wuda第8章-电力系统不对称故障的分析01

第8章电力系统不对称

故障的分析1横向故障Shunttypefault单相接地短路

Singleline-to-groundfault两相短路

Line-to-linefault两相接地短路Doubleline-to-groundfault

不对称故障纵向故障Seriestypefault两相断线Twoconductorsopen

单相断线Oneconductoropen不对称故障的类型（Unsymmetricalfault)2①计算短路点各序电流、电压分量；②计算各序电流、电压在网络中的分布，遇有变压器支路，还需注意相位变化；③将各序分量合成得出网络各支路中的各相电流以及各节点各相电压。不对称短路计算的基本思路3对称分量法用于处理三相电流、电压的相量，而不是瞬时值。运用对称分量法只能分析某一特定时刻的状态，而不能分析暂态过程。用对称分量法分析简单故障，习惯上总是取a相作特殊相。特殊相，是指在故障处该相的状态不同于其他两相。此外，各电流、电压的对称分量也总以a相为参考相，即各序网络方程以及故障边界条件中，均以a相的相应序分量表示。48.1简单不对称短路的分析

一、单相接地短路二、两相短路三、两相接地短路四、正序等效定则五、接地系数5一、单相接地短路ac由于a相为特殊相，且选定其为基准相，则故障点的边界条件为应用对称分量法可得6整理可得序量边界条件为序网络的三个基本方程7解析法：联立求解三个基本方程和三个序量边界条件方程，从而可求出短路点各序电流和各序电压共六个未知参数的方法。

不对称短路的计算方法8复合序网络法：

按序量边界条件，将正序、负序和零序网络按一定规律连接，从而求出短路点各序电流和各序电压共六个未知参数的方法。这种方法简单直观，使用方便。9o1f1f2o2f0o0按照本题的序量边界条件，可绘制相应的序网如左图所示。10应用解析法或复合序网法计算不对称故障，两种方法均可；两种方法的共同关键点是：计算短路点的正序电流分量。以复合序网法为例的求解步骤和计算公式如下：①计算短路点正序电流11②计算短路点负序、零序电流③计算短路点各序电压12④计算短路点各相电流

13故障相或单相接地短路电流的有效值

14⑤计算短路点的各相电压15如果a相金属性接地短路，即Xf＝0，则有16短路点的非故障相电压计算17绘

制

短

路

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电

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图电压向量图电流向量图18单相短路电流①电源电势一定的情况下，单相短路电流和各序输入电抗之和有关；②X1Σ和X2Σ的大小与短路点至电源点之间的电气距离有关；③X0Σ则与中性点接地方式有关；④当X1Σ≈X2Σ，X0Σ<X1Σ时，同一点发生单相接地短路时的短路电流会大于三相短路电流。计算结果分析：19非故障相电压

①数值总是相等的，其相角差的大小与X0Σ/X2Σ有关；②X0Σ=0，Ub与Uc反相；③X0Σ=∞

，单相接地短路电流为零，非故障相电压的数值升高为线电压。20二、两相短路abc短路点的边界条件为

21

应用对称分量法可得出相应的序电流、序电压边界条件为

22由序分量边界条件可绘制复合序网如图所示。

o1f1f2o2f0o023短路点的各序电流和电压计算24短路点的各相电流和电压的计算25故障相电流的有效值

26若b、c两相发生的是金属性短路，则计算公式如下：X1Σ=X2Σ时两相短路电流是同一点三相短路电流的倍，两相短路电流小于三相短路电流2728短路点的电流、电压相量图电压向量图电流向量图29三、两相短路接地abc短路点的边界条件为30

应用对称分量法可得序分量边界条件为31f2o2f0o0o1f1与序分量边界条件相应的复合序网为32短路点的正序电流

33短路点的负序、零序电流34若b、c两相是直接接地短路，则有

35故障相电流的有效值36b、c两相直接接地短路的电流电压向量图电压向量图电流向量图37思考题两相短路电流和两相接地短路电流比三相短路电流大吗？3839四、正序等效定则

