《供電技術(shù)》(第4版)

1、 現(xiàn)代供電技術(shù)現(xiàn)代供電技術(shù)余健明余健明西安理工大學(xué)西安理工大學(xué)自動化與信息工程學(xué)院自動化與信息工程學(xué)院教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及參考資料1、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容n緒論緒論 （電力系統(tǒng)的基本概念、用戶供電系統(tǒng)（電力系統(tǒng)的基本概念、用戶供電系統(tǒng) 的特點、供電質(zhì)量的主要指標(biāo)）的特點、供電質(zhì)量的主要指標(biāo)）n用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) （電力負荷及計算、供電電壓及電源的（電力負荷及計算、供電電壓及電源的 選擇、用戶供電系統(tǒng)的設(shè)計、用戶供選擇、用戶供電系統(tǒng)的設(shè)計、用戶供 電系統(tǒng)的電能損耗及電能節(jié)約）電系統(tǒng)的電能損耗及電能節(jié)約）n短路電流計算短路電流計算 （短路計算的意義及目的、無限容量電（短路計算的意義及目的、無限容

2、量電 源供電系統(tǒng)短路過程分析、短路參數(shù)源供電系統(tǒng)短路過程分析、短路參數(shù) 的計算、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇的計算、供電系統(tǒng)中電氣設(shè)備的選擇 與校驗）與校驗）教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及參考資料n供電系統(tǒng)的保護供電系統(tǒng)的保護 （繼電保護的基本概念、單端供電網(wǎng)（繼電保護的基本概念、單端供電網(wǎng) 絡(luò)的保護、電力變壓器的保護、低絡(luò)的保護、電力變壓器的保護、低 壓配電系統(tǒng)的保護、供電系統(tǒng)的微壓配電系統(tǒng)的保護、供電系統(tǒng)的微 機保護）機保護）n供電系統(tǒng)的保護接地與防雷供電系統(tǒng)的保護接地與防雷 （供電系統(tǒng)的安全保護接地、供電系（供電系統(tǒng)的安全保護接地、供電系 統(tǒng)的防雷保護）統(tǒng)的防雷保護）n供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量與無功補償供電

3、系統(tǒng)的電能質(zhì)量與無功補償 （電壓質(zhì)量的含義、電壓偏差及調(diào)節(jié)、（電壓質(zhì)量的含義、電壓偏差及調(diào)節(jié)、 電壓波動（閃變）及其抑制、電力電壓波動（閃變）及其抑制、電力 諧波及抑制、供電系統(tǒng)的三相不平諧波及抑制、供電系統(tǒng)的三相不平 衡、供電系統(tǒng)的無功功率補償）衡、供電系統(tǒng)的無功功率補償）教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及參考資料n供電系統(tǒng)變電所的自動化供電系統(tǒng)變電所的自動化 （變電所自動化的基本功能、變電所（變電所自動化的基本功能、變電所 綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、備用電源綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、備用電源 自動投入裝置、自動重合閘裝置、自動投入裝置、自動重合閘裝置、 變電所的電壓、無功綜合控制、單變電所的電壓、無功綜合控制、

4、單 相接地自動選線裝置、電力負荷管相接地自動選線裝置、電力負荷管 理與控制理與控制 ）2 2、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)環(huán)節(jié) 課程實習(xí)課程實習(xí)理論教學(xué)課程實驗（考試）理論教學(xué)課程實驗（考試）課程課程設(shè)計（答辯）設(shè)計（答辯）教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)及參考資料3 3、參考資料、參考資料n 教材：教材：供電技術(shù)供電技術(shù)（第四版）（第四版） 余健明、同向前、蘇文成余健明、同向前、蘇文成 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社. 2008.2. 2008.2n參考資料：參考資料： 供電技術(shù)供電技術(shù)（第三版）（第三版） 余健明等余健明等 機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社 現(xiàn)代供電技術(shù)現(xiàn)代供電技術(shù) 孟祥忠孟祥忠 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版

