/j(0.333+0.64)= j0.3887.4 缺点处短路电流和电压的计算2边境条件：边境条件： 由对称分量法可得序分量边境条件：由对称分量法可得序分量边境条件：3根据边境

37、条件得复合序网为：各序网络在缺点端口串联；根据边境条件得复合序网为：各序网络在缺点端口串联；，fafbfcU= 0I= I= 0；faf1f2f0f1f2f0U=U+U+U= 0I= I= I7.4 缺点处短路电流和电压的计算120f1f2f0j1= 1.082j0.340+ j0.388+ j0.196IIIE=X+ X+ X=f11f1= j1 j0.3401.082 = j0.632UEI=jXf22f2=j0.3881.082 =j0.420UI=jXf00f0=j0.1961.082 =j0.212UI=jX4 4由复合序网求各序的电流和电压：由复合序网求各序的电流和电压： 7.4

38、缺点处短路电流和电压的计算faU= 02fbf1f2f0U= U+ U+U2fcf1f2f0U= U+ U+Ufaf1f2f0f1I= I+ I+ I= 3IfbfcI= I= 05 5合成三相电压和电流：合成三相电压和电流：f1f2f0j0.632j0.420j0.212UUU= -= -f1f2f01.082III=二、两相直接短路缺点二、两相直接短路缺点b，c相短路相短路边境条件：边境条件：采用对称分量发法变换可得序分量边境条件：采用对称分量发法变换可得序分量边境条件： ；fbfcfafbfcU =UI =0I =-I；f1f2f0f1f2U=U I=0I= -I7.4 缺点处短路电流和

39、电压的计算复合序网复合序网: 由复合序网可得各序电流：由复合序网可得各序电流： ；f 0f1f2f012UI= -II=0Z+ Z利用各序电流，求解序电压方程组即可得各序电压。利用各序电流，求解序电压方程组即可得各序电压。 两相直接短路：两相直接短路： 正、负序网络正、负序网络 在缺点处并联，在缺点处并联， 零序网络开路。零序网络开路。7.4 缺点处短路电流和电压的计算；f1f2f0f1f2U=U I=0I= -I采用对称分量法，利用采用对称分量法，利用a相各序分量合成各相电流、电压分量：相各序分量合成各相电流、电压分量： 12f1f2f 0 Z= Z1 U=U=U2若则则7.4 缺点处短路电

40、流和电压的计算 faf1f2f 02fbfcf1f 0f 02fbf1f2fc12U= U+ U= U1U= U= ( + )U= -U2UI= a I+ aI= -j3= -IZ+ Z7.4 缺点处短路电流和电压的计算补充例题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：补充例题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：，112E = j1X = 0.25X = 0.32发电机发电机G1：，212E = j1X = 0.5X = 0.64 发电机发电机G2：120X = X = X = 0.175 变压器变压器T1：120X = X = X =0.333 变压器变压器T2：，120X =

41、 X = 0.15X = 0.30 线路线路L：当当 f 点发生点发生b, c两相短路缺点时，试求短路点各序电流、电压及两相短路缺点时，试求短路点各序电流、电压及各相电流、电压各相电流、电压的计算只写计算公式。各相电流、电压各相电流、电压的计算只写计算公式。 三、两相直接接地短路缺点三、两相直接接地短路缺点b , c相接地相接地边境条件：边境条件：采用对称分量发法变换可得序分量边境条件：采用对称分量发法变换可得序分量边境条件： fbfcfaU= U= 0I= 0 ；f1f2f0faf1f2f0U =U=U I= I +I +I=07.4 缺点处短路电流和电压的计算 阐明：求解任一序电阐明：求解

42、任一序电 压方程即可得三序电压。压方程即可得三序电压。 f1f2f0faf1f2f0U =U=U I= I +I +I=0复合序网复合序网( (两相直接接地短路两相直接接地短路) )：f1f2f0U= U= U02f0f1f2f12020ZZI =-I ; I =-IZ +ZZ +Z f 0f1120UI= Z+ Z /Z由复合序网可得各序电流、电压：由复合序网可得各序电流、电压： 三序网络在缺点处并联三序网络在缺点处并联7.4 缺点处短路电流和电压的计算利用利用a相序分量合成相序分量合成b,c相电流、电压：相电流、电压：faf1f2f0f12fbf1f2f02fcf1f2f0U=U+U+U=

