电气工程基础 - 系统篇 石访 Email: shiang@sdu.edu.cn
上节回顾 : 对称分量法 不对称三相系统的对称分量合成 F 12 = S Fabc -1 F abc = S F12-1 S 1 1 1 2 a a 1 2 a a 1 F c1 12 12 F a1 12 F b2 12 F a2 F b F a F c F c F c F F c2 b F c1 Fa F a F b1 F c2 F b F a1 F a2 对称正序组 对称负序组 对称零序组 F b2 F b1 F F F a(1) b(1) c(1) 2 = a F = af a(1) a(1) F F F a( 2) = af b( 2) a( 2) 2 c( 2) = a Fa( 2) F a() = F b() = Fc() 电气工程基础 - 系统篇 F = F + F + F a 1 2 2 F = a F + af + F 2 b 1 2 F = af + a F + F 2 c 1 2
上节回顾 : 对称分量法 元件序阻抗 : 元件上施加某相序电压与其对应的相序电流 之比 正序阻抗负序阻抗零序阻抗 (1) =Δ 1 / 1 (2) =Δ 2 / 2 () =Δ / s - m (1) -1 Z sc = SZabcS = s - m = (2) s + 2m () Δ 12 = Zsc 12 (1) s m ( 2) s m - - + 2 ( ) s m ( ) (1) ( 2) 电气工程基础 - 系统篇
双绕组变压器 零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星形侧时, 无论另一侧绕组的接线方式如何, 变压器中都没有零序电流流通, 变压器的零序电抗等于无穷大 ; 零序电压施加在绕组联结成接地星形一侧时, 大小相等, 相位相同的零序电流将通过三相绕组经中性点流入大地, 构成回路, 在另一侧, 零序电流流通的情况则随该侧的接线方式而异 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 4
YNy(Y/Y) 联结 m U 3 n 3 n 变压器星形接地侧流过零序电流, 不接地星形侧各相绕组中将感应零序电动势 但由于不接地星形侧中性点不接地, 零序电流没有通路, 所以不接地星形侧没有零序电流, 变压器相当于空载 零序阻抗 : m 3n 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 5
YNyn(Y/Y) 联结 m U 3 n 3 n 变压器一次星形侧流过零序电流, 二次星形侧各绕组中将感应零序电动势, 二次星形侧的零序电流能否流通, 要看与二次星形侧相连的电路中是否还有接地中性点 如果有, 则二次绕组中将有零序电流流通, 如果没有, 则二次绕组中便没有零序电流流通 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 6
YNd(Y/ 三角形 ) 联结 三角形各相绕组中将感应零序电动势, 因零序电流三相大小相等 相位相同, 所以它只在三角形绕组中形成环流, 而流不到绕组以外的线路上去 m U 经接地电阻接地零序阻抗 3 n 3 n 3 m n 电气工程基础 m - 系统篇 217/3/31 7
零序参数记忆图 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 8
零序励磁阻抗与变压器的结构有很大关系 : 壳式变压器, 零序励磁电抗也相当于无穷大 ; 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 9
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三绕组变压器零序参数与等值电路 在三绕组变压器中, 为了消除三次谐波磁通的影响, 一般总有一个绕组是联结成三角形的, 以提供三次谐波电流的通路 因为三绕组变压器有一个绕组是三角形联结的, 在等值电路中可以忽略零序励磁阻抗 通常的联结方式为 YN y d (Y /Y/ 三角形 ) YN yn d (Y /Y/ 三角形 ) YN d d(y/ 三角形 / 三角形 ) 等 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 12
YN,y,d 联结 3 n U 3 n 变压器绕组 中没有零序电流通过 零序阻抗 3n 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 13
YN,yn,d 联结 U 3 n 3 n 变压器绕组 可通过零序电流, 绕组 中能否有零序电流取决于外电路有无接地点 如有接地点 ' n ' 3 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 14
YN,d,d 联结 U 3 n 3 n 绕组 都有零序电流 零序阻抗 3n 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 15
电力线路的零序阻抗 三相输电线路的零序阻抗, 是当三相线路流过零序电流, 即完全相同的三相交流电流时每相的等值阻抗 在三相架空输电线路零序电流以大地作为回路的情况下, 三相架空输电线可看作由三个 导线 - 大地 回路所组成 a b c 3 w g 3 w 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 16
电气工程基础 - 系统篇 217/3/31 17 每根导线 - 大地回路单位长度的自阻抗 三相导线之间的互阻抗可近似用下式表示 当三相零序电流流过三相输电线, 从大地流回时, 每相的等值零序阻抗为 即零序电抗较之正序电抗几乎大三倍 km / j.1445lg g g a s r D R R ρ D / 66 g km / j.1445lg m g g m D D R ) ( m s m m s 2 km / j.4335lg 3 j.1445lg 2 j.1445lg 2 3 2 m g g a m g g g g a m s D r D R R D D R r D R R 电力线路的零序阻抗
采用正序 负序 零序电压分量等值故障 电气工程基础 - 系统篇
