電力系統(tǒng)分析孟祥萍PPT課件第10章

1、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析本章提示本章提示10.1 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法 10.2 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 10.3 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗 10.4 異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序電抗和零序電抗異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序電抗和零序電抗 10.5 變壓器的零序電抗變壓器的零序電抗 10.6 架空輸電線的零序阻抗架空輸電線的零序阻抗 10.7 電纜線路的零序阻抗電纜線路的零序阻抗 10.8 電力系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò) 小結(jié)小結(jié)電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析l對(duì)稱分量法；對(duì)稱分量法；l對(duì)稱分量法在電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析中的對(duì)稱分量法在電力系統(tǒng)不對(duì)稱

2、故障分析中的應(yīng)用；應(yīng)用；l發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗；發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗；l變壓器、輸電線及電纜的零序電抗；變壓器、輸電線及電纜的零序電抗；l電力系統(tǒng)序網(wǎng)絡(luò)的繪制方法。電力系統(tǒng)序網(wǎng)絡(luò)的繪制方法。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，在故障點(diǎn)處的三相阻當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，在故障點(diǎn)處的三相阻抗將不對(duì)稱；常用對(duì)稱分量法分析此類電路?？箤⒉粚?duì)稱；常用對(duì)稱分量法分析此類電路。 對(duì)稱分量法：對(duì)稱分量法： 就是將一組不對(duì)稱就是將一組不對(duì)稱的三相相量分解為三組的三相相量分解為三組對(duì)稱的三相相量，對(duì)稱的三相相量，或者或者將三組對(duì)稱的三相相量將三組對(duì)稱的三相相量合成為一組不

3、對(duì)稱的三合成為一組不對(duì)稱的三相相量的方法。相相量的方法。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 圖中相量圖中相量 、 、 幅值相等，相位彼此互幅值相等，相位彼此互差差 ，且，且a a超前超前b b，b b超前超前c c，稱為，稱為正序分量。正序分量。1201aF1bF1cF 圖中相量圖中相量 、 、 幅值和相位均相同，稱幅值和相位均相同，稱為為零序分量零序分量。 0aF0bF0cF 圖中相量圖中相量 、 、 幅值相等，相位關(guān)系與幅值相等，相位關(guān)系與正序相反，稱為正序相反，稱為負(fù)序分量。負(fù)序分量。2aF2bF2cF電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析021021021ccccbbbbaaaaFFFFFFFFFFFF（10

4、.1）aFbFcF 將三組對(duì)稱的各序?qū)⑷M對(duì)稱的各序相量進(jìn)行合成，相量進(jìn)行合成，得到得到一組不對(duì)稱的相量一組不對(duì)稱的相量電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析23212402jeaj式中：式中：將一組不對(duì)稱相量用將一組不對(duì)稱相量用a a相的各序分量表示相的各序分量表示： 0212211111aaacbaFFFaaaaFFF （10.310.3） spT TF FF F簡寫為：簡寫為：psF FT TF F1簡寫為簡寫為：其逆關(guān)系為其逆關(guān)系為 ：cbaaaaFFFaaaaFFF111113122021（10.410.4）2321120jeaj電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 對(duì)稱分量法的實(shí)質(zhì)是疊加原對(duì)稱分量法的實(shí)質(zhì)是

5、疊加原理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用理在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 只適用于線性系統(tǒng)的分析。只適用于線性系統(tǒng)的分析。 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，可以應(yīng)用對(duì)當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，可以應(yīng)用對(duì)稱分量法，將出現(xiàn)不對(duì)稱電流和電壓的原網(wǎng)稱分量法，將出現(xiàn)不對(duì)稱電流和電壓的原網(wǎng)絡(luò)分解為正、負(fù)、零序三個(gè)對(duì)稱序網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)分解為正、負(fù)、零序三個(gè)對(duì)稱序網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 對(duì)于三相對(duì)稱的元件，各序分量是獨(dú)立的，即各序?qū)τ谌鄬?duì)稱的元件，各序分量是獨(dú)立的，即各序電壓只與各序電流有關(guān)。電壓只與各序電流有關(guān)。 設(shè)輸電線路末端發(fā)生了不對(duì)稱短路：設(shè)輸電線路末端發(fā)生了不對(duì)稱短路：線路上流過三線路上流過三相不對(duì)稱的電相不對(duì)稱的電流，則

