天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院裴勝利電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析(暫態(tài)暫態(tài))1電力系統(tǒng)故障分析的主要內(nèi)容本部分內(nèi)容簡介介紹故障類型、產(chǎn)生原因及危害在電專業(yè)課中電力系統(tǒng)故障分析三相短路電流分析與計(jì)算無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路過渡過程分析三相短路的實(shí)用計(jì)算方法同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算對(duì)稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算復(fù)故障的分析與計(jì)算對(duì)稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對(duì)稱故障的分析與計(jì)算2一、短路的類型：大多數(shù)故障是短路故障短路是指：正常運(yùn)行情況以外的相與相或相與地之間的連接短路類型短路類型示意圖示意圖符號(hào)符號(hào)發(fā)生的機(jī)率發(fā)生的機(jī)率三相短路三相短路d(3)5%二相短路二相短路d(2)10%二相接地短路二相接地短路d(1,1)20%單相接地短路單相接地短路d(1)65%對(duì)稱不對(duì)稱第一節(jié) 概述第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識(shí)3二、產(chǎn)生的原因絕緣被破壞過電壓、雷擊絕緣老化、污染設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)，人為因素風(fēng)、雪、鳥、獸等三、產(chǎn)生的危害引起發(fā)熱：1020倍額定電流，達(dá)幾萬甚至幾十萬安引起電動(dòng)力效應(yīng)：傳導(dǎo)體變形甚至損壞機(jī)械穩(wěn)定性引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降落使穩(wěn)定性遭到破壞短路可能干擾通信系統(tǒng)三、措施限制短路電流（加電抗器）繼電保護(hù)快切結(jié)線方式設(shè)備選擇4567第二節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路過渡過程分析一、暫態(tài)過程分析無限大電源恒壓源（內(nèi)阻=0）短路不影響電源的U，f（Z=0，U=C，S=）實(shí)際內(nèi)阻短路回路總阻抗10%，即無限個(gè)有限源組成RLRLUaRLRLUbRLRLUcd(3)三相短路是對(duì)稱故障，可用一相分析8短路前UZZURLRLid短路后一階常系數(shù)線性微分方程idz周期分量（強(qiáng)制分量）Idf非周期分量（自由分量）9如何確定A（楞次定律）Idf非周期分量出現(xiàn)的物理原因是：電感中電流不能突變10短路全電流二、產(chǎn)生最大短路全電流的條件穩(wěn)態(tài)分量取決于短路后的電路暫態(tài)分量和短路時(shí)刻、短路前運(yùn)行狀態(tài)及回路阻抗有關(guān)要使短路全電流最大使暫態(tài)分量最大（無載，一相過零）短路前電路為空載：Im=0電壓“合閘相角”=0d=/2，純電感電路11三、短路沖擊電流ich和沖擊系數(shù)kchid的最大瞬時(shí)值短路沖擊電流ich 出現(xiàn)在t=T/2時(shí) kch與R，X的大小有關(guān)：R=0時(shí)，kch=2；L=0時(shí)，kch=11 kch 2發(fā)電機(jī)母線時(shí)kch=1.9，ich=2.7 Idz高壓電網(wǎng)時(shí)kch=1.8，ich=2.55 Idz ich用于校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動(dòng)力穩(wěn)定性12四、短路全電流最大有效值Ich 假設(shè)idf的數(shù)值在第一個(gè)周波內(nèi)是恒定不變的，t=T/2時(shí)值1 kch 2發(fā)電機(jī)母線時(shí)kch=1.9，Ich=1.62 Idz高壓電網(wǎng)時(shí)kch=1.8，Ich=1.52 Idz 不管求ich還是求Ich，只須求得Idz，而求Idz的關(guān)鍵是求由電源開始到短路點(diǎn)的總阻抗Zd13第三節(jié) 短路回路總阻抗求取一、計(jì)算短路電流的基本假設(shè)1、以電網(wǎng)的平均電壓取代元件的額定電壓同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓可能不一樣線路首端，升壓變壓器二次側(cè)高出10%線路末端，降壓變壓器一次側(cè)=UB發(fā)電機(jī)高出5%簡化計(jì)算同一電壓級(jí)中各元件的額定電壓相同，數(shù)值上=平均電壓，Upj=(1.1UB+UB)/2=1.05UB2、高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗,當(dāng)Rd