各种简单短路故障的正序电流分量可用下面的通式表示

短路电流有效值为40正序等效定则的物理意义

简单不对称短路时，短路点正序电流分量的大小与在短路点每一相中串接一附加电抗，并在其后面发生三相短路时的电流相等。41简单不对称短路时的附加电抗和比例系数42简单不对称短路电流的计算步骤1、根据故障类型，做出相应的序网2、计算系统对短路点的正序、负序、零序等效电抗3、计算附加电抗4、计算短路点的正序电流5、计算短路点的故障相电流6、进一步求得其他待求量43五、接地系数

两相直接短路时，设X1Σ＝X2Σ，则有

①可见，两相直接短路时，非故障相的对地电压不会升高。

44②当故障带有接地性质时，随着X0Σ的变化，非故障相的对地电压会在很大的范围内变动；

③计算表明单相接地时非故障相的电压升高一般较两相短路接地时为高。45a相直接接地时非故障相b、c的电压表达式46假设X1Σ＝X2Σ，则有4748非故障相电压的绝对值为

接地系数49①α的大小将直接决定单相接地所引起的工频过电压的大小；

②a和X0Σ/X1Σ直接相关，其间的关系曲线如图8-15所示。说明：50①X0Σ/X1Σ若落在（-1~-20）的范围内，非故障相的电压会上升到极高的数值，这是非常危险的。

②如果为了其他目的而人为加大电网对地电容时，应当验算并防止X0Σ/X1Σ落在（-1~-20）的范围内。③在中性点不接地系统中，零序电流不能在变压器中流通，所以主要由线路的对地容抗（零序导纳）决定，X0Σ/X1Σ落在-∞～-2６的范围内。51①在中性点直接接地系统中，由于继电保护的需要，运行中往往要将某些变压器的中性点解开以增大系统的零序阻抗；

②X0Σ/X1Σ的值将取决于中性点不接地变压器的总容量与系统中变压器总容量之比。注意：52①全部变压器中性点都直接接地时，取X0Σ/X1Σ≈1；②中性点直接接地的变压器占总容量的1/3时，取X0Σ/X1Σ≈1～2，取非故障相对地电压，为1.3倍相电压（或75%线电压）；③中性点直接接地的变压器占总容量的1/2时，则取X0Σ/X1Σ=2.5~3.5，取非故障相对地电压为1.4倍相电压（或80%线电压）。过电压设计中的考虑原则:53各种电网在单相接地故障时，可能出现的非故障相电压升高值548.2不对称短路时网络中非故障处电流和电压计算1、求网络中非故障处的支路电流先求出短路点的各序电流分量将短路点的各序分量按照各序网络的结构和参数分配到各支路中去，求得待求支路电流的各序分量按照对称分量法合成，得该支路的各相电流。2、求网络中非故障点的电压先求出短路点各序电压以短路点各序电压为基础，逐段加上相应支路各序电压降，得到各节点的各序电压，将同一节点的各序电压按对称分量法合成，得到各节点的各相电压。55电压分布具有如下规律：1、越靠近电源侧，正序电压数值越高；越靠近短路点侧，正序电压数值越低。三相短路时，短路点f处的电压为零，其各点电压降低最严重。单相接地短路时正序电压值降低最小。2、发生不对称短路，短路点处的负序和零序电压最高，离短路点越远，负序和零序电压数值越低，发电机中性点处负序电压为零。零序电流终止的点，如Y0，d接线变压器的三角形侧，零序电压为零。56

线电压和电流对称分量经变压器后，可能要发生相位移动，这取决于变压器绕组的联接组别，变压器组别有Y,y0和Y,d118-3电压和电流对称分量经变压器后的相位变化57对于接线组别为Y，y0的变压器，两侧的正序、负序电流和电压分量只有数值上大小不同，而相位相同。58对于组别为Y0，d11或Y，d11的变压器，两侧的电流电压不仅大小有变化，而且相位上也有变化。