6、三相電流，則三相電壓降也是不對(duì)壓降也是不對(duì)稱的。稱的。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 應(yīng)用對(duì)稱分量法將故障處電壓分解為正序、負(fù)序、零序三應(yīng)用對(duì)稱分量法將故障處電壓分解為正序、負(fù)序、零序三組對(duì)稱分量。組對(duì)稱分量。 故障網(wǎng)絡(luò)分故障網(wǎng)絡(luò)分解為三個(gè)獨(dú)解為三個(gè)獨(dú)立的序網(wǎng)：立的序網(wǎng)： 正序網(wǎng)正序網(wǎng) 負(fù)序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng) 零序網(wǎng)零序網(wǎng)電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析正序網(wǎng)正序網(wǎng)：包含發(fā)電機(jī)的正序電源電勢(shì)和故障點(diǎn)正序電壓分量，：包含發(fā)電機(jī)的正序電源電勢(shì)和故障點(diǎn)正序電壓分量，網(wǎng)絡(luò)中通過正序電流，對(duì)應(yīng)的各元件阻抗皆為正序阻抗；網(wǎng)絡(luò)中通過正序電流，對(duì)應(yīng)的各元件阻抗皆為正序阻抗；負(fù)序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)：只有故障點(diǎn)電壓的負(fù)序電勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)中通過負(fù)序電流，

7、：只有故障點(diǎn)電壓的負(fù)序電勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)中通過負(fù)序電流，對(duì)應(yīng)的各元件阻抗為負(fù)序阻抗。對(duì)應(yīng)的各元件阻抗為負(fù)序阻抗。零序網(wǎng)零序網(wǎng)：只有故障點(diǎn)電壓的零序電勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)中通過零序電流，：只有故障點(diǎn)電壓的零序電勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)中通過零序電流，對(duì)應(yīng)的各元件阻抗為零序阻抗。對(duì)應(yīng)的各元件阻抗為零序阻抗。中性線電中性線電流為三倍流為三倍零序電流，零序電流，故在單相故在單相零序網(wǎng)中零序網(wǎng)中接入接入 的接的接地阻抗地阻抗nZ3電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析元件的元件的序阻抗序阻抗，即該元件通過某序電流時(shí)，產(chǎn)生，即該元件通過某序電流時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的序電壓與該序電流的比值。相應(yīng)的序電壓與該序電流的比值。靜止的元件，如線路、變壓器等，正序和負(fù)序阻靜

8、止的元件，如線路、變壓器等，正序和負(fù)序阻抗相等；抗相等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，各序電流會(huì)引起不同的電磁過程，對(duì)于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，各序電流會(huì)引起不同的電磁過程，三序阻抗總是不相等的。三序阻抗總是不相等的。列寫電壓平衡方程，并結(jié)合故障的性質(zhì)，解得故列寫電壓平衡方程，并結(jié)合故障的性質(zhì)，解得故障點(diǎn)處障點(diǎn)處a a相各電壓和電流的序分量，再根據(jù)對(duì)稱分相各電壓和電流的序分量，再根據(jù)對(duì)稱分量法合成得到各相電壓和電流。量法合成得到各相電壓和電流。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 同步發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在正序電動(dòng)勢(shì)的作用下，定子電流是三同步發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在正序電動(dòng)勢(shì)的作用下，定子電流是三相對(duì)稱的正序電流，相應(yīng)的電抗為正序電

