第七章电力系统各元件的序阻抗和等值电路演示文稿

第七章电力系统各元件的序阻抗和等值电路演示文稿1本文档共50页；当前第1页；编辑于星期二\18点41分2优选第七章电力系统各元件的序阻抗和等值电路本文档共50页；当前第2页；编辑于星期二\18点41分不对称相量的分解将一组不对称的相量分解成三组对称分量，这是一种坐标变换已知各序对称分量，可以用反变换求出三相不对称的相量展开，有本文档共50页；当前第3页；编辑于星期二\18点41分解：以a相为基准相，应用公式可得作为对比，正常情况下例8-1某三相发电机由于内部故障，其三相电势分别为，求其对称分量本文档共50页；当前第4页；编辑于星期二\18点41分

二、序阻抗的概念序阻抗—各序电流和各序电压之间的关系静止元件的正负序阻抗参数相同，零序阻抗差别较大，请想一想差别在那？本文档共50页；当前第5页；编辑于星期二\18点41分序阻抗—各序电流和电压之间的关系三相对称的线性系统中，各序对称分量具有独立性，电路中通以某一序对称分量的电流时，只产生同一序的电压可以对正序、负序和零序分别计算元件的序阻抗—元件两端某一序的电压降与流过该元件同一序的电流的比值本文档共50页；当前第6页；编辑于星期二\18点41分三、不对称短路的应用一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗接地，线路f点发生单相接地短路，a相对地电压Ua=0，而b、c两相电压不等于零故障点以外系统其余部分是对称的，满足各序的独立性短路点结构参数不对称用运行参数不对称表示本文档共50页；当前第7页；编辑于星期二\18点41分不对称的相量用对称分量表示应用叠加原理，分解成正、负、零序三个系统本文档共50页；当前第8页；编辑于星期二\18点41分正序网中，计及三相电流之和为零负序网中零序网中化简后可得和边界条件联合求解序网方程＋－＋－＋－＋－根据电路图，可列出各序网的电压方程，三相对称，只需列一相本文档共50页；当前第9页；编辑于星期二\18点41分

7-2同步发电机的负序和零序电抗

1.正序电抗对称运行时的电抗2.负序电抗转子纵横轴向等效磁阻不同,不对称短路时,同步发电机中还有丰富的高次谐波负序电抗不是常数本文档共50页；当前第10页；编辑于星期二\18点41分定子中有一系列奇次谐波，与其对应转子中有一系列偶次谐波定子

转子这些是衰减的交流分量，稳态值不为0暂态过程中，定子中有直流和二倍频率电流，由于不对称定子中还有一系列偶次谐波，转子中还有一系列奇次谐波稳定子

转子这些电流的稳态值为0

不对称短路时同步发电机中的高次谐波脉振磁场不对称负序电流削弱其影响脉振磁场不对称直流电流削弱其影响本文档共50页；当前第11页；编辑于星期二\18点41分高次谐波的理论分析复杂，阻尼绕阻会削弱高次谐波分量3.零序电抗零序电流在气隙中的合成磁势为零,漏磁通零序电抗同步发电机的负序电抗值本文档共50页；当前第12页；编辑于星期二\18点41分（一）正序阻抗

综合负荷主要是电动机，综合负荷的阻抗难于求出精确的值，采用近似计算，不同的场合采用不同的值

7-3综合负荷的序阻抗（二）负序阻抗正序电流产生驱动性转矩，负序电流产生制动性转矩，和转子有相对运动（三）零序阻抗本文档共50页；当前第13页；编辑于星期二\18点41分一、普通变压器的等值电路电力系统习惯用T形或Г形等值电路7-4变压器的零序等值电路及参数1、漏抗反映原副边耦合紧密程度，短路试验表明正、负、零序漏抗相差不大，即与电流的序别无关2、激磁电抗取决于铁芯的结构本文档共50页；当前第14页；编辑于星期二\18点41分三相变压器组和三相四柱式变压器，零序主磁通和正序主磁通一样能在铁心中形成回路，磁阻小，激磁电抗数值很大三相三柱式变压器，由于三相零序磁通大小相等、相位相同，不能像正序主磁通那样，一相主磁通可以经过另外两相的铁芯形成回路。被迫经过绝缘介质和外壳形成回路，遇到很大的磁阻。零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多零序激磁电抗与变压器铁心结构密切相关零序激磁电抗与变压器铁心结构密切相关本文档共50页；当前第15页；编辑于星期二\18点41分

