电力系统元件的序阻抗和等值电路课件

电力系统元件的序阻抗和等值电路2025/4/117.1对称分量法在不对称短路计算中应用7.1.1不对称三相量的分解

对称分量法在三相电路中，任一组不对称相量，总可以将其分解为正序、负序、零序三组三相对称相量之和。

例如：以a相（如电流）作基准相，则：三相相量与其对称分量之间关系：正序a相负序b相

零序c相

úúúûùêêêëéúúúûùêêêëé=úúúúûùêêêêëéCBAAAAIIIaaaaIII&&&&&&111113/122)0()2()1(2025/4/12简写为：S：对称分量变换矩阵运算子：

úúúûùêêêëé=-11111221aaaaS2025/4/13正序、负序、零序三组三相对称相量相位关系在逆时针旋转的前提下：正序：a(1)-=>b(1)-=〉c(1)-=>a(1)负序：a(2)-=>c(2)-=〉b(2)-=>a(2)零序：a(0)、b(0)、c(0)大小相等、方向相同

2025/4/147.1.2序阻抗的概念以静止三相元件为例（如三相导线）

A、B、C三相导线，自阻抗：ZAA、ZBB、ZCC

互阻抗：ZAB、ZBC、ZAC当导线上流过不对称电流时，导线各相压降：矩阵简记为：2025/4/15矩阵转换为对称分量形式：序阻抗矩阵：当线路参数完全对称时：则：úúúûùêêêëé+--=MSMSMSSCZZZZZZZ20000002025/4/16推出：正序阻抗负序阻抗零序阻抗结论：

1．电力系统三相参数对称线性电路中，各序对称分 量各自独立；

2．某序对称分量电流，只产生同序对称分量的压 降。

3．分析电力系统不对称运行时，只要各序单独分析 计算，而后叠加即为总的不对称结果。2025/4/177.1.3对称分量法在不对称短路计算中的应用

基本原理：将不对称故障点的变量转为正序、负序、零序对称分量，并以电源形式表示，然后分别用原电路的正序、负序、零序电路，按单相电路进行计算，再将计算结果合并即为非对称短路的计算结果。以下电路为例说明（一台发电机接于空载输电电路，发电机中性点经阻抗接地）：电力系统——

等值电路

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2025/4/110在正序、负序、零序电路中满足：实际的电力系统接线复杂，但是通过网络化简（如戴维南等值），也可得到相似的各序电压方程式：

2025/4/111上面方程为三个，未知数有6个，再加上故障点的条件（边界条件）也可以写出3个方程（如下），这样，6个未知数6个方程就可以解方程求解。（第八章中详细讲解）

比如：单相（A）接地故障：

2025/4/1127.2电力系统元件的各序等值电路7.2.1发电机的序等值

发电机正序等值负序等值零序等值

对于不同的发电机，其正序、负序、零序参数有不同的值，一般查表可以得知。

2025/4/1137.2.2架空线的序等值架空线的正序、负序等值电路及参数完全相同，并与第二章的架空线路等值一致；零序等值电路与第二章的架空线路等值电路一致，只是参数G、R与正序一致，而参数X、B与正序不同。一般而言，X、B数值常用实测的方法求得。

2025/4/1147.2.3综合负荷的序等值

电力系统的负荷主要是工业负荷，大多数工业负荷是异步电动机，所以综合负荷的特性和异步电动机的特性类似。综合负荷的正序等值常用恒定阻抗表示，其标幺值大约是：ZLD=0.8+j0.6也可用纯电抗近似表示：ZLD=j1.2基准为额定运行状态且功率因素为0.8综合负荷的负序参数一般取jx(2)=j0.35它是以综合负荷的视在功率和负荷接入点的平均额定电压为基准的标幺值。

综合负荷没有零序等值电路，因为异步电动机和多数负荷常接成三角或不接地的星形。2025/4/1157.2.4变压器的序等值

1、正序、负序等值：

变压器的正序、负序等值与第二章的变压器等值电路及参数完全相同。

2、零序等值

变压器的零序等值电路与第二章的变压器等值电路完全相同，参数上：RT、GT、XT和第二章的变压器等值参数完全相同，只是BT即励磁阻抗X0不同。

要点：①、零序励磁阻抗X0与铁心结构的关系②、变压器零序等值电路与外电路的连接③、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值 电路2025/4/116

①、励磁阻抗X0与铁心结构的关系三个单相变压器组成的一个三相变压器或是三相四柱式（五柱式）变压器：

每相的零序主磁通与正序主磁通一样有独立的铁心磁路，所以：Xm(0)=Xm(1)≈∞,可以忽略

三相三柱式变压器：

由于三相零序磁通大小相同、相位相同，所以每相都无法在铁心中形成回路，只能被迫由绝缘介质和外壳形成回路。磁阻极大，阻抗很小，Xm(0)≈0.3-1.0

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②、变压器零序等值电路与外电路的连接-原则

原则1：当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时，如能在该绕组上产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则，断开。（只有中性点接地的星形接法绕组YN才能与外电路接通）

原则2：当变压器某侧绕组有零序电势（由另一侧绕组的零序电流感生的）时，如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；否则，断开。（只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通，至于能否在外电路产生零序电流，要看外电路是否有零序电流通路）

原则3：在三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽不能作用到外电路，但能在三相绕组中形成环流，这时由于零序电势将被零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡，绕组两端电压为零，相当于变压器绕组短接。此时：在等值电路中，该侧绕组端点接零序等值中性点。2025/4/118

②、变压器零序等值电路与外电路的连接-开关电路

变压器绕组接法开关位置与外电路的连接

Y1断开YN2

接通

Δ3与励磁支路并联注：不管何种铁心的变压器，由于励磁电抗总比漏抗大的多，所以短路计算中，认为Xm(0)≈∞,可以忽略上述各点和开关电路完全适用于三绕组变压器2025/4/119

③、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路

当中性点经阻抗接地的YN

接法绕组通过零序电流时，中性点接地阻抗上将流过3倍零序电流（见7.1.3），因此，单相零序等值电路中，应将中性点阻抗增大3倍，并同它所接入的该侧绕组的漏抗相串联。如下三绕组示意图

注意，参数归算时，包括中性点接地阻抗，都是折算到同一电压级的折算值。2025/4/1207.3电力系统各序网络的制定

制定原则：根据不对称短路类型，求出故障点各序施加的电源电势，从故障点起，按各序电流流通情况，作出各序等值电路。有某序电流流通的元件，就有某序阻抗存在；否则，则不存在。

以下例说明（书中上册195页图7-30),见下页

课堂讲述：例7-4（书中上册197页）

作业：上册199页7-3要求：SB=30MVAVB=Vav200页7-5

2025/4/121以下例说明（书中上册195页图7-30)

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