9、抗，又稱同步電抗。相對(duì)稱的正序電流，相應(yīng)的電抗為正序電抗，又稱同步電抗。 當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生對(duì)稱三相短路時(shí)，其相應(yīng)的正序電抗為次暫態(tài)電抗。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生對(duì)稱三相短路時(shí)，其相應(yīng)的正序電抗為次暫態(tài)電抗。 當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，定子電流中包含有基頻分量和直流分當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，定子電流中包含有基頻分量和直流分量。其中的基頻交流分量不對(duì)稱，可以分解為正序、負(fù)序和零序分量。量。其中的基頻交流分量不對(duì)稱，可以分解為正序、負(fù)序和零序分量。 與正序分量電流相對(duì)應(yīng)的電抗為與正序分量電流相對(duì)應(yīng)的電抗為正序電抗正序電抗。 加在發(fā)電機(jī)端的負(fù)序電壓基頻分量與流入定子繞組的負(fù)序電流基頻加在發(fā)電機(jī)端的負(fù)序電壓基頻分量與

10、流入定子繞組的負(fù)序電流基頻分量的比值，作為計(jì)算短路時(shí)的發(fā)電機(jī)分量的比值，作為計(jì)算短路時(shí)的發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗負(fù)序電抗。 加在發(fā)電機(jī)端的零序電壓基頻分量與流入定子繞組的零序電流基頻加在發(fā)電機(jī)端的零序電壓基頻分量與流入定子繞組的零序電流基頻分量的比值，定義為發(fā)電機(jī)的分量的比值，定義為發(fā)電機(jī)的零序電抗零序電抗。 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析在工程計(jì)算中，同步發(fā)電機(jī)零序電抗的變化范圍為：在工程計(jì)算中，同步發(fā)電機(jī)零序電抗的變化范圍為： dxx ）6.015.0(0(10.5)(10.5)如果發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地，不能構(gòu)成零序電流的通路，此時(shí)如果發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地，不能構(gòu)成零序電流的通路，此時(shí)其零序電抗為無限大。其零

11、序電抗為無限大。同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗一般由制造廠提供，也可按下式估算：同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗一般由制造廠提供，也可按下式估算：無阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：無阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：dqdxxxx45.12（10.710.7）dqdxxxx ） 22.11 (22（10.610.6）汽輪發(fā)電機(jī)及有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：汽輪發(fā)電機(jī)及有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 負(fù)序阻抗：負(fù)序阻抗： （10.810.8） xx 2 零序電抗：零序電抗： 由于異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組通常接成三角形或不接由于異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組通常接成三角形或不接地的星形，無零序電流的通路，因而零序電抗數(shù)值為無地的星形，無零序

12、電流的通路，因而零序電抗數(shù)值為無限大。限大。 系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱故障，電動(dòng)機(jī)端的正序電壓下降，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱故障，電動(dòng)機(jī)端的正序電壓下降，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩減??；機(jī)端的負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅轉(zhuǎn)矩減?。粰C(jī)端的負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，轉(zhuǎn)差率接近于速下降，轉(zhuǎn)差率接近于1 1。因此，負(fù)序阻抗可以用轉(zhuǎn)子制。因此，負(fù)序阻抗可以用轉(zhuǎn)子制動(dòng)情況下的參數(shù)代替，即動(dòng)情況下的參數(shù)代替，即 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析10.5.1 10.5.1 雙繞組變壓器雙繞組變壓器 10.5.2 10.5.2 三繞組變壓器三繞組變壓器10.5.3 10.5.3 自耦變壓器自耦變壓器電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析正序

13、電抗：即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)變壓器的等值電抗。正序電抗：即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)變壓器的等值電抗。負(fù)序電抗：其值與正序電抗相等。負(fù)序電抗：其值與正序電抗相等。對(duì)于靜止元對(duì)于靜止元件，二者總件，二者總是相等的是相等的零序電抗：取決于變壓器三相繞組的接線方式零序電抗：取決于變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)。和變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)。 變壓器的正序、負(fù)序、零序等值電路具有變壓器的正序、負(fù)序、零序等值電路具有相同的形式。相同的形式。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 不計(jì)繞組電阻和鐵芯損耗，雙繞組變壓器的零序等值電路不計(jì)繞組電阻和鐵芯損耗，雙繞組變壓器的零序等值電路如圖如圖10.410.4。 其中其中 、 分別為兩側(cè)繞組漏抗，分