不对称短路时，零序电压是接在相线与大地之间的零序等值电路与外电路的连接,取决于零序电流的流通路径，与变压器三相绕组的连接形式及中性点是否接地有关零序电压施加在变压器三角形侧和不接地星形侧，变压器中没有电流零序电压施加在变压器接地星形侧时，大小相等相位相同的零序电流经变压器中性点流入大地，构成回路,另一侧(二次侧)各绕组中将感应零序电势。电流流通情况由该侧接线形式决定二、零序等值电路与外电路的连接本文档共50页；当前第16页；编辑于星期二\18点41分1.YN,y(Y0/Y）接线变压器变压器一次星形侧流过零序电流，二次侧各绕组中将感应零序电势，但因中性点不接地，没有通路，二次星形侧没有零序电流，变压器对于零序系统相当于空载三相三柱其他2.YN,yn(Y0/Y0）接线变压器变压器一次星形侧流过零序电流，二次侧各绕组中将感应零序电势，如果与二次侧相连的电路还有一个接地中性点，则二次绕组中有电流，如果没有其他接地中性点，二次绕组中没有电流U（0）施加变压器接地星形侧,另一侧的三种情况＋－＋－本文档共50页；当前第17页；编辑于星期二\18点41分3.YN,d(Y0/Δ）接线变压器变压器一次星形侧流过零序电流，三角形各绕组中将感应零序电势，接成三角形的三相绕组为零序电流形成通路三角形侧感应的电动势完全降落在该侧的漏抗上，a、b、c三点等电位，相当于该侧短路

＋－本文档共50页；当前第18页；编辑于星期二\18点41分

中性点有接地阻抗zn时的等值电路

变压器流过正序和负序电流时，三相电流之和为零，中性线中没有电流，阻抗上的电压为零，所以中性点的阻抗不反映在正、负序等值电路中变压器流过零序电流时，阻抗zn上流过三倍零序电流哪一侧的中性点经阻抗接地，就把该阻抗乘以3加到该侧漏抗中去本文档共50页；当前第19页；编辑于星期二\18点41分

三、三绕组变压器

三绕组变压器一般总有一个绕组是接成三角形，三绕组变压器的等值电路为＋－＋－＋－本文档共50页；当前第20页；编辑于星期二\18点41分静止元件正负序参数相同零序电流以大地作回路三相共用一个大地，相间既有磁的耦合，又有电的联系四、架空输电线的零序阻抗和等值电路（一）“单导线-大地”回路的自阻抗和互阻抗（卡松模型）本文档共50页；当前第21页；编辑于星期二\18点41分若三相导线实现了整循环换位（二）单回路架空输电线路的零序阻抗（三）双回路架空输电线路的零序阻抗

如果双回线参数完全相同是线路I和线路II的互几何均距9个距离的9次方根三相导线组的自几何均距互阻抗平行线路互阻抗的影响，使零序等值阻抗增大本文档共50页；当前第22页；编辑于星期二\18点41分（四）有架空地线的单回架空线路的零序阻抗架空地线中的电流方向和导线中的电流方向相反，起减磁作用线路类型无架空地线钢质架空地线良导体架空地线单回路双回路3.55.53.04.72.03.0不同类型架空线路零序电抗与正序电抗的比值x0/x1（x1≈0.4Ω/km)本文档共50页；当前第23页；编辑于星期二\18点41分8-5-3电力系统各序网络的制定各序网代表原三相网络中电流和电压关系原则：各序电流能流通的元件，就包含在该序网络中从故障点开始查起正序：和对称短路相同，除了中性点电抗和短路后电流等于零的空载线路和空载变压器以外，都在正序网中负序：和正序网包含的元件相同，电源为零，（G,LD的电抗与正序不同）零序：与变压器中性点接地情况有关，与正序网差别较大正、负序包括的元件，零序不一定包括，反之亦然本文档共50页；当前第24页；编辑于星期二\18点41分作出正、负、零序序网正序网负序网零序网xn