5、社 電力系統(tǒng)繼電保護電力系統(tǒng)繼電保護 張保會等張保會等 中國電力出版社中國電力出版社 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 程浩忠等程浩忠等 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 變電站綜合自動化技術(shù)變電站綜合自動化技術(shù) 丁書文丁書文 中國電力出版社中國電力出版社 工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊 （第三版）（第三版） 中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院 中國電力出版社中國電力出版社第第1 1章章 緒論緒論 （1-11-1） 一、電力系統(tǒng)的基本概念一、電力系統(tǒng)的基本概念 1 1、電力系統(tǒng)的構(gòu)成、電力系統(tǒng)的構(gòu)成 電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)及電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)

6、及 電力用戶組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分電力用戶組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分 配及使用。如圖所示配及使用。如圖所示: :第第1 1章章 緒論緒論 （1-21-2）圖圖1-1 1-1 電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)示意圖第第1 1章章 緒論緒論 （1-31-3）發(fā)電廠發(fā)電廠火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠原子能發(fā)電廠原子能發(fā)電廠利用風(fēng)能發(fā)電；利用風(fēng)能發(fā)電；利用太陽能發(fā)電；利用太陽能發(fā)電；利用可再生能源發(fā)電利用可再生能源發(fā)電 生物（秸桿）發(fā)電；生物（秸桿）發(fā)電；（利用農(nóng)（利用農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物作為燃料發(fā)電。特點：二氧化碳零排放）作物秸稈和林業(yè)廢棄物作為燃料發(fā)電。特點：二氧化

7、碳零排放）發(fā)電廠：發(fā)電廠：第第1 1章章 緒論緒論 （1-41-4）n輸（配）電電壓等級；輸（配）電電壓等級； (10(10、3535、110110、220220、330330、500500、750kV)750kV)n輸電線路的結(jié)構(gòu)；輸電線路的結(jié)構(gòu)； （架空線、電纜）（架空線、電纜）n輸電距離；輸電距離； （電壓等級、輸送功率）（電壓等級、輸送功率）n輸電方式：輸電方式： （交流、直流）（交流、直流）交流輸電的特點交流輸電的特點n頻率確定；頻率確定；n三相輸電線路；三相輸電線路；n無功問題；無功問題；直流輸電的特點直流輸電的特點n換流站；換流站；n兩條輸電線；兩條輸電線；n不同頻率電網(wǎng)的互聯(lián)；

8、不同頻率電網(wǎng)的互聯(lián)；n開關(guān)元件問題；開關(guān)元件問題；輸（配）電網(wǎng)：輸（配）電網(wǎng)：第第1 1章章 緒論緒論 （1-51-5） 用戶：用戶：n工業(yè)用電；工業(yè)用電；n農(nóng)業(yè)用電；農(nóng)業(yè)用電；n市政、交通、生活用電；市政、交通、生活用電；第第1 1章章 緒論緒論 （1-61-6）組成大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點：組成大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點： 1)1)發(fā)電量不受地方負荷的限制，可以增大單臺發(fā)電量不受地方負荷的限制，可以增大單臺 機組容量，充分利用地方自然資源，提高發(fā)機組容量，充分利用地方自然資源，提高發(fā) 電效率，降低電能成本。電效率，降低電能成本。 2)2)充分利用各類發(fā)電廠的特點，合理地分配負充分利用各類發(fā)電廠的特點，合

9、理地分配負 荷，使系統(tǒng)能保持在最經(jīng)濟的條件下運行。荷，使系統(tǒng)能保持在最經(jīng)濟的條件下運行。 3)3)在減少備用機組的情況下，能提高對用戶供在減少備用機組的情況下，能提高對用戶供 電的可靠性。電的可靠性。 第第1 1章章 緒論緒論 （1-71-7）2 2、電力網(wǎng)的額定電壓、電力網(wǎng)的額定電壓 電力網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的電力網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性以及電氣設(shè)備的制造水平需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性以及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。我國公布的標(biāo)準額定電壓如表的。我國公布的標(biāo)準額定電壓