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对称分量法在不对称短路计算中的应用 a a L E a G L E b c E c E a E b b b 等效 n E c a a b b c c c n E a G L Ea G L E b E b n E c a a b b c c 序分量 n E c a b a(1) b(1) c (1) a(2) b(2) c (2) c a() b() c () 电气工程基础 - 系统篇
对称分量法在不对称短路计算中的应用 Ea G L E b E c a b c n a(1) b(1) c (1) a(2) b(2) c (2) a() b() c () E a G(1) L (1) G(2) L (2) G() L () E b E c a(1) b(1) c (1) a(2) b(2) c (2) a() b() c () n a(1) b(1) c (1) n a(2) b(2) c (2) n a() b() c () 电气工程基础 - 系统篇
对称分量法在不对称短路计算中的应用 E a G(1) L (1) G(2) L (2) G() L () E b E c n a(1) b(1) c (1) a(1) b(1) c (1) n a(2) b(2) c (2) a(2) b(2) c (2) n a() b() c () a() b() c () G(1) L (1) a(1) G(2) L(2) a (2) G() L() a () E a a(1) a(2) 3 n a() (1) a(1) (2) a (2) () a() E eq a(1) a(2) a() a(1) Eeq Z (1) a(1) (2) Z (2) (2) a a a() Z() a() 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 各序网络 : 应用对称分量法分析不对称故障时, 必须先形成系统的各序网络, 包括元件各序参数及各序网络的建立 正序网络 : 正序电流通过的所有元件均包含在正序网络中 中性点接地阻抗 不计导纳支路的空载线路和不计励磁支路的空载变压器不包括在正序网络中所有同步发电机都是网络中的正序电源, 其电势为正序电势综合负荷一般用恒定电抗表示在故障点引入代替不对称条件的正序电压分量 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 负序网络 : 与正序网络相同, 将正序网络中的参数用负序参数代替, 但所有电源的负序电势为零 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 零序网络 : 由于发电机零序电势为零, 短路点的零序电势就成为零序电流的唯一来源 作零序网络可以从短路点开始, 观测在此电势作用下, 零序电流可能流通的途径 凡是有零序电流流通的元件均应列入零序网络中 从短路点出发, 只有当向着短路点一侧的变压器绕组为 Y 接法时才可能有零序电流流通, 而真正要使零序电流形成通路, 还取决于变压器另一侧的接法 对于另一侧绕组也是 Y 接法的, 零序电流可以通向外电路 ; 若另一侧为 Δ, 零序电流只能在绕组内形成环流而不能流向外电路 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 例题 : 注意 :T3 L3 空载, 不应计入正序网络, 中性点阻抗不计 正序网络 : 负序网络 : 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
正序 负序和零序网络 零序网络 : 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
4.3.3 不对称短路故障的分析计算 电力系统中发生不对称短路时, 只是在短路点出现系统结构的不对称, 而其它部分三相仍旧是对称的 根据对称分量法,a 相各序电压方程式为 U U U (1) (2) () U (2) () (1) (2) () (1) 上述方程式包含了六个未知量, 必须根据不对称短路的具体边界条件列出另外三个方程才能求解 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
电气工程基础 - 系统篇 4.3.3 不对称短路故障的分析计算 () ( 2) (1) () ( 2) (1) U 217/3/31 单相接地短路 ( 短路点直接接地 ) 边界条件 c b a U () (2) (1) () (2) (1) U U U 求解短路点的各序分量及故障相电流为 : () (2) 2 (1) () (2) (1) 2 () (2) (1) a a a a U U U Σ() Σ(2) Σ(1) 3 U a () () () (2) (2) (2) (1) (1) (1) U U U U
4.3.3 不对称短路故障的分析计算 故障点电压 U U U (1) (2) () U (2) () (1) Σ(2) Σ() Σ(1) U a U (1) U (2) U () 2 U b a U (1) au (2) U () 2 U au a U U c (1) (2) () (1) (1) (2) (2) () () c 217/3/31 U U (1) U U c (1) U (2) U () (1) (2) () 电气工程基础 - 系统篇 U (2) 单相接地短路的复合序网 U ()
U 4.3.3 不对称短路故障的分析计算 单相接地短路 ( 短路点经阻抗接地 ) 边界条件? a b c 求解 217/3/31 a (1) U a (1) U ( 2 ) (1) ( 2) () 1 3 U () 电气工程基础 - 系统篇 (1) 短路点的各序分量及故障相电流为 : U (2) () 3 a U U U U ( 2) (1) (2) () (1) Σ(1) U () Σ(2) 3U (2) () 3 (2) () (1) Σ() (1) 3
4.3.3 不对称短路故障的分析计算 故障点电压 U U (1) (1) Σ(1) ( (2) () 3 ) (1) U (2) (2) Σ(2) U () () Σ() U a 3 2 U b a U au U c (1) (1) (1) au 2 a U (2) (2) U U () () 单相接地短路 ( 经接地阻抗 ) 的复合序网 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇
Q&A Fundamentals o Power System Engineering Power System Analysis 217/3/31 电气工程基础 - 系统篇 35 217/3/31 35