電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)(第七章)--126-華北電

1、North China Electric Power University電力工程系電力工程系Department of Electrical Engineering電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析（電磁暫態(tài)過程分析電磁暫態(tài)過程分析）（七）（七）任 建 文電力系統(tǒng)故障分析的主要內(nèi)容電力系統(tǒng)故障分析的主要內(nèi)容本部分內(nèi)容簡介本部分內(nèi)容簡介介紹故障類型、產(chǎn)生原因及危害介紹故障類型、產(chǎn)生原因及危害在電專業(yè)課中在電專業(yè)課中電力系統(tǒng)故障分析電力系統(tǒng)故障分析三相短路電流分析與計(jì)算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)算方法三

2、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)算電力系統(tǒng)三相短路的實(shí)用計(jì)算對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對稱故障的分析與計(jì)算不對稱故障的分析與計(jì)算復(fù)故障的分析與計(jì)算復(fù)故障的分析與計(jì)算對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路不對稱故障的分析與計(jì)算不對稱故障的分析與計(jì)算一、短路的類型：一、短路的類型：大多數(shù)故障是短路故障大多數(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是指：正常運(yùn)行情況以外的相與相或相與地之間的連接

3、短路類型短路類型示意圖示意圖符號符號發(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%對稱對稱不對稱不對稱第一節(jié) 概述第一章 電力系統(tǒng)故障分析的基本知識二、產(chǎn)生的原因二、產(chǎn)生的原因絕緣被破壞絕緣被破壞過電壓、雷擊過電壓、雷擊絕緣老化、污染絕緣老化、污染設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)，人為因素設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)不當(dāng)，人為因素風(fēng)、雪、鳥、獸等風(fēng)、雪、鳥、獸等三、產(chǎn)生的危害三、產(chǎn)生的危害引起發(fā)熱：引起發(fā)熱：1020倍額定電流，達(dá)幾萬甚至幾十萬安倍額定電流，達(dá)幾萬甚至幾十萬安引起電動力效應(yīng)：傳導(dǎo)體變形甚至損

4、壞引起電動力效應(yīng)：傳導(dǎo)體變形甚至損壞機(jī)械穩(wěn)定性機(jī)械穩(wěn)定性引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降落引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降落使穩(wěn)定性遭到破壞使穩(wěn)定性遭到破壞短路可能干擾通信系統(tǒng)短路可能干擾通信系統(tǒng)三、措施三、措施限制短路電流（加電抗器）限制短路電流（加電抗器）繼電保護(hù)快切繼電保護(hù)快切結(jié)線方式結(jié)線方式設(shè)備選擇設(shè)備選擇第二節(jié)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)過程分析一、暫態(tài)過程分析無限大電源無限大電源恒壓源（內(nèi)阻恒壓源（內(nèi)阻=0）短路不影響電源的短路不影響電源的U，f（Z=0，U=C，S=）實(shí)際內(nèi)阻實(shí)際內(nèi)阻短路回路總阻抗短路回路總阻抗10%，即無限個(gè)有限源組成，即

5、無限個(gè)有限源組成RLRLUaRLRLUbRLRLUcd(3)三相短路是對稱故三相短路是對稱故障，可用一相分析障，可用一相分析短路前短路前UZZURLRLid短路后短路后RR) LL(tg) LL() RR(UI)tsin(Ii)tsin(Uu122mmmm )tsin(UdtdiLRimdd 一階常系數(shù)線性微分方程一階常系數(shù)線性微分方程R/LTiiAe)t(sinIiadfdzT/ tddzmda idz周期分量（強(qiáng)制分量）周期分量（強(qiáng)制分量）Idf非周期分量（自由分量）非周期分量（自由分量）如何確定如何確定A（楞次定律）（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非周期分

6、量出現(xiàn)的物理原因是：電感中電流不能突變 A)sin(Ii0tsinIi0tddzm0m0 時(shí)時(shí)時(shí)時(shí) )sin(IsinIAttddzmm00 短路全電流短路全電流二、產(chǎn)生最大短路全電流的條件二、產(chǎn)生最大短路全電流的條件穩(wěn)態(tài)分量穩(wěn)態(tài)分量取決于短路后的電路取決于短路后的電路暫態(tài)分量暫態(tài)分量和短路時(shí)刻、短路前運(yùn)行狀態(tài)及回和短路時(shí)刻、短路前運(yùn)行狀態(tài)及回路阻抗有關(guān)路阻抗有關(guān)要使短路全電流最大要使短路全電流最大使暫態(tài)分量最大（無載，一相過零）使暫態(tài)分量最大（無載，一相過零）短路前電路為空載：短路前電路為空載：Im=00d90 電壓電壓“合閘相合閘相角角”=0d d=/2=/2，純電感電路，純電感電路三、短