10、如表1-11-1所示。所示。 第第1 1章章 緒論緒論 （1-81-8） 電力網(wǎng)和用電設(shè)備電力網(wǎng)和用電設(shè)備 額定電壓額定電壓 發(fā)電機發(fā)電機 額定電壓額定電壓 電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓 一次繞組一次繞組 二次繞組二次繞組 低壓（低壓（V） 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400 高壓（高壓（kV） 3 6 10 35 110 220 330 500 750 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18,20 - - - - - -3及及3.156及及6.310及及1

11、0.513.8,15.75,18,2035110220330500750 3.15及及3.3 6.3及及6.6 l0.5及及11 38.5 121 242 363 550表表1-1 1-1 我國交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓我國交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓第第1 1章章 緒論緒論 （1-91-9）n變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓NGNUU05. 1.n用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。即即 NMNUU.n發(fā)電機的額定電壓發(fā)電機的額定電壓 升壓變壓器：升壓變壓器： NTTNNGNTNUUUUUU1 . 105. 120.二次側(cè)一次側(cè)降壓變

12、壓器：降壓變壓器：NNTTNNTNUUUUUU05. 11 . 120.二次側(cè)一次側(cè)第第1 1章章 緒論緒論 （1-101-10） 3 3、電力系統(tǒng)的中性點運行方式、電力系統(tǒng)的中性點運行方式 電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的中性點中性點。其中性點運行方式可分為。其中性點運行方式可分為中性點有效接地系統(tǒng)中性點有效接地系統(tǒng)和和中性點非有效接地系統(tǒng)中性點非有效接地系統(tǒng)兩大類。兩大類。中性點有效接地系統(tǒng)中性點有效接地系統(tǒng)中性點非有效接地系統(tǒng)中性點非有效接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈

13、中性點經(jīng)消弧線圈( (或電阻或電阻) )接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)第第1 1章章 緒論緒論 （1-111-11） 1 1）中性點不接地系統(tǒng)）中性點不接地系統(tǒng) 在正常運行時，各相對地電壓在正常運行時，各相對地電壓 、 、 是對稱的，是對稱的，其值為相電壓其值為相電壓 ；各相對地電容相同（設(shè)線路單位；各相對地電容相同（設(shè)線路單位長度電容為長度電容為 ，線路長度為，線路長度為 ），電容電流對稱且超），電容電流對稱且超前相電壓前相電壓9090，其值為，其值為 ， 故三相電容電流矢量和為零。故三相電容電流矢量和為零。AUBUCUUl0ClUCIIICCBC000C0A第第1 1章章 緒論緒論 （1-121-12）

14、BBAACUUUUU330COBCOAkIII)1(c00(1)k333IlUCI圖圖1-2 1-2 中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障發(fā)生單相接地故障當(dāng)發(fā)生一相接地故障時當(dāng)發(fā)生一相接地故障時( (如如C C相相) )，BCBBCACAACCCCIUlCIIUlCIUlCI0000000033330第第1 1章章 緒論緒論 （1-131-13） 以上分析表明，中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接以上分析表明，中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地地故障時：故障時：故障相電壓為零，非故障相對地電壓升高故障相電壓為零，非故障相對地電壓升高到到原來相電壓的原來相電壓的 倍，線間電壓不變，流過故障點的倍，線

15、間電壓不變，流過故障點的電電流為正常情況下每一相對地電容電流的流為正常情況下每一相對地電容電流的3 3倍。倍。 采用中性點不接地系統(tǒng)運行方式時：采用中性點不接地系統(tǒng)運行方式時：1 1）電氣設(shè)備對地絕緣要求必須按線電壓數(shù)值來考慮。）電氣設(shè)備對地絕緣要求必須按線電壓數(shù)值來考慮。2 2）若單相接地電容電流超過規(guī)定值）若單相接地電容電流超過規(guī)定值(6(610kV10kV線路為線路為30A30A， 35kV35kV線路為線路為10A)10A)，會產(chǎn)生穩(wěn)定電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn)暫態(tài)，會產(chǎn)生穩(wěn)定電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn)暫態(tài) 過電壓，危及電氣設(shè)備安全。這時應(yīng)采過電壓，危及電氣設(shè)備安全。這時應(yīng)采 取中性取中性點點 經(jīng)消弧線圈