＋－＋－＋－＋－本文档共50页；当前第25页；编辑于星期二\18点41分作出正、负、零序序网本文档共50页；当前第26页；编辑于星期二\18点41分

简单故障是指电力系统的某处发生一种故障的情况短路故障单相短路接地f(1)两相短路f(2)两相短路接地f(1,1)三相短路f(3)断线一相断线两相断线第八章电力系统不对称故障的分析和计算ff′ff′本文档共50页；当前第27页；编辑于星期二\18点41分一、单相（a相）接地短路1.序网方程.根据对称分量法看网络部分，可以分解成三个序网方程2.相量边界条件，由故障部分列出：注意这里是引出的电流为零，流向短路点的电流等于03.序量边界条件,8-1简单不对称短路的分析本文档共50页；当前第28页；编辑于星期二\18点41分将三个序网方程相加这是计算单相短路关键公式根据正序电流可求出各序电流电压还可以根据边界条件作出串联形式的复合序网4.序网方程和序量边界条件联合求解本文档共50页；当前第29页；编辑于星期二\18点41分

5.由反变换公式可得6.相量图选正序电流作参考相量，可作短路点的电压电流相量图本文档共50页；当前第30页；编辑于星期二\18点41分单相经阻抗接地本文档共50页；当前第31页；编辑于星期二\18点41分

二、两相(b相和c相）短路相量边界条件，由故障部分列出：序量边界条件序网方程和边界条件联合求解各序电流电压本文档共50页；当前第32页；编辑于星期二\18点41分相量图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非故障相电压等于故障前电压故障相电压是非故障相电压的一半且方向相反短路点故障相电流和电压

本文档共50页；当前第33页；编辑于星期二\18点41分两相经阻抗短路边界条件等效电路可求正序电流本文档共50页；当前第34页；编辑于星期二\18点41分三、两相（b相和c相）短路接地相量边界条件，由故障部分列出：序量边界条件序网方程和边界条件联合求解或根据复合序网，求各序电流、电压本文档共50页；当前第35页；编辑于星期二\18点41分各相电压、电流及相量图两相短路接地故障相电流的绝对值为

令则本文档共50页；当前第36页；编辑于星期二\18点41分两相经阻抗接地故障点的边界条件为

序分量表示在两相经阻抗接地的计算中，电流的计算公式本文档共50页；当前第37页；编辑于星期二\18点41分例8-2计算f点发生a相短路的短路电流和电压有名值解：计算网络的等值参数选取SB=100MVA，UB=Uav，算出各元件的标幺值本文档共50页；当前第38页；编辑于星期二\18点41分网路化简本文档共50页；当前第39页；编辑于星期二\18点41分

2计算各序分量和各相量，复合序网（1）短路处各序电流、电压（2）求故障点电流、电压本文档共50页；当前第40页；编辑于星期二\18点41分四、正序等效定则(正序增广网络)的应用本文档共50页；当前第41页；编辑于星期二\18点41分各种短路的ZΔ和m把不对称短路的公式和对称电路对比来看短路点的正序电流与短路点每相加入附加电抗后发生的三相短路电流相等本文档共50页；当前第42页；编辑于星期二\18点41分五、应用运算曲线求故障处正序短路电流

计算任一时刻的不对称短路电流，可以应用运算曲线

根据正序等效定则，不对称短路故障点的正序电流相当于故障点经过附加阻抗zΔ发生三相短路的短路电流在正序网的故障点加阻抗zΔ，利用运算曲线求经过zΔ的三相短路电流，就是故障点不对称短路的正序电流求出正序电流就可以在复合序网中求出负、零序电流以及各序电压例8-3应用运算曲线计算例8-2的系统f点发生单相接地短路时，

t=0.2s的短路电流解：根据正序等效定则，作正序增广网络，其中本文档共50页；当前第43页；编辑于星期二\18点41分网络化简，电源1，2对点的转移阻抗为计算电抗查运算曲线得t=0.2s时短路电流标幺值为短路电流的有名值网络化简，求计算电抗，查表求电流本文档共50页；当前第44页；编辑于星期二\18点41分从故障点开始，倒推回各序电流和电压在网络中的分布，再合成相量。由于三相不对称，线电压不是相电压的倍，各相电压基值为UB/越靠近电源，正序电压数值越大越靠近短路点，负序、零序电压有效值越大六、计算网络中非故障处的电流和电压本文档共50页；当前第45页；编辑于星期二\18点41分8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变化

一、Y,y0

型变压器YN,yn(Y0/Y0

）正、负、零序分量经过变压器后相位不变