Xd/3時(shí),忽略Rd14二、各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值電抗標(biāo)幺值計(jì)算在第二章中，將額定值下的標(biāo)幺值歸算到統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值在短路計(jì)算中，一般采用近似計(jì)算法，認(rèn)為額定電壓UN=平均電壓Upj，基準(zhǔn)電壓Uj=Upj1、同步發(fā)電機(jī)2、變壓器153、線路4、電抗器注意：沒讓UN=Uj是因?yàn)殡娍蛊饔袝r(shí)不按額定電壓使用16三、具有變壓器的多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立(近似法)1、發(fā)電機(jī)T1T2 x4x2x3x5T3 x6x1GU1U2U3U4x1*jx2*jx3*jx4*jx5*jx6*j采用平均電壓后簡化計(jì)算,無需考慮變壓器變比歸算取U4為基本級(jí)172、變壓器3、輸電線18四、短路回路總電抗標(biāo)幺值Xd計(jì)算1、繪制計(jì)算電路圖用單相節(jié)線圖表示計(jì)算電路圖標(biāo)明各元件額定參數(shù)各元件均按順序編號(hào)1234566.3KV37KV0.4/km15km27.5MVAUk%=7.5215MVA6KV400AXR%=4192、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定短路點(diǎn)按選擇電氣設(shè)備整定繼電保護(hù)高、低壓母線電氣設(shè)備接線端處運(yùn)行方式最大：選擇電氣設(shè)備最小：校驗(yàn)繼電保護(hù)并列運(yùn)行處理電源按最大容量處理單列運(yùn)行處理203、繪制等值電路圖對(duì)應(yīng)每一個(gè)短路點(diǎn)作出一個(gè)等值電路圖任一短路點(diǎn)對(duì)應(yīng)等值電路中，只要求表示該點(diǎn)短路時(shí)，短 路電流通過的元件電抗分子為順序號(hào)，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值214、等值電路圖歸并與簡化串聯(lián)并聯(lián) Y22利用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)稱性對(duì)稱性網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同電源一樣電抗參數(shù)相等短路電流流向一致例：d1，d2發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值2324第四節(jié) 無限大容量電源供電系統(tǒng)三相短路電流計(jì)算一、基本概念1.那種故障短路電流最大中性點(diǎn)接地：三相或單相中性點(diǎn)不接地：三相2.短路電流計(jì)算值次暫態(tài)短路電流：周期分量起始(t=0)的有效值用途：保護(hù)整定計(jì)算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量短路全電流的最大有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量三相短路沖擊電流用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流體的熱穩(wěn)定性Idf經(jīng)0.2s衰減完畢,在無限大容量,25二、有名制法適用于:1KV以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級(jí)少、接線簡單的高壓系統(tǒng) 短路點(diǎn)所在電壓級(jí)作為基本級(jí) 各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級(jí)，求出電源至短路點(diǎn)的總阻抗Z 計(jì)及電阻時(shí)不計(jì)電阻 計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路器的短路容量kch=1.8時(shí)，Ich=1.52 Idzkch=1.8時(shí)，ich=2.55 Idz26三、標(biāo)幺值法適用于:多電壓等級(jí)、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)取基準(zhǔn)值Sj，Upj 計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值 計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值 計(jì)算有名值27四、例題 