16、（或電阻）接地的運行方式。經(jīng)消弧線圈（或電阻）接地的運行方式。3第第1 1章章 緒論緒論 （1-141-14） 消弧線圈實際上是一個鐵心可消弧線圈實際上是一個鐵心可調(diào)的電感線圈，安裝在變壓器或發(fā)調(diào)的電感線圈，安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間，如圖電機中性點與大地之間，如圖1-31-3所示。系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，所示。系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一個回路，接地電流中增加了一個感個回路，接地電流中增加了一個感性電流性電流 ，它和裝設(shè)消弧線圈前的，它和裝設(shè)消弧線圈前的電容電流方向相反，相互補償，減電容電流方向相反，相互補償，減小了接地點的故

17、障電流，使電弧易小了接地點的故障電流，使電弧易于自行熄滅，提高了供電可靠性。于自行熄滅，提高了供電可靠性。LI圖圖1-3 1-3 中性點經(jīng)消弧線圈接中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障2 2）中性點經(jīng)消弧線圈接地）中性點經(jīng)消弧線圈接地第第1 1章章 緒論緒論 （1-151-15） 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地的系統(tǒng)相接地故障時，與中性點不接地的系統(tǒng)一樣，非故障相電壓仍升高一樣，非故障相電壓仍升高 倍，三相倍，三相導(dǎo)線之間的線電壓仍然平衡，電力系統(tǒng)導(dǎo)線之間的線電壓仍然平衡，電力系統(tǒng)可以繼續(xù)運行。可以繼續(xù)運行。3

18、第第1 1章章 緒論緒論 （1-161-16） 電力系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地時，有三種補償方式，電力系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地時，有三種補償方式，即即全補償全補償、欠補償欠補償和和過補償過補償。 全補償方式全補償方式：（：（ ） 此時系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振，產(chǎn)生危險的高電壓和過此時系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振，產(chǎn)生危險的高電壓和過電流，可能造成設(shè)備的絕緣損壞，影響系統(tǒng)的安全電流，可能造成設(shè)備的絕緣損壞，影響系統(tǒng)的安全運行。因此，一般系統(tǒng)都不采用全補償方式。運行。因此，一般系統(tǒng)都不采用全補償方式。 (1)LkII第第1 1章章 緒論緒論 （1-171-17）欠補償方式欠補償方式（ ），）， 此時接地點有未被補償?shù)碾娙蓦娏髁?/p>

19、過，當(dāng)系此時接地點有未被補償?shù)碾娙蓦娏髁鬟^，當(dāng)系統(tǒng)運行方式改變而切除部分線路時，整個系統(tǒng)的對統(tǒng)運行方式改變而切除部分線路時，整個系統(tǒng)的對地電容電流將減少，有可能發(fā)展成為全補償方式，地電容電流將減少，有可能發(fā)展成為全補償方式，從而出現(xiàn)上述嚴重后果，所以也很少被采用。從而出現(xiàn)上述嚴重后果，所以也很少被采用。過補償方式過補償方式（ ），）， 在過補償方式下，即使系統(tǒng)運行方式改變而切在過補償方式下，即使系統(tǒng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使系統(tǒng)發(fā)生諧振。因此，實際工程中大都采用過補償系統(tǒng)發(fā)生諧振。因此，實際工程中大都采用過補償方式。

20、方式。(1)LkII(1)LkII第第1 1章章 緒論緒論 （1-181-18） 當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相接地故障，壞時，即構(gòu)成單相接地故障，供電中斷，可靠性降低。但供電中斷，可靠性降低。但是由于中性點接地的鉗位作是由于中性點接地的鉗位作用，非故障相對地電壓不變，用，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。壓考慮。3 3）中性點直接接地系統(tǒng)）中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng)第第1 1章章 緒論緒論 （1-191-19）n110kV110kV及以上高壓系統(tǒng)，為降低設(shè)備絕緣要求，多及以上高壓系統(tǒng)，為降低設(shè)備