7、路沖擊電流三、短路沖擊電流ich和沖擊系數(shù)和沖擊系數(shù)kchid的最大瞬時(shí)值的最大瞬時(shí)值短路沖擊電流短路沖擊電流ich 出現(xiàn)在出現(xiàn)在t=T/2時(shí)時(shí)dzchdzmTTdzmdzmchIkIeeIIiaa2)1 (01. 001. 0 kch與與R，X的大小有關(guān)：的大小有關(guān)：R=0時(shí)，時(shí)， kch=2； L=0時(shí)，時(shí)， kch=11 kch 2發(fā)電機(jī)母線時(shí)發(fā)電機(jī)母線時(shí)kch=1.9， ich =2.7 Idz高壓電網(wǎng)時(shí)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)體的電動力穩(wěn)定性用于校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動力穩(wěn)定性四、短路全電流最大有效值四、短路全電流最大

8、有效值Ich 假設(shè)假設(shè)idf的數(shù)值在第一個(gè)周波內(nèi)是恒定不變的，的數(shù)值在第一個(gè)周波內(nèi)是恒定不變的，t=T/2時(shí)值時(shí)值 T02dfdzT02dchdtiiT1dtiT1I1 kch 2發(fā)電機(jī)母線時(shí)發(fā)電機(jī)母線時(shí)kch=1.9， Ich =1.62 Idz高壓電網(wǎng)時(shí)高壓電網(wǎng)時(shí)kch=1.8， Ich =1.52 Idz 不管求不管求ich還是求還是求Ich，只須求得，只須求得Idz，而求，而求Idz的關(guān)鍵是求由電的關(guān)鍵是求由電源開始到短路點(diǎn)的總阻抗源開始到短路點(diǎn)的總阻抗Zd22201. 0212112122chdzchdzmTdzmdzmchkIkIeIIIa dpjd2d2ddZ3UIXRZ第三節(jié)第

9、三節(jié) 短路回路總阻抗求取短路回路總阻抗求取一、計(jì)算短路電流的基本假設(shè)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、以電網(wǎng)的平均電壓取代元件的額定電壓同一電壓級中各元件的額定電壓可能不一樣同一電壓級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)線路末端，降壓變壓器一次側(cè)=UB發(fā)電機(jī)高出發(fā)電機(jī)高出5%簡化計(jì)算簡化計(jì)算同一電壓級中各元件的額定電壓相同，同一電壓級中各元件的額定電壓相同，數(shù)值上數(shù)值上=平均電壓，平均電壓，Upj=(1.1UB+UB)/2=1.05UB2、高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗高壓電網(wǎng)只計(jì)及電抗,

10、,當(dāng)當(dāng)R Rdd X Xdd/3/3時(shí)時(shí), ,忽略忽略R Rdd%15X3UIdpjd計(jì)計(jì)算算誤誤差差不不超超過過故故 二、各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值電抗標(biāo)幺值計(jì)算二、各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值電抗標(biāo)幺值計(jì)算SSUUXUSZXUSZXNjjN2N*2jjjj*2NNNN*XXXX 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)為在短路計(jì)算中，一般采用近似計(jì)算法，認(rèn)為額定電壓額定電壓U UN N = =平均電壓平均電壓U Upjpj ，基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓U Uj j =U =UpjpjSSXXNjN*j* 1 1、

11、同步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)SSGNj N*d j*dXX 2 2、變壓器、變壓器SSUSSUTNjkTNjN*Tj*TkN*T100%XX100%X 100100100%XXUSUXI3UN*TT2NTNNTNk 3 3、線路、線路US2jj1j*LLxX 4 4、電抗器、電抗器USIUXX2jjNNRj*RRN*R3100%X100%X I3UXXUXI3XNNRRNRNR100%100% 注意：沒讓注意：沒讓U UN N=U=Uj j是是因?yàn)殡娍蛊饔袝r(shí)不按額定因?yàn)殡娍蛊饔袝r(shí)不按額定電壓使用電壓使用三、具有變壓器的多電壓級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立三、具有變壓器的多電壓級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值等值電路的建立(

12、 (近似法近似法) )1 1、發(fā)電機(jī)、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)算采用平均電壓后簡化計(jì)算, ,無需考慮變壓器變比歸算無需考慮變壓器變比歸算取取U U4 4為基本級為基本級SUGN21 N*d1xx 有有名名值值2342312GN21 N*d1UUUUUUSUxx 歸歸算算到到基基本本級級2 2、變壓器、變壓器SSUSUUUUUUSUUSGNj N*d24j2342312GN21 N*d24j1j*1xxxx 統(tǒng)統(tǒng)一一基基準(zhǔn)準(zhǔn)值值SSUSSUN3Tj3kj*63NTj2kj*42100%x：