如圖所示電路發(fā)生三相短路，試分別用有名制法和標(biāo)幺制法計(jì)算Idz、ich、Ich和Sd（Kch=1.8）解：有名制法：取10.5KV電壓級(jí)為基本級(jí)3115KV1X=02S=100km0.4/km220MVAUk%=10.510.5KVd(3)d(3)Upj=10.5KV等值電路28標(biāo)幺制法：取Sj=100MVA,Uj=Upjd(3)U*=1等值電路回路總阻抗周期分量有效值沖擊電流全電流最大有效值短路容量29回路總阻抗標(biāo)幺值周期分量有效值沖擊電流全電流最大有效值短路容量標(biāo)幺值有名值30第二章 電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算 由于多電源復(fù)雜系統(tǒng)中，不能將所有電源均視為無限大功率電源，精確計(jì)算出三相短路電流比較困難，故工程上采用一些簡化計(jì)算。發(fā)電機(jī)參數(shù)用次暫態(tài)參數(shù)表示忽略較小的負(fù)荷忽略線路對(duì)地電容和變壓器的勵(lì)磁支路變壓器的變比用平均電壓之比 短路電流的計(jì)算主要是求短路電流周期分量的起始值，即次暫態(tài)電流 計(jì)算方法主要有等值法疊加原理法運(yùn)算曲線法轉(zhuǎn)移阻抗法高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響31第一節(jié) 交流電流初始值計(jì)算一、簡單系統(tǒng) 計(jì)算等值法1)計(jì)算故障前正常運(yùn)行時(shí)的潮流分布。首先求得各發(fā)電機(jī)（包括短路點(diǎn)附近得大型電動(dòng)機(jī)）的端電壓和定子電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動(dòng)勢。進(jìn)一部簡化計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：2)以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡為用等值電動(dòng)勢和等值電抗表示的等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。32二、多電源系統(tǒng)系統(tǒng) 計(jì)算疊加原理法GM（a）j0.2j0.1j0.2k(b)j0.2j0.1j0.2k(c)j0.2j0.1j0.2k(d)圖(a)所示系統(tǒng)K 點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，可等值為圖(b)。利用疊加原理可將圖(b)分解為：正常運(yùn)行等值電路(c)故障分量等值電路(d)，分別求解可得最終結(jié)果。331)由正常運(yùn)行等值電路(c)，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的正常電壓和各支路的正常電流，如：利用疊加原理的解題步驟：2)由故障分量等值電路(d)，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)電壓變化量和各支路電流的變化量，如：3)將正常和故障分量相疊加，可得故障后各節(jié)點(diǎn)電壓和各支路電流，如：例題P72例32習(xí)題134第二節(jié) 應(yīng)用運(yùn)算曲線求任意時(shí)刻短路點(diǎn)的短路電流一、運(yùn)算曲線的制定 由于計(jì)算任意時(shí)刻的短路電流，涉及到不同時(shí)段的時(shí)間常數(shù)和電抗值及指數(shù)運(yùn)算，因此工程上一般采用運(yùn)算曲線來計(jì)算。發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：（注意：發(fā)電機(jī)額定值下的標(biāo)么值）改變XL的值，得到不同的I*(t),對(duì)于不同的時(shí)刻t，以計(jì)算電抗Xjs為橫坐標(biāo)，I*為縱坐標(biāo)，所得的點(diǎn)連成運(yùn)算曲線。不同的發(fā)電機(jī)參數(shù)不同,運(yùn)算曲線是不同的(見附錄C,P247)3536二、應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的方法1、計(jì)算步驟1)網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對(duì)短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗Xif。2)將各電源對(duì)短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗Xif歸算到各發(fā)電機(jī)額定參數(shù)下得計(jì)算電抗Xjsi。Xjsi XifSNi/SB3)查曲線，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值得各電源送至短路點(diǎn)電流得標(biāo)么值4)求得各電流得有名值之和，即為短路點(diǎn)得短路電流。