21、絕緣要求，多采用中性點直接接地運行方式；采用中性點直接接地運行方式；n6 635kV35kV中壓系統(tǒng)中，為提高供電可靠性，中壓系統(tǒng)中，為提高供電可靠性， 首選中性點不接地運行方式，當(dāng)接地電流不首選中性點不接地運行方式，當(dāng)接地電流不 滿足要求時，可采用中性點經(jīng)消弧線圈接地滿足要求時，可采用中性點經(jīng)消弧線圈接地 的運行方式；的運行方式；n低于低于1kV1kV的低壓配電系統(tǒng)中，通常為中性點直接接的低壓配電系統(tǒng)中，通常為中性點直接接地運行方式。地運行方式。 （380380220V220V供電系統(tǒng)中，中性點直接接地，可以減少中性點的供電系統(tǒng)中，中性點直接接地，可以減少中性點的電壓偏差，可以防止一相接地時

22、出現(xiàn)超過電壓偏差，可以防止一相接地時出現(xiàn)超過250V250V的危險電壓）的危險電壓）第第1 1章章 緒論緒論 （1-201-20）二、用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)二、用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì) 量的主要指標(biāo)量的主要指標(biāo) 1 1、用戶供電系統(tǒng)的特點、用戶供電系統(tǒng)的特點 用戶供電系統(tǒng)由用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所、供電線路用戶內(nèi)部變配電所、供電線路和和用電設(shè)備用電設(shè)備等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的終端降等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的終端降壓變配電所。對于某些大型工業(yè)企業(yè)，在可靠性要求壓變配電所。對于某些大型工業(yè)企業(yè)，在可靠性要求或技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，也可建立自備發(fā)電站?；蚣夹g(shù)經(jīng)濟比較合

23、理時，也可建立自備發(fā)電站。 用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在110kV110kV及以下。及以下。第第1 1章章 緒論緒論 （1-211-21）1 1）電壓）電壓 理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電相對稱正弦電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質(zhì)負荷的變化和用電負荷的性質(zhì)( (如沖擊性負荷、如沖擊性負荷、非線性負荷非線性負荷) )等因素，實際供電電壓無論是在幅等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想

24、電壓之間存在著偏差。壓之間存在著偏差。 2 2、決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)、決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)決定用戶供電質(zhì)量的指標(biāo)為決定用戶供電質(zhì)量的指標(biāo)為電壓電壓、頻率頻率和和可靠性可靠性。第第1 1章章 緒論緒論 （1-221-22）電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。實際電壓偏高或偏低對用電設(shè)備的良好運差。實際電壓偏高或偏低對用電設(shè)備的良好運行都有影響。我國對用電單位的供電額定電壓行都有影響。我國對用電單位的供電額定電壓及容許偏差規(guī)定：及容許偏差規(guī)定： 35kV35kV及以上：及以上： 電壓正、負偏差絕對值之和為電壓正、負偏差絕對值之和為101

25、0； 10kV10kV及以下：及以下：7 7； 220V220V（單相）：（單相）：7 7，1010。 第第1 1章章 緒論緒論 （1-231-23） 電壓波動和閃變電壓波動和閃變 電壓波動電壓波動: : 電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速 變化。變化。 電壓閃變電壓閃變: : 波動電壓波動電壓照明燈具照明燈具工作面上工作面上照度閃爍照度閃爍人的視覺人的視覺大腦反映大腦反映人能接受閃人能接受閃 爍的程度爍的程度第第1 1章章 緒論緒論 （1-241-24）電力諧波電力諧波 系統(tǒng)中大量的非線性負荷是引起供電系統(tǒng)電系統(tǒng)中大量的非線性負荷是引起供電系