13、T100%x：T2 同同理理3 3、輸電線、輸電線USUSUU23j524j2345j*5xxx： 段段SSUUSUUUUSUUxNTj1k24j23423NT221kj*2111100%100%：T USUSUUUU22j324j234233j*3xxx： 段段四、短路回路總電抗標(biāo)幺值四、短路回路總電抗標(biāo)幺值X Xd d計(jì)算計(jì)算1 1、繪制計(jì)算電路圖、繪制計(jì)算電路圖用單相節(jié)線圖表示用單相節(jié)線圖表示計(jì)算電路圖計(jì)算電路圖標(biāo)明各元件額定參數(shù)標(biāo)明各元件額定參數(shù)各元件均按順序編號各元件均按順序編號1234566.3KV37KV0.4/km15km27.5MVAUk%=7.5215MVA6KV400AX

14、R%=4125. 0 x N*d )3(1d)3(2d2 2、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定、短路計(jì)算點(diǎn)和系統(tǒng)運(yùn)行方式確定短路點(diǎn)按短路點(diǎn)按選擇電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備整定繼電保護(hù)整定繼電保護(hù)高、低壓母線高、低壓母線電氣設(shè)備接線端處電氣設(shè)備接線端處運(yùn)行方式運(yùn)行方式最大：選擇電氣設(shè)備最大：選擇電氣設(shè)備最?。盒ｒ?yàn)繼電保護(hù)最?。盒ｒ?yàn)繼電保護(hù)并列運(yùn)行處理并列運(yùn)行處理電源按最大容量處理電源按最大容量處理單列運(yùn)行處理單列運(yùn)行處理83.015100125.0 xSSXXGNj N*d*2*1 872.01004.03610043100%3.6USIUXX22jjNNR*3 15.71001005.7100%SSUX

15、XNTj2k*5*4 44.0100154.037USXX222j6*6 3 3、繪制等值電路圖、繪制等值電路圖對應(yīng)每一個(gè)短路點(diǎn)作出一個(gè)等值電路圖對應(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)對應(yīng)等值電路中，只要求表示該點(diǎn)短路時(shí)，短任一短路點(diǎn)對應(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路電流通過的元件電抗分子為順序號，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值分子為順序號，分母為該元件的電抗標(biāo)幺值83. 0183. 0283. 03d)3(1G1G283. 0183. 0244. 06d)3(2G1G214154 4、等值電路圖歸并與簡化、等值電路圖歸并與簡化串聯(lián)串聯(lián)XXi 并聯(lián)并聯(lián)XXi11

16、Y Yx12x23x13x1x2x3123XXXXXXXXXXXXXXXXXX132312231331323122312213231212131 XXXXXXXXXXXXXXXXXX231311313232233212112 利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性利用網(wǎng)絡(luò)的對稱性對稱性對稱性網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)相同電源一樣電源一樣電抗參數(shù)相等電抗參數(shù)相等短路電流流向一致短路電流流向一致)3(dd)3(例：例：d d1 1，d d2 2發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值發(fā)生短路時(shí)，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值83. 0183. 02872. 03d)3(1G1G2d)3(1872. 03415. 07G d)3

17、(1287. 18G d)3(14 . 19G d)3(283. 0183. 0215G1G21444. 06d)3(15 . 08415. 07G 44. 06第四節(jié)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、基本概念一、基本概念1.1. 那種故障短路電流最大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)接地：三相或單相中性點(diǎn)不接地：三相中性點(diǎn)不接地：三相2.2. 短路電流計(jì)算值短路電流計(jì)算值I 次暫態(tài)短路電流：周期分量起始次暫態(tài)短路電流：周期分量起始(t=0)(t=0)的有效值的有效值用途：保護(hù)整定計(jì)算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量用途：保護(hù)整定計(jì)

18、算及校驗(yàn)斷路器的額定斷流容量Ich短路全電流的最大有效值短路全電流的最大有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和斷路器的額定斷流量ich三相短路沖擊電流三相短路沖擊電流用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定I 三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流體的熱穩(wěn)定性用途：校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流體的熱穩(wěn)定性I Idfdf經(jīng)經(jīng)0.2s0.2s衰減完畢衰減完畢, ,II2 . 0IIIIdz2 . 0 在無限大容量在無限大容量, ,二、有名制法二、有名制法適用于適用于: : 1KV1KV以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級少、接線簡單的高

19、壓系統(tǒng)以下的低壓系統(tǒng)和電壓等級少、接線簡單的高壓系統(tǒng) 短路點(diǎn)所在電壓級作為基本級短路點(diǎn)所在電壓級作為基本級 各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級，求出各元件的阻抗用變壓器的近似變比歸算到基本級，求出電源至短路點(diǎn)的總阻抗電源至短路點(diǎn)的總阻抗Z Z 計(jì)及電阻時(shí)計(jì)及電阻時(shí)223ddpjdXRUI不計(jì)電阻不計(jì)電阻dpjdXUI3 計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路器的短路容量計(jì)算沖擊電流、最大有效值、斷路器的短路容量dzchchIki22121chdzchkIIkch=1.8時(shí)，時(shí)， Ich =1.52 Idzkch=1.8時(shí)，時(shí)， ich =2.55 IdzdzpjdIUS3三、標(biāo)幺值法三、標(biāo)幺值