372、計(jì)算的簡化把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機(jī)合并成等值機(jī)。一般將接在同一母線（非短路點(diǎn)）上的發(fā)電機(jī)合并。例題P80例3438第三節(jié) 轉(zhuǎn)移阻抗及其求法轉(zhuǎn)移阻抗Zif的定義：任一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化簡消去了除電源電勢和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，最后得到的各電源與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗。轉(zhuǎn)移阻抗Zif的物理意義：除Ei外，其余電動(dòng)勢均為零（短路接地），則Ei與此時(shí)f點(diǎn)電流之比值即為電源i與短路點(diǎn)f之間的轉(zhuǎn)移阻抗。1、網(wǎng)絡(luò)化簡法 消去了除電源電勢和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，最后得到的各電源與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗392、單位電流法對(duì)輻射形網(wǎng)絡(luò)，用該方法最好ba40第四節(jié) 計(jì)算機(jī)計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)短路電流交流分量初值的原理數(shù)學(xué)模型網(wǎng)絡(luò)的線性代數(shù)方程（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方程）一、等值網(wǎng)絡(luò)41二、用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算方法特征：形成計(jì)算量大修改麻煩滿陣存儲(chǔ)量大42在故障分量網(wǎng)絡(luò)中，只有故障點(diǎn)f有注入電流，故有：43三、用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算方法特征：稀疏陣形成容易修改方便44 用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算短路電流，實(shí)質(zhì)是計(jì)算與短路點(diǎn)f有關(guān)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f列元素：Zif(i=1,n)在短路點(diǎn)f注入單位電流，其余節(jié)電流均為零時(shí)各節(jié)點(diǎn)的電壓點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f列元素：Zif(i=1,n)為避免重復(fù)進(jìn)行消去運(yùn)算，一般不采用高斯消去法求解上式，而是應(yīng)用三角分解法或因子表法。f點(diǎn)45三角分解法求解節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程三角分解法求解節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：I IYUYUY Y為非奇異的對(duì)稱陣，按三角分解法：為非奇異的對(duì)稱陣，按三角分解法：Y YLDLLDLT TR RT TDRDRD D為對(duì)角陣；為對(duì)角陣；L L為單位下三角陣；為單位下三角陣；R R為單位上三角陣；且為單位上三角陣；且L LR RT T式中式中d d、l l和和r r為為D D、L L、和、和R R的相應(yīng)元素的相應(yīng)元素46節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納方程：YUYUI RI RT TDRUDRUI I 分解為三個(gè)方程：分解為三個(gè)方程：R RT TW WI I DX DXW WRURUX X由已知的節(jié)點(diǎn)電流向量由已知的節(jié)點(diǎn)電流向量I I求求W W，由，由W W求求X X，最后由，最后由X X求得求得U U。三次求解過程中由于系數(shù)矩陣為單位三角陣或?yàn)閷?duì)角陣，三次求解過程中由于系數(shù)矩陣為單位三角陣或?yàn)閷?duì)角陣，故計(jì)算工作量不大。故計(jì)算工作量不大。