26、統(tǒng)電流和電壓波形發(fā)生畸變的主要原因。流和電壓波形發(fā)生畸變的主要原因。n含有半導(dǎo)體器件的變流設(shè)備；含有半導(dǎo)體器件的變流設(shè)備；（電力電子變換器）（電力電子變換器）n具有電弧特性的設(shè)備；具有電弧特性的設(shè)備；（電弧爐、電弧焊機、日光燈、（電弧爐、電弧焊機、日光燈、 氣體氣體 放電光源等）放電光源等）n具有磁飽和特性的設(shè)備；具有磁飽和特性的設(shè)備；（電力變壓器、鐵心電抗器等）（電力變壓器、鐵心電抗器等）對系統(tǒng)的影響：對系統(tǒng)的影響：增大系統(tǒng)損耗；系統(tǒng)保護裝置誤動；增大系統(tǒng)損耗；系統(tǒng)保護裝置誤動； 增大計量誤差；干擾通信和自動化設(shè)備的正常工作。增大計量誤差；干擾通信和自動化設(shè)備的正常工作。第第1 1章章 緒論

27、緒論 （1-251-25）三相不對稱三相不對稱 三相電壓不對稱指三個三相電壓不對稱指三個相電壓相電壓在在幅值幅值和和相位相位關(guān)系上存在關(guān)系上存在偏差偏差。三相不對稱主要由。三相不對稱主要由系統(tǒng)運行參系統(tǒng)運行參數(shù)不對稱數(shù)不對稱、三相用電負荷不平衡三相用電負荷不平衡等因素引起。供等因素引起。供電系統(tǒng)的不對稱運行，會產(chǎn)生負序電流，影響發(fā)電系統(tǒng)的不對稱運行，會產(chǎn)生負序電流，影響發(fā)電機的出力；同時對用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)都有電機的出力；同時對用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)都有危害，低壓系統(tǒng)的不對稱運行還會導(dǎo)致中性點偏危害，低壓系統(tǒng)的不對稱運行還會導(dǎo)致中性點偏移，從而危及人身和設(shè)備安全。移，從而危及人身和設(shè)備安全。

28、第第1 1章章 緒論緒論 （1-261-26） 2 2）頻率）頻率 我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標(biāo)稱頻率我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標(biāo)稱頻率( (俗稱工頻俗稱工頻) )為為50Hz50Hz。國際上標(biāo)稱頻率有國際上標(biāo)稱頻率有50Hz50Hz和和60Hz60Hz兩種。兩種。 當(dāng)電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標(biāo)稱值。當(dāng)電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標(biāo)稱值。頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，更重要地影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。質(zhì)量，更重要地影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差在大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差在( (0.10.10.3)Hz

29、0.3)Hz之間。之間。我國相關(guān)標(biāo)準規(guī)定：我國相關(guān)標(biāo)準規(guī)定：系統(tǒng)容量在系統(tǒng)容量在300300萬萬kWkW以上以上 頻率允許偏差頻率允許偏差0.2Hz0.2Hz；系統(tǒng)容量在系統(tǒng)容量在300300萬萬kWkW以下以下 頻率允許偏差頻率允許偏差0.5Hz0.5Hz。第第1 1章章 緒論緒論 （1-271-27） 3 3）可靠性）可靠性 供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，衡供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，衡量供電系統(tǒng)供電可靠性的主要指標(biāo)有量供電系統(tǒng)供電可靠性的主要指標(biāo)有： (1)(1)供電可靠率供電可靠率 在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間 總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)

30、的比值?？傂r數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)的比值。 (2)(2)用戶平均停電時間用戶平均停電時間 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電 小時數(shù)。小時數(shù)。 統(tǒng)計期間時間用戶平均停電時間供電可靠率1001每次停電持續(xù)時間 每次停電用戶數(shù)用戶平均停電時間總供電戶數(shù)第第1 1章章 緒論緒論 （1-281-28）(3)(3)用戶平均停電次數(shù)用戶平均停電次數(shù) 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電次數(shù)。用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電次數(shù)。 (4)(4)用戶平均故障停電次數(shù)用戶平均故障停電次數(shù) 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均故障用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均故障 停電次數(shù)。停電次數(shù)。 每次停電用戶數(shù)用戶平均停電次數(shù)總用戶數(shù)用戶總數(shù)每