20、法適用于適用于: : 多電壓等級、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)多電壓等級、接線復(fù)雜的高壓系統(tǒng)取基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)值S Sj j，U Upjpj 計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值計(jì)算短路電流周期分量標(biāo)幺值*133djdjpjjjdpjjdzdXZXUUZUXUIIIpjjjUSI3 計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值計(jì)算三相短路容量的標(biāo)幺值*133dzdzjdzjjdzpjjddXIIIIUIUSSS 計(jì)算有名值計(jì)算有名值*djddjdXSSXII四、例題四、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)算制法計(jì)算I Idzdz、i ichch、I Ichch和和S

21、 Sd d（K Kchch=1.8=1.8）解：解：有名制法：取有名制法：取10.5KV10.5KV電壓級為基本級電壓級為基本級3115KV1X=02S=100km0.4/km220MVAUk%=10.510.5KVd(3)334.01155.1040404.0100211XX579.0205.101005.10100%2232TNNkSUUXX334. 01579. 02579. 03d(3)Upj=10.5KV等值電路等值電路標(biāo)幺制法：取標(biāo)幺制法：取S Sj j=100MVA,U=100MVA,Uj j=U=Upjpj303.01151001004.0221*1jjUSXX525.0201

22、001005.10100%*3*2TNjkSSUXX303. 01525. 02525. 03d(3)U*=1等值電路等值電路回路總阻抗回路總阻抗 623. 0289. 0334. 02/21XXXd周期分量有效值周期分量有效值KAXUIdpjd73.9623.035 .103沖擊電流沖擊電流KAIidch81.2473. 955. 255. 2全電流最大有效值全電流最大有效值KAIIdch79.1473. 952. 152. 1MVAIUSdzpjd9 .17673. 95 .1033短路容量短路容量回路總阻抗標(biāo)幺值回路總阻抗標(biāo)幺值566. 02/525. 0303. 02/*2*1*XXX

23、d周期分量有效值周期分量有效值767. 1566. 011*ddXI沖擊電流沖擊電流KAIidch79.2472. 955. 255. 2全電流最大有效值全電流最大有效值KAIIdch77.1472. 952. 152. 1MVASISjdzd7 .176100767. 1*短路容量短路容量標(biāo)幺值標(biāo)幺值有名值有名值KAIIIjdd72. 95 .103100767. 1*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，故工程大功率電源，精確計(jì)算出三相短路電流比較困難，故工

24、程上采用一些簡化計(jì)算。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)荷忽略較小的負(fù)荷忽略線路對地電容和變壓器的勵磁支路忽略線路對地電容和變壓器的勵磁支路變壓器的變比用平均電壓之比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，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)電流即次暫態(tài)電流 I 計(jì)算方法主要有計(jì)算方法主要有等值法等值法疊加原理法疊加原理法運(yùn)算曲線法運(yùn)算曲線法轉(zhuǎn)移阻抗法轉(zhuǎn)移阻抗法高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響高壓電網(wǎng)忽略電阻的影響第一節(jié) 交流電流初始值計(jì)算一、簡單系統(tǒng)一、簡單系統(tǒng) 計(jì)算計(jì)算等值法等值法I 1)1)計(jì)

25、算故障前正常運(yùn)行時(shí)的潮流分布。首先求得各發(fā)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)附近得大型電動機(jī)）的端電壓和定子電機(jī)（包括短路點(diǎn)附近得大型電動機(jī)）的端電壓和定子電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動勢。電流，然后計(jì)算它們的次暫態(tài)電動勢。XIUEj對對于于發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)XIUEj對對于于電電動動機(jī)機(jī)進(jìn)一部簡化計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：進(jìn)一部簡化計(jì)算時(shí)可認(rèn)為：1E2)2)以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡為用等值電動勢和等以短路點(diǎn)為中心，將網(wǎng)絡(luò)化簡為用等值電動勢和等值電抗表示的等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。值電抗表示的等值電路，由此求出起始暫態(tài)電流。E/jX/K）（3I/XEIj/二、多電源系統(tǒng)系統(tǒng)二、

26、多電源系統(tǒng)系統(tǒng) 計(jì)算計(jì)算疊加原理法疊加原理法I GMK）（3（a）EG/EM/Uk）（0Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(b)(b)EG/EM/Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(c)(c)IG)0(IM)0(Uk）（0j0.2j0.1j0.2k(d)(d)IG/IM/ 圖圖(a)所示系統(tǒng)所示系統(tǒng)K 點(diǎn)發(fā)生短點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，可等路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，可等值為圖值為圖(b)。利用。利用疊加原理可將疊加原理可將圖圖(b)分解為：正常運(yùn)行等值電分解為：正常運(yùn)行等值電路路(c) 故障分量等值電路故障分量等值電路(d)，分別求解可得最終結(jié)果。，分別求解可得最終結(jié)果。1)由正常運(yùn)行等值