分兩步計(jì)算：分兩步計(jì)算：1、將、將Y分解，保存分解，保存R和和D2、通過三個(gè)方程由、通過三個(gè)方程由I計(jì)算計(jì)算U47輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣形成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y形成導(dǎo)納矩陣的形成導(dǎo)納矩陣的R和和D1選擇短路點(diǎn)選擇短路點(diǎn)f短路點(diǎn)短路點(diǎn)f注入單位電流時(shí)應(yīng)用注入單位電流時(shí)應(yīng)用R和和D1解各點(diǎn)電壓即解各點(diǎn)電壓即Z1f Znf求短路點(diǎn)電流求短路點(diǎn)電流：求各節(jié)點(diǎn)電壓求各節(jié)點(diǎn)電壓：求任一支路電流求任一支路電流：結(jié)束結(jié)束48四、短路點(diǎn)在線路上任意處的計(jì)算公式四、短路點(diǎn)在線路上任意處的計(jì)算公式j(luò)fklzjk(1-l)zjk增加一節(jié)點(diǎn)，矩陣增加一階增加一節(jié)點(diǎn)，矩陣增加一階Zfi（Zif）由由Zfi的定義：的定義：i點(diǎn)注入單位電流，其余節(jié)點(diǎn)注入均點(diǎn)注入單位電流，其余節(jié)點(diǎn)注入均為零時(shí)，為零時(shí)，f點(diǎn)對(duì)地電壓即為點(diǎn)對(duì)地電壓即為ZfiZff的定義：的定義：f點(diǎn)注入單位電流，點(diǎn)注入單位電流，f點(diǎn)對(duì)地電壓即為點(diǎn)對(duì)地電壓即為Zff49第三章第三章 對(duì)稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路對(duì)稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路 除三相短路外，其余故障都是不對(duì)稱故障，三相電除三相短路外，其余故障都是不對(duì)稱故障，三相電路變?yōu)椴粚?duì)稱電路，不能用簡單地用單相等值電路計(jì)算。引路變?yōu)椴粚?duì)稱電路，不能用簡單地用單相等值電路計(jì)算。引入入120對(duì)稱分量法，把不對(duì)稱的三相電路轉(zhuǎn)換為對(duì)稱電路，對(duì)稱分量法，把不對(duì)稱的三相電路轉(zhuǎn)換為對(duì)稱電路，可簡化不對(duì)稱故障的計(jì)算問題?？珊喕粚?duì)稱故障的計(jì)算問題。本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：對(duì)稱分量法（對(duì)稱分量法（120坐標(biāo)，線性系統(tǒng)中的疊加原理）坐標(biāo)，線性系統(tǒng)中的疊加原理）電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)電力系統(tǒng)的各序等值電路電力系統(tǒng)的各序等值電路50第一節(jié)第一節(jié) 對(duì)稱分量法（對(duì)稱分量法（120120坐標(biāo)系）坐標(biāo)系）在三相系統(tǒng)中，任意不對(duì)稱的三相量可分為對(duì)稱的三序分量在三相系統(tǒng)中，任意不對(duì)稱的三相量可分為對(duì)稱的三序分量51如果以如果以A A相為基準(zhǔn)相，各序分量有如下關(guān)系：相為基準(zhǔn)相，各序分量有如下關(guān)系：正序分量：正序分量：負(fù)序分量：負(fù)序分量：零序分量：零序分量：例題例題2 2：52一、三相對(duì)稱的元件，各序分量是獨(dú)立的一、三相對(duì)稱的元件，各序分量是獨(dú)立的第二節(jié)第二節(jié) 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析中的應(yīng)用對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析中的應(yīng)用證明：以三相對(duì)稱線路為例，每相自感為證明：以三相對(duì)稱線路為例，每相自感為ZsZs，相間互感為，相間互感為ZmZm，流，流過不對(duì)稱三相電流時(shí)，不對(duì)稱壓降為：過不對(duì)稱三相電流時(shí)，不對(duì)稱壓降為：各序分量是獨(dú)立的各序分量是獨(dú)立的,分序計(jì)算分序計(jì)算各序分量是對(duì)稱的各序分量是對(duì)稱的,分析一相分析一相53二、各序等值電路二、各序等值電路對(duì)如圖所示的簡單系統(tǒng)單相接地故障：對(duì)如圖所示的簡單系統(tǒng)單相接地故障：正序等值電路：正序等值電路：負(fù)序等值電路：負(fù)序等值電路：零序等值電路：零序等值電路：54三、如何計(jì)算不對(duì)稱故障序分量三、如何計(jì)算不對(duì)稱故障序分量六個(gè)序分量，三個(gè)等值電路，還需三個(gè)式子（邊界條件）六個(gè)序分量，三個(gè)等值電路，還需三個(gè)式子（邊界條件）聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。