31、次故障停電用戶數(shù)用戶平均故障停電次數(shù)第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-1)(2-1) 用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計目標(biāo)是為各電力用用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計目標(biāo)是為各電力用戶的生產(chǎn)活動和人民生活提供一個安全、可靠、戶的生產(chǎn)活動和人民生活提供一個安全、可靠、合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。電氣設(shè)計的基本要素包合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。電氣設(shè)計的基本要素包括：括：n電力負荷及其計算；電力負荷及其計算；n供電電壓的選擇與調(diào)整；供電電壓的選擇與調(diào)整；n電源（包括備用電源和應(yīng)急電源）的選擇；電源（包括備用電源和應(yīng)急電源）的選擇；n配電系統(tǒng)（包括變電所和配電網(wǎng)）的設(shè)計；配電系統(tǒng)（包括變電所和配電網(wǎng)）的設(shè)計；n供電系統(tǒng)

32、的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制；供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制； 第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-2)(2-2)一、電力負荷與負荷計算一、電力負荷與負荷計算 1.1.關(guān)于負荷的基本概念關(guān)于負荷的基本概念 1 1）設(shè)備安裝容量）設(shè)備安裝容量 設(shè)備安裝容量（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的設(shè)備安裝容量（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的 用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率。用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱功率。 用電設(shè)備工作制分為：連續(xù)運行工作制、短時運用電設(shè)備工作制分為：連續(xù)運行工作制、短時運 行工作制、斷續(xù)周期工作制行工作制、斷續(xù)周期工作制 2 2）負荷與負荷曲線）負荷與負荷曲線 電力負荷電力負荷是指用電設(shè)備從電源

33、取用的電功率，包括是指用電設(shè)備從電源取用的電功率，包括 有功功率、無功功率和視在功率。電力負荷隨時間變化有功功率、無功功率和視在功率。電力負荷隨時間變化 的曲線稱為的曲線稱為負荷曲線負荷曲線。第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-3)(2-3)負荷曲線負荷曲線電力負荷的變化規(guī)律電力負荷的變化規(guī)律記錄電力負荷變化的時間間隔記錄電力負荷變化的時間間隔（負荷變化規(guī)律不同得到的曲線亦不同）（負荷變化規(guī)律不同得到的曲線亦不同）（同一變化規(guī)律的負荷，記錄負荷變化的間（同一變化規(guī)律的負荷，記錄負荷變化的間隔不同，得到的曲線亦不同）隔不同，得到的曲線亦不同）第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2

34、-4)(2-4) 根據(jù)負荷曲線繪制的時間長度分類：根據(jù)負荷曲線繪制的時間長度分類：u工作班負荷曲線：工作班負荷曲線：8 8小時工作班內(nèi)的負荷曲線；小時工作班內(nèi)的負荷曲線；u日負荷曲線：表示在一天中一定時間間隔日負荷曲線：表示在一天中一定時間間隔 t t內(nèi)的平均內(nèi)的平均 負荷隨時間的變化情況；負荷隨時間的變化情況；u周負荷曲線周負荷曲線; ;u月負荷曲線月負荷曲線; ;u年負荷曲線：表示全年負荷變動與負荷持續(xù)時間關(guān)系年負荷曲線：表示全年負荷變動與負荷持續(xù)時間關(guān)系 的曲線，是由不同季節(jié)典型日負荷曲線推算而來的。的曲線，是由不同季節(jié)典型日負荷曲線推算而來的。 第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng)

35、(2-5)(2-5)a)a)日有功負荷曲線日有功負荷曲線 b)b)年有功負荷曲線年有功負荷曲線圖圖2-1 2-1 日負荷曲線與年負荷曲線日負荷曲線與年負荷曲線第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-6)(2-6)3 3）平均負荷、最大負荷、有效負荷與計算負荷）平均負荷、最大負荷、有效負荷與計算負荷 (1) (1) 平均負荷平均負荷Pav：指電力負荷在一段時間內(nèi)的平均值：指電力負荷在一段時間內(nèi)的平均值： (2) (2) 最大負荷最大負荷Pmax：是指一年中典型日負荷曲線中的最：是指一年中典型日負荷曲線中的最 大負荷，記作大負荷，記作Pmax或或P30。 (3) (3) 有效負荷有效負荷Pe