14、別為兩側(cè)繞組漏抗， 為零序勵(lì)磁電抗。為零序勵(lì)磁電抗。IxIIx0mx 零序電壓施加在變壓器繞組的三角形側(cè)或不接地星形側(cè)，零序電壓施加在變壓器繞組的三角形側(cè)或不接地星形側(cè)，變壓器中沒有零序電流通路，零序電抗：變壓器中沒有零序電流通路，零序電抗： 0 x電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析000IImIImx xxxxx 圖圖10.5 YN10.5 YN，d d接線變壓器零序等值電路接線變壓器零序等值電路 1. 接線變壓器接線變壓器,NY d 變壓器星形側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線構(gòu)變壓器星形側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線構(gòu)成通路，在三角形側(cè)各繞組中感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)，并在三成通路，在三角形側(cè)

15、各繞組中感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)，并在三角形聯(lián)結(jié)的環(huán)路中形成大小相等、方向相同的環(huán)流，相當(dāng)角形聯(lián)結(jié)的環(huán)路中形成大小相等、方向相同的環(huán)流，相當(dāng)于該側(cè)短接。故零序電抗為：于該側(cè)短接。故零序電抗為：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 圖圖10.6 YN10.6 YN，y y接線變壓器零序等值電路接線變壓器零序等值電路 2. 接線變壓器接線變壓器,NY y00mxxx 變壓器星形側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線構(gòu)變壓器星形側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線構(gòu)成通路，在另一側(cè)感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)，由于該側(cè)中性點(diǎn)不成通路，在另一側(cè)感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)，由于該側(cè)中性點(diǎn)不接地，零序電流沒有通路，變壓器相當(dāng)于空載。故相應(yīng)的接地

16、，零序電流沒有通路，變壓器相當(dāng)于空載。故相應(yīng)的零序電抗為：零序電抗為：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析3. 3. ， 接線變壓器接線變壓器NYnyxxxxxxxxIImIImI000)(其中：其中：x為外電路接地電抗。為外電路接地電抗。 如果二次側(cè)另外有一個(gè)接地點(diǎn)，則存在零序電流的通路，如果二次側(cè)另外有一個(gè)接地點(diǎn)，則存在零序電流的通路，此時(shí)零序電抗為：此時(shí)零序電抗為：,NYy 變壓器一次側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線變壓器一次側(cè)流過零序電流時(shí)，通過該側(cè)接地的中性線構(gòu)成通路，在另一側(cè)感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)。如果二次側(cè)除接地構(gòu)成通路，在另一側(cè)感應(yīng)出零序電動(dòng)勢(shì)。如果二次側(cè)除接地的中性點(diǎn)外，沒有其它接地點(diǎn)，

17、則不會(huì)有零序電流的通路，的中性點(diǎn)外，沒有其它接地點(diǎn)，則不會(huì)有零序電流的通路，此時(shí)零序電抗的計(jì)算與此時(shí)零序電抗的計(jì)算與 相同。相同。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 圖圖10.7 YN10.7 YN，ynyn接線變壓器零序等值電路接線變壓器零序等值電路 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 的數(shù)值主要決定于變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)。的數(shù)值主要決定于變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)。零序電抗與零序勵(lì)磁電抗有很大關(guān)系。零序電抗與零序勵(lì)磁電抗有很大關(guān)系。0mx 三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器，三相四柱式三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器，三相四柱式或（五柱式）變壓器以及鐵殼式變壓器或（五柱式）變壓器以及鐵殼式變壓器, ,可以近似可以近似認(rèn)為：認(rèn)為：