55第三節(jié)第三節(jié) 電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗1 1、不對(duì)稱短路時(shí)的高次諧波、不對(duì)稱短路時(shí)的高次諧波定子電流定子電流基波基波直流分量直流分量正序正序負(fù)序負(fù)序零序零序正序：與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，與三相短路時(shí)相同正序：與轉(zhuǎn)子相對(duì)靜止，與三相短路時(shí)相同負(fù)序：與轉(zhuǎn)子方向相反，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生奇次諧負(fù)序：與轉(zhuǎn)子方向相反，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生奇次諧波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生偶次諧波。波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生偶次諧波。零序：空間對(duì)稱，不形成合成磁場，不影響轉(zhuǎn)子繞組，只有漏磁場零序：空間對(duì)稱，不形成合成磁場，不影響轉(zhuǎn)子繞組，只有漏磁場直流分量：產(chǎn)生靜止的磁場，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生偶直流分量：產(chǎn)生靜止的磁場，與轉(zhuǎn)子繞組相互作用，在定子中產(chǎn)生偶次諧波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生奇次諧波，衰減到零。次諧波，在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生奇次諧波，衰減到零。注意：如交、直軸方向有相同的繞組，則定子、轉(zhuǎn)子中不會(huì)產(chǎn)生高次注意：如交、直軸方向有相同的繞組，則定子、轉(zhuǎn)子中不會(huì)產(chǎn)生高次諧波。諧波。562 2、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗定義：機(jī)端負(fù)序電壓基頻分量與流入的負(fù)序電流基頻分量的比值。定義：機(jī)端負(fù)序電壓基頻分量與流入的負(fù)序電流基頻分量的比值。不同狀態(tài)，值不同不同狀態(tài)，值不同不對(duì)稱狀態(tài)不對(duì)稱狀態(tài)負(fù)序電抗負(fù)序電抗不對(duì)稱狀態(tài)不對(duì)稱狀態(tài)負(fù)序電抗負(fù)序電抗繞組流過基頻負(fù)序繞組流過基頻負(fù)序正弦電流正弦電流兩相短路兩相短路端點(diǎn)施加基頻負(fù)序端點(diǎn)施加基頻負(fù)序正弦電壓正弦電壓單相接地短路單相接地短路不同形式的值差別不大，隨外電路電抗的值增大而減少不同形式的值差別不大，隨外電路電抗的值增大而減少實(shí)用計(jì)算中取實(shí)用計(jì)算中取3 3、同步發(fā)電機(jī)的零序電抗、同步發(fā)電機(jī)的零序電抗定子繞組的零序電流只產(chǎn)生定子繞組的漏磁通定子繞組的零序電流只產(chǎn)生定子繞組的漏磁通零序電抗的變化范圍為：零序電抗的變化范圍為：發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通常不接地，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通常不接地，57二、異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗二、異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗異步電機(jī)的負(fù)載與轉(zhuǎn)差率異步電機(jī)的負(fù)載與轉(zhuǎn)差率s s有關(guān)有關(guān)轉(zhuǎn)子對(duì)負(fù)序磁通的轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子對(duì)負(fù)序磁通的轉(zhuǎn)差率為2 2s s負(fù)序參數(shù)可以按的轉(zhuǎn)差率負(fù)序參數(shù)可以按的轉(zhuǎn)差率2 2s s確定確定轉(zhuǎn)差率小，曲線變化大，轉(zhuǎn)差率小，曲線變化大，轉(zhuǎn)差率到一定值后，曲線變化緩慢轉(zhuǎn)差率到一定值后，曲線變化緩慢用用s s1 1，即轉(zhuǎn)子制動(dòng)時(shí)的參數(shù)代替，即轉(zhuǎn)子制動(dòng)時(shí)的參數(shù)代替故障時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速故障時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，迅速下降，s s增大，接近于增大，接近于1 1。