27、電路由正常運(yùn)行等值電路(c) ，求出網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的正常，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：電壓和各支路的正常電流，如：利用疊加原理的解題步驟：利用疊加原理的解題步驟：IIUMGk)0()0()0(、2)由故障分量等值電路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，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：化量和各支路電流的變化量，如：IIUUMGkk/)0(、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：各支路電流，如：IIIIIIIIUUMMMGGGKKkk/)0(/)0(/)0(0；例題例題

28、P72例例32習(xí)題習(xí)題1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。計(jì)算。/qETjXK）（3*ILjX/djX發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：發(fā)電機(jī)計(jì)算電抗：/jsdTLXXXX（注意：發(fā)電機(jī)額定值下的標(biāo)么值）（注意：發(fā)電機(jī)額定值下的標(biāo)么值） 改變改變X XL L的值，得到不同的的值，得到不同的I I* *(t),(t),對于不同的時(shí)刻對于不同的時(shí)刻t t，以計(jì)，以

29、計(jì)算電抗算電抗X Xjsjs為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，I I* *為縱坐標(biāo)，所得的點(diǎn)連成運(yùn)算曲線。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)不同不同的發(fā)電機(jī)參數(shù)不同, ,運(yùn)算曲線是不同的運(yùn)算曲線是不同的( (見附錄見附錄C,P247)C,P247)二、應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的方法二、應(yīng)用運(yùn)算曲線計(jì)算短路電流的方法1 1、計(jì)算步驟、計(jì)算步驟1)1) 網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗網(wǎng)絡(luò)化簡，得到各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗X Xifif。2)2) 將各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗將各電源對短路點(diǎn)得轉(zhuǎn)移阻抗X Xifif歸算到各發(fā)電機(jī)額歸算到各發(fā)電機(jī)額定參數(shù)下得計(jì)算電抗定參數(shù)下得計(jì)算電抗X Xjs

30、ijsi。 X Xjsijsi X XififS SNiNi/S/SB B3)3) 查曲線，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值得各電源查曲線，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)么值送至短路點(diǎn)電流得標(biāo)么值4)4) 求得各電流得有名值之和，即為短路點(diǎn)得短路電流。求得各電流得有名值之和，即為短路點(diǎn)得短路電流。2 2、計(jì)算的簡化、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)。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。一般將接在同一母線（非短路點(diǎn)）上的發(fā)電機(jī)合并。例題例題P80例例34第三節(jié) 轉(zhuǎn)移阻抗及其求法轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗Z

31、 Zifif的定義：的定義：任一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化簡消去了除任一復(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。與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗。1212.ifffifEEEIZZZ轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗Z Zifif的物理意義：的物理意義：除除E Ei i外，其余電動勢均為零（短路外，其余電動勢均為零（短路接地），則接地），則E Ei i與此時(shí)與此時(shí)f f點(diǎn)電流之比值即為電源點(diǎn)電流之比值即為電源i i與短路點(diǎn)與短路點(diǎn)f f之之間的轉(zhuǎn)移阻抗。間的轉(zhuǎn)移阻抗。1 1、網(wǎng)絡(luò)化簡法、

32、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2 2、單位電流法、單位電流法對輻射形網(wǎng)絡(luò)，用該方法最好對輻射形網(wǎng)絡(luò)，用該方法最好K）（3x1x5x2x3x4E1E2E3x1x5x2x3x4EfI1I2I4I3IfbaIIIxxxUIxxIUbb2142122111；IIIxUIxIUUfaba433344；xIUEfaa5EIExfff11IExff22IExff33第四節(jié)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計(jì)算機(jī)計(jì)算復(fù)雜

33、系統(tǒng)短路電流交流分量初值的原理數(shù)學(xué)模型數(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）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)一、等值網(wǎng)絡(luò)二、用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算方法二、用節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的計(jì)算方法抗抗節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)看看進(jìn)進(jìn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)的的等等值值阻阻）從從，（自自阻阻抗抗i0ijIIUZ：jiiiiIIIIUUUUnjinji1nnnjnin1jnjjjij1inijiii11n1j1i111ZZZZZZZZZZZZZZZZ節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)引引起起的的電電壓壓節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)電電流流在在），（互互阻阻抗抗ji0ijIIUZZ：jijjiij特征：特征：形成計(jì)算量大形成計(jì)算量大修改麻煩修改麻煩滿陣存儲量大滿陣存儲量大在故障

34、分量網(wǎng)絡(luò)中，只有故障點(diǎn)在故障分量網(wǎng)絡(luò)中，只有故障點(diǎn)f f有注入電流有注入電流 ，故有：，故有：ZIUZIUff0fffff短短路路點(diǎn)點(diǎn)電電壓壓故故障障分分量量為為：）（IIffZZZ00ZZZZZZZZZUUUnfff1fnnnfn1fnfff11n1f11nf1IfZZ1ZZUIffffff0ff短短路路點(diǎn)點(diǎn)電電流流為為：ZZ1ZZUIffffff0ff短短路路點(diǎn)點(diǎn)電電流流為為：IZ1IZUUUUifif0ii0iiff：短短路路后后的的節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)電電壓壓為為三、用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算方法三、用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的計(jì)算方法和和節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)相相連連的的支支路路導(dǎo)導(dǎo)納納之之），（自自導(dǎo)導(dǎo)納納i0UYijUI：