18、 ，勵(lì)磁支路可以近似看做開路。，勵(lì)磁支路可以近似看做開路。0mx 對(duì)于三相三柱式變壓器，磁通路徑磁阻大，零序?qū)τ谌嗳阶儔浩?，磁通路徑磁阻大，零序電抗較小，一般需經(jīng)試驗(yàn)方法求零序勵(lì)磁電抗。電抗較小，一般需經(jīng)試驗(yàn)方法求零序勵(lì)磁電抗。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析, ,NnYd y, ,NYd y1. 1. 接線變壓器接線變壓器, ,NY d yxxxxIII0 （10.1210.12） 每一種接線形式都包含每一種接線形式都包含三角形連接繞組，可以三角形連接繞組，可以忽略其零序勵(lì)磁電抗忽略其零序勵(lì)磁電抗0mx 常見的接線形式有常見的接線形式有 、 、 。, ,NYd D側(cè)三角形連接，相當(dāng)于繞組側(cè)三角

19、形連接，相當(dāng)于繞組短接。短接。側(cè)星形連接，相當(dāng)于空載。側(cè)星形連接，相當(dāng)于空載。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析2. 2. 接線變壓器接線變壓器, ,NnYd y, ,NYd y 如果如果側(cè)沒有另一接地點(diǎn)，變壓器的零序電抗與側(cè)沒有另一接地點(diǎn)，變壓器的零序電抗與 相相同。同。xxxxxxxxIIIIIIIIIII)(0 （10.1310.13） 如果如果側(cè)另有一對(duì)地電側(cè)另有一對(duì)地電抗為抗為x x的接地點(diǎn)，如圖的接地點(diǎn)，如圖10.810.8（b b）所示）所示, ,零序電零序電抗為：抗為：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析圖圖10.8 10.8 三繞組變壓器零序等值電路三繞組變壓器零序等值電路 3. 3. 接線變壓器

20、接線變壓器, ,NY d dIIIIIIIIIIIxxxxxx0 （10.1410.14）、 側(cè)三角形連接，相當(dāng)于繞側(cè)三角形連接，相當(dāng)于繞 組短接。組短接。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析自耦變壓器中兩個(gè)有直接電氣聯(lián)系的自耦繞組，自耦變壓器中兩個(gè)有直接電氣聯(lián)系的自耦繞組，一般用來聯(lián)系兩個(gè)直接接地系統(tǒng)。一般用來聯(lián)系兩個(gè)直接接地系統(tǒng)。兩個(gè)自耦繞組共用一個(gè)中性點(diǎn)和接地線，如果有兩個(gè)自耦繞組共用一個(gè)中性點(diǎn)和接地線，如果有第三繞組，一般接成三角形。第三繞組，一般接成三角形。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析1.1.中性點(diǎn)直接接地的中性點(diǎn)直接接地的 和和 接線自耦變壓器。接線自耦變壓器。 ,NYa, ,NYa d零序電抗的

21、求解與普通的變壓器相同。零序電抗的求解與普通的變壓器相同。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 (2) (2) 中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的 和和 接線自耦變壓器接線自耦變壓器aYN,daYN,當(dāng)自耦變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)，兩個(gè)繞組的零序電流當(dāng)自耦變壓器的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)，兩個(gè)繞組的零序電流要影響中性點(diǎn)電位，其值為要影響中性點(diǎn)電位，其值為)(30oIIInnIIxU電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 接線的自耦變壓器接線的自耦變壓器aYN,IIININIInInIIIIUUUUx0)( 折算到一次側(cè)的等值零序電抗折算到一次側(cè)的等值零序電抗 如果中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地，折算到一次側(cè)的零序等值電抗為如果中性點(diǎn)經(jīng)

22、電抗接地，折算到一次側(cè)的零序等值電抗為：2)1 (3IININnIIIUUxxIIIx電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的 自耦變壓器自耦變壓器daYN ,星形零序等值電路中折算至一次側(cè)的各電抗為：星形零序等值電路中折算至一次側(cè)的各電抗為：)1 (3)(21IININnIIIIIIIIIIIIIIUUxxxxxx)(3)(212IININIININnIIIIIIIIIIIIIIIIUUUUxxxxxx1()3()2INIIIIIIIIIIIIIIIIIInIINUxxxxxxU（10.1610.16）電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析xxxxxxxxIIIIIIIIIII)(0從