三相繞組一般接成三角形或不接地星形，三相繞組一般接成三角形或不接地星形，58三、變壓器的零序電抗和等值電路三、變壓器的零序電抗和等值電路靜止元件的正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)是相同的靜止元件的正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)是相同的零序參數(shù)與三相繞組的接線方式及變壓器的結(jié)構(gòu)有關(guān)零序參數(shù)與三相繞組的接線方式及變壓器的結(jié)構(gòu)有關(guān)接線方式接線方式為零序電流提供了通道，三角中環(huán)流為零序電流提供了通道，三角中環(huán)流無零序電流通道無零序電流通道中性點(diǎn)直接接地，構(gòu)成回路中性點(diǎn)直接接地，構(gòu)成回路中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，構(gòu)成回路中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地，構(gòu)成回路 與另一側(cè)接與另一側(cè)接線方式有關(guān)線方式有關(guān)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)三個(gè)單相：磁路獨(dú)立三個(gè)單相：磁路獨(dú)立三相五柱：零序經(jīng)無繞三相五柱：零序經(jīng)無繞 組的鐵芯返回，組的鐵芯返回，三相三柱：零序磁通經(jīng)返三相三柱：零序磁通經(jīng)返回，勵(lì)磁電抗小回，勵(lì)磁電抗小591 1、雙繞組變壓器的零序電抗、雙繞組變壓器的零序電抗60當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)有當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)有接地中性點(diǎn)時(shí)：接地中性點(diǎn)時(shí)：當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)無接地當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)無接地中性點(diǎn)時(shí)：同中性點(diǎn)時(shí)：同Y0/Y612 2、三繞組變壓器的零序電抗、三繞組變壓器的零序電抗為消三次諧波影響，總有一個(gè)繞組接成三角形。為消三次諧波影響，總有一個(gè)繞組接成三角形。通常的接線形式有：通常的接線形式有：623 3、自耦變壓器的零序電抗、自耦變壓器的零序電抗中性點(diǎn)接地，有電的直接聯(lián)系，接線形式有：中性點(diǎn)接地，有電的直接聯(lián)系，接線形式有：63中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地，因有電的聯(lián)系，比較麻煩中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地，因有電的聯(lián)系，比較麻煩64輸電線路為靜止元件，設(shè)自阻抗為輸電線路為靜止元件，設(shè)自阻抗為Zs，互阻抗為，互阻抗為Zm，則三序阻抗為，則三序阻抗為四、輸電線路的零序電抗和等值電路四、輸電線路的零序電抗和等值電路正、負(fù)序電流以三相線路互為正、負(fù)序電流以三相線路互為回路，零序以大地和架空地線回路，零序以大地和架空地線為回路為回路65Ra為導(dǎo)線電阻，為導(dǎo)線電阻，Rg為大地等值電阻約為為大地等值電阻約為0.051 1、單根導(dǎo)線、單根導(dǎo)線大地回路的自阻抗大地回路的自阻抗r為導(dǎo)線的等值半徑，為導(dǎo)線的等值半徑，Dg為等值深度，一般取為等值深度，一般取Dg1000m2 2、兩個(gè)、兩個(gè)“導(dǎo)線導(dǎo)線大地大地”回路間的互阻抗回路間的互阻抗abgDabDagDbgagb663 3、單回路架空線的零序阻抗、單回路架空線的零序阻抗三相不對(duì)稱排列，互感為：三相不對(duì)稱排列，互感為：經(jīng)完全換位后，互感接近相等為：經(jīng)完全換位后，互感接近相等為：DmDm為幾何均距：為幾何均距：每一相的零序阻抗為：每一相的零序阻抗為：DsDs為組合導(dǎo)線的等值半徑：為組合導(dǎo)線的等值半徑：674 4、雙回路架空線的零序阻抗、雙回路架空線的零序阻抗兩回路間任意兩相間的互阻抗為：兩回路間任意兩相間的互阻抗為：經(jīng)完全換位后，第二回對(duì)第一回某相的互阻抗接近相等為：經(jīng)完全換位后，第二回對(duì)第一回某相的互阻抗接近相等為：兩回路間的幾何均距兩回路間的幾何均距雙回路等值電路：雙回路等值電路：685 5、有架空地線的單回路架空線的零序阻抗、有架空地線的單回路架空線的零序阻抗架空地線的自阻抗為：架空地線的自阻抗為：三相導(dǎo)線與架空地線的互阻抗為：三相導(dǎo)線與架空地線的互阻抗為：等值電路：等值電路：地線去磁，零序阻抗減少地線去磁，零序阻抗減少架空線零序阻抗計(jì)算復(fù)雜，一般取一個(gè)比值架空線零序阻抗計(jì)算復(fù)雜，一般取一個(gè)比值69第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)的三序網(wǎng)電力系統(tǒng)的三序網(wǎng)1 