35、jiiiiUUUUIIIInjinji1nnnjnin1jnjjjij1inijiii11n1j1i111YYYYYYYYYYYYYYYY節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)間間支支路路導(dǎo)導(dǎo)納納的的負(fù)負(fù)值值，），（互互導(dǎo)導(dǎo)納納ji0UYYjjijijUI：jii特征：特征：稀疏陣稀疏陣形成容易形成容易修改方便修改方便 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)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 f有關(guān)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第有關(guān)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f f列元素：列元素：Z Zifif(i=1,n)(i=1,n) 在短路點(diǎn)在短路點(diǎn)f f注入單位電流，其余節(jié)電流均為零時(shí)各節(jié)點(diǎn)的注入單位電流，其余節(jié)電流均為零時(shí)各

36、節(jié)點(diǎn)的電壓點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第電壓點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的第f f列元素：列元素：Z Zifif(i=1,n)(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。式，而是應(yīng)用三角分解法或因子表法。010UUUYYYYYYYYYnf1nnnfn1fnfff11n1f11f點(diǎn)點(diǎn)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為非奇異的對稱陣，按三角分解法：為非奇異的對稱陣，按三角分解法：Y YLDLLDLT TR RT TDRDRD D為對角陣；為對角陣；

37、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) 1, 2 , 1;, 3 , 2(1), 1; 1, 2 , 1(1), 2 , 1(1111112112ijnidllYdlnijnidrrYdrnidrYdlYdikkkjkikijjjijikkkkjkiijiiijikkkikiiikkkikiiii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 WRUR

38、UX 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顷嚾吻蠼膺^程中由于系數(shù)矩陣為單位三角陣或?yàn)閷顷嚕视?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Udrdrrdnniniini1111111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)

39、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 ： ZZZZUIffffffff/ 1/0求各節(jié)點(diǎn)電壓求各節(jié)點(diǎn)電壓 ： IZIZUUUUfiffifiiii100求任一支路電流求任一支路電流 ： ZUUZUUIijjiijjiij/結(jié)束結(jié)束四、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)對地電壓即為點(diǎn)對地電壓即為ZfiZlZllzzZZZlzIUUZkijijkj

40、kkijijijkjkjFfi)1 (Zff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)對地電壓即為點(diǎn)對地電壓即為Zff1)1(1)1(zlZZlzZZzlUUlzUUjkkfffjkjfffjkkfjkjfzllZllZlZlZjkjkkkjjff)1 ()1 (2)1 (22不對稱故障的分析與計(jì)算不對稱故障的分析與計(jì)算1 1、什么是對稱分量法？、什么是對稱分量法？2 2、為什么要引入對稱分量法？、為什么要引入對稱分量法？分析過程是什么？分析過程是什么？1 1、各元件的序參數(shù)是怎樣的？、各元件的序參數(shù)是怎樣的？2 2、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？如何利用對

41、稱分量法對簡單如何利用對稱分量法對簡單不對稱故障進(jìn)行分析與計(jì)算？不對稱故障進(jìn)行分析與計(jì)算？第三章第三章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路對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，其余故障都是不對稱故障，三相電除三相短路外，其余故障都是不對稱故障，三相電路變?yōu)椴粚ΨQ電路，不能用簡單地用單相等值電路計(jì)算。引路變?yōu)椴粚ΨQ電路，不能用簡單地用單相等值電路計(jì)算。引入入120對稱分量法，把不對稱的三相電路轉(zhuǎn)換為對稱電路，對稱分量法，把不對稱的三相電路轉(zhuǎn)換為對稱電路，可簡化不對稱故障的計(jì)算問題?？珊喕粚ΨQ故障的計(jì)算問題。本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：對稱分量法（對稱分量法（12

42、0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)的各序等值電路第一節(jié)第一節(jié) 對稱分量法（對稱分量法（120120坐標(biāo)系）坐標(biāo)系）在三相系統(tǒng)中，任意不對稱的三相量可分為對稱的三序分量在三相系統(tǒng)中，任意不對稱的三相量可分為對稱的三序分量 FFFFaaaa021 FFFFbbbb021 FFFFcccc021正序分量正序分量零序分量零序分量負(fù)序分量負(fù)序分量合成合成1; 01;2321;2321322402120jejejj正序分量：正序分量：三相量大小相等，互差三相量大小相等，互差1201200 0，且與系統(tǒng)