23、變壓器從變壓器I I側(cè)觀察到的零序等值電抗的有名值為：側(cè)觀察到的零序等值電抗的有名值為： （10.1710.17）圖圖10.10 10.10 中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器零序等值電路中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地的自耦變壓器零序等值電路電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析10.6.1 “導(dǎo)線大地導(dǎo)線大地”回路的自阻抗與互阻抗回路的自阻抗與互阻抗 10.6.2 單回路架空輸電線的零序阻抗單回路架空輸電線的零序阻抗 10.6.3 雙回路架空輸電線的零序阻抗雙回路架空輸電線的零序阻抗 10.6.4 有架空地線時(shí)輸電線的零序阻抗有架空地線時(shí)輸電線的零序阻抗 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 輸電線的正、負(fù)序阻抗及等值電路完全相同。輸電

24、線的正、負(fù)序阻抗及等值電路完全相同。 線路中流過零序電流時(shí)，必須經(jīng)大地構(gòu)成回路；線路中流過零序電流時(shí)，必須經(jīng)大地構(gòu)成回路；因此研究零序阻抗，必須考慮大地（架空地線）因此研究零序阻抗，必須考慮大地（架空地線）的影響。的影響。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析1. 1. “單導(dǎo)線大地單導(dǎo)線大地”回路回路0.050.1445lg()gsaDZRjkmr單導(dǎo)線大地回路單位長度的自阻抗為：單導(dǎo)線大地回路單位長度的自阻抗為： 圖圖10.11 10.11 “單導(dǎo)線單導(dǎo)線大地大地”回路回路 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析”2. 2. “雙導(dǎo)線大地雙導(dǎo)線大地”回路回路 圖圖10.12 10.12 “雙導(dǎo)線雙導(dǎo)線大地大地”回路回

25、路 abggmDDjRZlg1445.0（10.1910.19） 雙回路間單位長度的互阻抗為：雙回路間單位長度的互阻抗為：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析圖圖10.13 10.13 單回路架空輸電線路單回路架空輸電線路 02330.4335lg()gagmDZRRjkmD r 零序電抗為：電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 圖圖10.14 平行雙回線的零序電流通路平行雙回線的零序電流通路 兩平行回路間的互阻抗：兩平行回路間的互阻抗： 經(jīng)過完全換位后，第二回路對(duì)第一回路經(jīng)過完全換位后，第二回路對(duì)第一回路a a相的互阻抗為：相的互阻抗為：00.150.4335lg()()gZjD Dkm兩回路間的距兩回路間的距離愈

26、小，回路離愈小，回路間的互感抗愈間的互感抗愈大，使每回輸大，使每回輸電線的零序等電線的零序等值電抗愈大。值電抗愈大。D式中，式中， 稱為兩個(gè)回路之間的幾何均距。稱為兩個(gè)回路之間的幾何均距。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析由于架空地線中的零序電由于架空地線中的零序電流與輸電線的零序電流相反，流與輸電線的零序電流相反，相當(dāng)于導(dǎo)線旁邊的一個(gè)短路相當(dāng)于導(dǎo)線旁邊的一個(gè)短路線圈，其互感為去磁作用，線圈，其互感為去磁作用，減小了輸電線的等值零序阻減小了輸電線的等值零序阻抗?？?。因此，零序阻抗與架空地因此，零序阻抗與架空地線的材質(zhì)、架空地線與輸電線的材質(zhì)、架空地線與輸電線間的距離有關(guān)。線間的距離有關(guān)。對(duì)已建成的線路一

27、般都通對(duì)已建成的線路一般都通過實(shí)測(cè)確定其零序阻抗。過實(shí)測(cè)確定其零序阻抗。圖圖10.15 10.15 有架空地線的單回線路有架空地線的單回線路電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電纜線路的零序阻抗可能介于以下兩種情況之間：電纜線路的零序阻抗可能介于以下兩種情況之間：（1 1）鉛（鋁）包護(hù)層各處都有良好的接地，大地和護(hù)）鉛（鋁）包護(hù)層各處都有良好的接地，大地和護(hù)層中都有零序電流流通。在這種情況下，地中電流達(dá)層中都有零序電流流通。在這種情況下，地中電流達(dá)到最大值，而護(hù)層中電流達(dá)到最小值。護(hù)層中電流的到最大值，而護(hù)層中電流達(dá)到最小值。護(hù)層中電流的去磁作用最小，零序電抗達(dá)到最大值。去磁作用最小，零序電抗達(dá)到最大值。