1、正序網(wǎng)、正序網(wǎng)2 2、負(fù)序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)3 3、零序網(wǎng)、零序網(wǎng)正序電勢發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢正序電勢發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢正序阻抗元件對(duì)稱參數(shù)正序阻抗元件對(duì)稱參數(shù)無電源電動(dòng)勢無電源電動(dòng)勢正序回路與負(fù)序回路相同，但正序回路與負(fù)序回路相同，但旋轉(zhuǎn)元件的正、負(fù)序參數(shù)不同旋轉(zhuǎn)元件的正、負(fù)序參數(shù)不同無電源電動(dòng)勢無電源電動(dòng)勢零序網(wǎng)與正、負(fù)序網(wǎng)差異很大零序網(wǎng)與正、負(fù)序網(wǎng)差異很大某元件零序阻抗的有無，取決某元件零序阻抗的有無，取決與零序電流能否流過它與零序電流能否流過它零序電流如何流通和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)（變壓器接線及中性點(diǎn)接地方式）有關(guān)零序電流如何流通和網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)（變壓器接線及中性點(diǎn)接地方式）有關(guān)70如何得到零序網(wǎng)絡(luò)如何得到零序網(wǎng)絡(luò)71如何得到零序網(wǎng)絡(luò)如何得到零序網(wǎng)絡(luò)72第四章第四章 不對(duì)稱故障的分析計(jì)算不對(duì)稱故障的分析計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 各種不對(duì)稱短路故障處的電流和電壓各種不對(duì)稱短路故障處的電流和電壓六個(gè)序分量，三個(gè)等值電路，還需三個(gè)式子（邊界條件），根據(jù)故障六個(gè)序分量，三個(gè)等值電路，還需三個(gè)式子（邊界條件），根據(jù)故障類型，列出故障點(diǎn)的邊界條件（用序分量表示）類型，列出故障點(diǎn)的邊界條件（用序分量表示）聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。首先制定各序網(wǎng)絡(luò)首先制定各序網(wǎng)絡(luò)解析法解析法聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，得聯(lián)立求解上述六個(gè)方程，得復(fù)合序網(wǎng)法復(fù)合序網(wǎng)法由邊界條件將三序網(wǎng)連成復(fù)合網(wǎng)由邊界條件將三序網(wǎng)連成復(fù)合網(wǎng)7374一、單相接地短路（假設(shè)一、單相接地短路（假設(shè)a a相故障）相故障）K K(1)(1)邊界條件為邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為復(fù)合序網(wǎng)為:求得序分量為求得序分量為:經(jīng)電阻經(jīng)電阻Z Zf f接地時(shí)，各序網(wǎng)中串上接地時(shí)，各序網(wǎng)中串上Z Zf f即可即可:不計(jì)電阻時(shí)不計(jì)電阻時(shí)75二、兩相短路（假設(shè)二、兩相短路（假設(shè)bcbc相短路）相短路）K K(2)(2)邊界條件為邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為復(fù)合序網(wǎng)為:求得序分量為求得序分量為:經(jīng)電阻經(jīng)電阻Z Zf f短路時(shí)，各序網(wǎng)中串上短路時(shí)，各序網(wǎng)中串上Z Zf f/2/2即可即可:76三、兩相短路接地（假設(shè)三、兩相短路接地（假設(shè)bcbc相故障）相故障）K K(1,1)(1,1)邊界條件為邊界條件為:化成序網(wǎng)的邊界條件為化成序網(wǎng)的邊界條件為:復(fù)合序網(wǎng)為復(fù)合序網(wǎng)為:求得序分量為求得序分量為:經(jīng)電阻經(jīng)電阻Z Zf f接地時(shí)，零序網(wǎng)中串上接地時(shí)，零序網(wǎng)中串上3Z3Zf f即可即可:77四、用正序增廣網(wǎng)絡(luò)（正序等效定則）計(jì)算故障電流四、用正序增廣網(wǎng)絡(luò)（正序等效定則）計(jì)算故障電流故障相短路電流的值和正序分量有一定關(guān)系故障相短路電流的值和正序分量有一定關(guān)系,可用正序增廣網(wǎng)可用正序增廣網(wǎng),等值等值為正序網(wǎng)串一附加阻抗為正序網(wǎng)串一附加阻抗:各種短路時(shí)的各種短路時(shí)的Z Z和和M M的值的值短路類型短路類型Z M三相短路三相短