43、正常運(yùn)行，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相同。相序相同。負(fù)序分量：負(fù)序分量：三相量大小相等，互差三相量大小相等，互差1201200 0，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相反。相序相反。零序分量：零序分量：三相量大小相等，相位一致。三相量大小相等，相位一致。)0()0()0()2(2)2()2()2()1()1()1(2)1(,acbacabacabFFFFaFFaFFaFFaF120jea 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1201200 0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： FFFFFFaaacba0212211111 FFFFFFcbaaaa111113122

44、0211111122120TFTFabc11111312211120TFTFabc例題例題2 2：三相量用三序量表示三相量用三序量表示三序量用三相量表示三序量用三相量表示)0()2(2)1()0()2()1()0()2()1(2)0()2()1()0()2()1(aaaccccaaabbbbaaaaFFaFaFFFFFFaFaFFFFFFFF一、三相對稱的元件，各序分量是獨(dú)立的一、三相對稱的元件，各序分量是獨(dú)立的第二節(jié)第二節(jié) 對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用證明：以三相對稱線路為例，每相自感為證明：以三相對稱線路為例，每相自感為ZsZs，相間互感為，相間互感

45、為ZmZm，流，流過不對稱三相電流時(shí)，不對稱壓降為：過不對稱三相電流時(shí)，不對稱壓降為：cbaccbcacbcbbabacabaacbaIII ZZZZZZZZZVVVIZVabcabcabcITZVTabc120120IZITZTVabc1201201201120TZTZabc2011序阻抗矩陣序阻抗矩陣ZZZZZZZZZZTZmsmsmsabcT)0()2()1(11200000002000000IZIZZVaamsa)1()1()1()1()(IZIZZVaamsa)2()2()2()2()(IZIZZVaamsa)0()0()0()0()2(各序分量是獨(dú)立的各序分量是獨(dú)立的, ,分序計(jì)算

46、分序計(jì)算各序分量是對稱的各序分量是對稱的, ,分析一相分析一相mcabcabsccbbaazzzzzzzz當(dāng)元件參數(shù)完全對稱時(shí)當(dāng)元件參數(shù)完全對稱時(shí)IZITZTVabc1201201201120結(jié)論結(jié)論輸電線路輸電線路: :ZZZZ)1()0()2()1(二、各序等值電路二、各序等值電路對如圖所示的簡單系統(tǒng)單相接地故障：對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：D）（ 1EaZ)1(Ia) 1 (Ua) 1 (Z)2(Ia) 2(Ua) 2(Z)0(Ia) 0(Ua) 0(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：UIZEaaa)1()1()1(UIZaa)2(

47、)2()2(UIZaa)0()0()0(一臺發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗一臺發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Z Zn n接地。接地。a a相發(fā)生單相接地相發(fā)生單相接地000000ccbbaaIVIVIV a a相接地的模擬相接地的模擬將不對稱部分用三序分量表示將不對稱部分用三序分量表示應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解正序網(wǎng)正序網(wǎng)11121111)()(anaaaLGaaVZIaIaIZZIE1111)(aLGaaVZZIE01121111aaacbaIIIIII負(fù)序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)21222)(0aGaVZZI零序網(wǎng)零序網(wǎng)000003)(0anaLGaVZIZZI0000)3(

48、0anLGaVZZZI00003acbaIIII1111)(aLGaaVZZIE21222)(0aGaVZZI0000)3(0anLGaVZZZI00022211100aaaaaaVZIVZIVZIE三、如何計(jì)算不對稱故障序分量三、如何計(jì)算不對稱故障序分量六個(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）UIZEaaa)1()1()1(UIZaa)2()2()2(UIZaa)0()0()0(0Ua0Ib0Ic0)0()2()1(UUUaaaIIIaaa)0()2()1(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

49、個(gè)方程，可求得故障點(diǎn)的各序分量，最后求各相的量。EaZ)1(Ia) 1 (Ua) 1 (Z)2(Ia) 2(Ua) 2(Z)0(Ia) 0(Ua) 0(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)靜止元件：靜止元件： 正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序阻抗。正序阻抗等于負(fù)序阻抗，不等于零序阻抗。 如：變壓器、輸電線路等。如：變壓器、輸電線路等。旋轉(zhuǎn)元件：旋轉(zhuǎn)元件： 各序阻抗均不相同。各序阻抗均不相同。 如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等元件。如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等元件。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、不對稱短路時(shí)的高次諧波、不對稱短路時(shí)的高次諧波定子電流

50、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)子相對靜止，與三相短路時(shí)相同正序：與轉(zhuǎn)子相對靜止，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

51、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)子中不會產(chǎn)生高次諧波。諧波。2f1f2fs2s2sq2 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。有阻尼繞組發(fā)電機(jī)有阻尼繞組發(fā)電機(jī)不對稱狀態(tài)不對稱狀態(tài)負(fù)序電抗負(fù)序電抗不對稱狀態(tài)不對稱狀態(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2/xxqdxxx