28、 （2 2）鉛（鋁）包護(hù)層在各處都經(jīng)相當(dāng)大的阻抗接地，）鉛（鋁）包護(hù)層在各處都經(jīng)相當(dāng)大的阻抗接地，從而可以認(rèn)為零序電流只通過護(hù)層返回，零序電抗達(dá)到從而可以認(rèn)為零序電流只通過護(hù)層返回，零序電抗達(dá)到最小值。流過大地的電流最小值。流過大地的電流 。0gI電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電纜線路的零序阻抗一般也是通過實(shí)測(cè)確定。電纜線路的零序阻抗一般也是通過實(shí)測(cè)確定。在近似計(jì)算中可取在近似計(jì)算中可取表表10.1給出了工程計(jì)算中常用元件的各序電抗，可給出了工程計(jì)算中常用元件的各序電抗，可以在計(jì)算中選取。以在計(jì)算中選取。10106 . 45 . 3(10 xxrr），電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 表表10.1 10.1

29、 各類元件的電抗平均值各類元件的電抗平均值 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析接上頁接上頁電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析10.8.1 正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò) 10.8.2 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò) 10.8.3 零序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò) 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析首先在短路點(diǎn)首先在短路點(diǎn)f f加入短路點(diǎn)電壓的正序分量加入短路點(diǎn)電壓的正序分量1aU中性點(diǎn)阻抗不計(jì)入正序網(wǎng)絡(luò)。中性點(diǎn)阻抗不計(jì)入正序網(wǎng)絡(luò)。正序分量電流流經(jīng)的元件，用相應(yīng)的正序阻抗表示，正序分量電流流經(jīng)的元件，用相應(yīng)的正序阻抗表示，其中發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗其中發(fā)電機(jī)電抗用次暫態(tài)電抗 表示，發(fā)電機(jī)的電表示，發(fā)電機(jī)的電勢(shì)用次暫態(tài)電勢(shì)勢(shì)用次暫態(tài)電勢(shì) 表示。表示。dx E 電力系統(tǒng)分

30、析電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 在短路點(diǎn)在短路點(diǎn)f f處加入短路點(diǎn)電壓的負(fù)序分量處加入短路點(diǎn)電壓的負(fù)序分量 ，各元件的電抗，各元件的電抗用負(fù)序電抗表示。發(fā)電機(jī)沒有負(fù)序電勢(shì)，中性點(diǎn)阻抗不計(jì)入用負(fù)序電抗表示。發(fā)電機(jī)沒有負(fù)序電勢(shì)，中性點(diǎn)阻抗不計(jì)入負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。2aU電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析在短路點(diǎn)在短路點(diǎn)f f處加入短路電壓的零序分量處加入短路電壓的零序分量 。0aU流經(jīng)各元件的電抗均用零序電抗表示。流經(jīng)各元件的電抗均用零序電抗表示。發(fā)電機(jī)無零序電勢(shì)。發(fā)電機(jī)無零序電勢(shì)。發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)均無零序電流流過。發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)均無零序電流流過。中性點(diǎn)電抗中性點(diǎn)電抗 有三倍的零序電流通過。有三倍的零序電流通過。 在同一電壓等級(jí)的網(wǎng)在同一電壓等級(jí)的網(wǎng)路中，必須要有兩個(gè)路中，必須要有兩個(gè)接地點(diǎn)才能構(gòu)成零序接地點(diǎn)才能構(gòu)成零序電流的通路。電流的通路。電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 例例10.2 10.2 圖圖10.1710.17（a a）所示輸電系統(tǒng)，在）所示輸