43、 3U I= a I+aI+ I I= aI+a I+ I正序等效定那么可用正序增广网络表示，也可用公式表示。正序等效定那么可用正序增广网络表示，也可用公式表示。 f 0nf11UI=Z+ Z(3)(1)20(2)2(1.1)200fZ+ ZfZ =Z fZ/Zf 其中，附加阻抗大小为其中，附加阻抗大小为: :7.4 缺点处短路电流和电压的计算四、正序等效定那么四、正序等效定那么 在简单不对称短路情况下，短路点电流的正序分量，与在在简单不对称短路情况下，短路点电流的正序分量，与在 短路点串联一个附加电抗短路点串联一个附加电抗 Z 并在其后发生三相短路时并在其后发生三相短路时 的的 电流大小相等

44、；这一关系称为正序等效定那么。电流大小相等；这一关系称为正序等效定那么。 7.4 缺点处短路电流和电压的计算作业题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：作业题：知某系统接线如图，各元件电抗参数的标幺值为：，112E = j1X = 0.25X = 0.32发电机发电机G1：，212E = j1X = 0.5X = 0.64 发电机发电机G2：120X = X = X = 0.175 变压器变压器T1：120X = X = X =0.333 变压器变压器T2：，120X = X = 0.15X = 0.30 线路线路L：当当 f 点发生点发生b, c两相接地短路缺点时，试求短路点各序电流

45、、电两相接地短路缺点时，试求短路点各序电流、电压及各相电流、电压压及各相电流、电压(各相电流、电压的计算只写计算公式各相电流、电压的计算只写计算公式)。 7.5 不对称缺点时电网中电流、电压的分布 1 1、根本计算步骤：、根本计算步骤： 制定正序、负序、零序网络；制定正序、负序、零序网络； 根据缺点类型确定复合序网；根据缺点类型确定复合序网； 求缺点点各序电流、电压求缺点点各序电流、电压 ，用对称，用对称 分量法合成三相缺点点电压电流分量法合成三相缺点点电压电流 ；f1f2f0f1f2f0I ,I ,IU ,U ,U和和fafbfcfafbfcI,I ,IU,U ,U和和 假设要计算恣意支路缺

46、点电流和恣意节点缺点电压，分别在各假设要计算恣意支路缺点电流和恣意节点缺点电压，分别在各 个序网中求出待求支路个序网中求出待求支路 ij 的各序电流分量的各序电流分量 和待求和待求 节点节点i 的各序电压分量的各序电压分量 ，最后再利用对称分量法合，最后再利用对称分量法合 成待求支路成待求支路 ij 的三相电流分量的三相电流分量 和待求节点和待求节点 i 的三的三 相电压分量相电压分量 。ij1ij2ij0I,I,Ii1i2i0U ,U ,UijaijbijcI,I,IiaibicU ,U ,U一、各序网中各序电压、电流的计算一、各序网中各序电压、电流的计算7.5 不对称缺点时电网中电流、电压

47、的分布 2 2、典型举例：、典型举例： M1f1M1LM1N1f1N1LN1U= U+ IZ , U= U+ IZM1f1M1GM1LM1N1f1N1GN1LN1E-UI=Z+ ZE-UI=Z+ Z制定三序网络，并求解制定三序网络，并求解 ；f1f2f0f1f2f0I,I,IU,U,U和和 恣意处各序电流、电压的计算值是逆网络化简的过程，由恣意处各序电流、电压的计算值是逆网络化简的过程，由 缺点点开场逐段推算：缺点点开场逐段推算： f0M0GM0LM0f0N0GN0LN0M0f0M0LM00 -U I=Z+ Z0 -U I=Z+ ZU=U+ IZ;N0f0N0LN0U=U+ IZf2M2GM2

48、LM2f2N2GN2LN2M2f2M2LM2N20 -U I=Z+ Z0 -U I=Z+ ZU=U+ IZ;U=f2N2LN2U+ IZ7.5 不对称缺点时电网中电流、电压的分布 根据需求利用对称分量法合成对应的三相相量即可。根据需求利用对称分量法合成对应的三相相量即可。 7.5 不对称缺点时电网中电流、电压的分布2 2负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压分负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压分 量相当于电源；因此，短路点的负序和零序电压值最大，量相当于电源；因此，短路点的负序和零序电压值最大， 越远离短路点负序和零序电压值越小越远离短路点负序和零序电压值越小 ； 发电机中性点上负序电压为零；而零序电压在变压器发电机中性点上负序电压为零；而零序电压在变压器 的侧已为零，这与零序电流的流通途径有关。的侧已为零，这与零序电流的流通途径有关。 1 1电源点的正序电压最高电源点的正序电压最高 ，在电