52、xqdqd/2xxqd/2220220/0/xxxxxqd 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)算中取負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會遇到不同負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱的），負(fù)序電抗會發(fā)生周期性變化。的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對稱的），負(fù)序電抗會發(fā)生周期性變化。 不同狀態(tài)，值不同不同狀態(tài)，值不同無阻尼繞組發(fā)電機(jī)無阻尼繞組發(fā)電機(jī)qdXX qdXX qdXXX2)(212qdXXX 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 三相零序電流在

53、氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢為零，因此其三相零序電流在氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢為零，因此其零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。零序電抗僅由定子線圈的漏磁通確定。 同步發(fā)電機(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形同步發(fā)電機(jī)零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：式不同）： xxd6.015.0/0 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，x0電機(jī)類型電抗水輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)相機(jī)和大型同步電動機(jī)有阻尼繞組無阻尼繞組0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.080X2X二、異步電動機(jī)的負(fù)序和零序電抗二、異步電動機(jī)的負(fù)序和零序電

54、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)子對負(fù)序磁通的轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子對負(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)子制動時(shí)的參數(shù)代替，即轉(zhuǎn)子制動時(shí)的參數(shù)代替xx/)2(故障時(shí)電動機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速故障時(shí)電動機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，使電動機(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

55、或不接地星形，x0三、變壓器的各序電抗和等值電路三、變壓器的各序電抗和等值電路漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓器的各序漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓器的各序等值漏抗相等。等值漏抗相等。勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的主磁通路勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的主磁通路徑相同，負(fù)序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等。因此，變壓器徑相同，負(fù)序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等。因此，變壓器的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完全相同。的正、負(fù)序等值電路參數(shù)完全相同。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。變壓器的零序勵磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。 xxxT)2(1（一）、變壓器的各序

56、磁路（一）、變壓器的各序磁路三個(gè)單相：磁路獨(dú)立三個(gè)單相：磁路獨(dú)立 xxmm01零序勵磁電抗等于正序勵零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗磁電抗三相五柱：零序經(jīng)無繞組的鐵三相五柱：零序經(jīng)無繞組的鐵芯返回芯返回零序勵磁電抗等于正序勵零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗磁電抗 xxmm01三相三柱：零序磁通經(jīng)油三相三柱：零序磁通經(jīng)油箱壁返回，勵磁電抗小箱壁返回，勵磁電抗小 1*0 xm零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多：零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多： X Xm m（0 0）=0.31.0基本原理基本原理 a) a) 變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接取決于零序電變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接取決于零序電流的流通路

57、徑，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點(diǎn)流的流通路徑，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。是否接地有關(guān)。 b) b)不對稱短路時(shí)，零序電壓施加于相線與大地之間。不對稱短路時(shí)，零序電壓施加于相線與大地之間。I)0(I3)0(U)0(考慮三個(gè)方面：考慮三個(gè)方面：（1 1）當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時(shí)，如果能在該側(cè)）當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時(shí)，如果能在該側(cè)產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通；反之，則斷開。根據(jù)這個(gè)原則：反之，則斷開。根據(jù)這個(gè)原則：只有中性點(diǎn)接地的星形接法只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能

58、與外電路接通。繞組才能與外電路接通。（2 2）當(dāng)變壓器繞組具有零序電勢（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時(shí)，）當(dāng)變壓器繞組具有零序電勢（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時(shí)，如果它能將零序電勢施加到外電路并能提供零序電流的通路，如果它能將零序電勢施加到外電路并能提供零序電流的通路，則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通，否則斷開則等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)與外電路接通，否則斷開。據(jù)此：。據(jù)此：只有中性點(diǎn)接地星形接法繞組才能與外電路接通。只有中性點(diǎn)接地星形接法繞組才能與外電路接通。（3 3）三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢雖然不能作用到）三角形接法的繞組中，繞組的零序電勢雖然不能作用到外電路中，但能在三相繞組中形成環(huán)流。因此，外

59、電路中，但能在三相繞組中形成環(huán)流。因此，在等值電路在等值電路中該側(cè)繞組端點(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。中該側(cè)繞組端點(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。變壓器繞組接法變壓器繞組接法開關(guān)位置開關(guān)位置繞組端點(diǎn)與外電路的連接繞組端點(diǎn)與外電路的連接Y Y1 1與外電路斷開與外電路斷開Y Y0 02 2與外電路接通與外電路接通3 3與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)Y Y0 0/接法三角形側(cè)的零序環(huán)流接法三角形側(cè)的零序環(huán)流 變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器零序等值電路與外電路的聯(lián)接變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)的零序等值電路變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)的零序等值電路 1 1、雙繞組變壓器的零序電抗、雙繞組變壓

60、器的零序電抗 : :接線接線 /10 xxxxmIII)0()0(/xxxxxIIIm)1()0()0(當(dāng)當(dāng) : :接線接線 /20 xxxmI)0()0(xxm)0()0(當(dāng)當(dāng) : :接線接線00/3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)：xxxxIII)1()0(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/Y : :接線接線/40n2 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：/000/03 3、自耦變壓器的零