36、：指由典型工作班負荷曲線（工作班時：指由典型工作班負荷曲線（工作班時 間為間為T T）按下式計算所得的有效值：）按下式計算所得的有效值： gzaavTWPTdtPTP02e1第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-7)(2-7)(4) (4) 計算負荷計算負荷P Pc c：是為方便工程設(shè)計而假想的一個等效：是為方便工程設(shè)計而假想的一個等效 負荷。（系統(tǒng)實際運行中該負荷是不存在的）。負荷。（系統(tǒng)實際運行中該負荷是不存在的）。 電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備 額定功率之和，因為：額定功率之和，因為：n 并非所有的用電設(shè)備都同時投入運行

37、；并非所有的用電設(shè)備都同時投入運行；n 并非所有的用電設(shè)備都能工作在額定狀態(tài)；并非所有的用電設(shè)備都能工作在額定狀態(tài)；n 并非所有的用電設(shè)備的功率因數(shù)都相同；并非所有的用電設(shè)備的功率因數(shù)都相同；n 用電設(shè)備的效率不完全相同；用電設(shè)備的效率不完全相同； 配電設(shè)備亦有功率損耗等。配電設(shè)備亦有功率損耗等。第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-8)(2-8) 在供電系統(tǒng)設(shè)計中，考慮上述因素后就需要確定在供電系統(tǒng)設(shè)計中，考慮上述因素后就需要確定一個一個最大的、恒定不變的等效負荷最大的、恒定不變的等效負荷來代替來代替實際變化的實際變化的真實負荷真實負荷，作為工程設(shè)計的依據(jù)。該最大的、恒定不，作為工程

38、設(shè)計的依據(jù)。該最大的、恒定不變的等效負荷（假想負荷）在供電系統(tǒng)工程設(shè)計中稱變的等效負荷（假想負荷）在供電系統(tǒng)工程設(shè)計中稱為計算負荷。為計算負荷。 實際負荷實際負荷：真是存在、隨機變化的；：真是存在、隨機變化的； 計算負荷計算負荷：假想最大的、恒定不變的等效負荷；：假想最大的、恒定不變的等效負荷；第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-9)(2-9) 假想負荷于實際負荷之間的關(guān)系（等效含義）：假想負荷于實際負荷之間的關(guān)系（等效含義）：根據(jù)計算負荷所選擇的配電設(shè)備，在實際負荷長期作根據(jù)計算負荷所選擇的配電設(shè)備，在實際負荷長期作用下，其溫升不超過配電設(shè)備在規(guī)定使用年限內(nèi)所允用下，其溫升不超過配

39、電設(shè)備在規(guī)定使用年限內(nèi)所允許的最高溫升。許的最高溫升。即：用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)即：用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與計算負荷（等效負荷）產(chǎn)生備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與計算負荷（等效負荷）產(chǎn)生的熱效應(yīng)相同。的熱效應(yīng)相同。 計算負荷是供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)線及變壓器等計算負荷是供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、導(dǎo)線及變壓器等配電設(shè)備參數(shù)選擇的依據(jù)。配電設(shè)備參數(shù)選擇的依據(jù)。 從發(fā)熱的角度分析，計算負荷在數(shù)值上等于用戶從發(fā)熱的角度分析，計算負荷在數(shù)值上等于用戶典型日負荷曲線中的典型日負荷曲線中的30min30min最大平均負荷最大平均負荷P30。第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-10)(

40、2-10) 4 4）負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)）負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù) (1) (1) 負荷系數(shù)負荷系數(shù)：負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比，：負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比， 它反映了負荷的平穩(wěn)程度。它反映了負荷的平穩(wěn)程度。 (2)(2) 利用系數(shù)利用系數(shù) ：定義為用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi)：定義為用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi) 消耗的平均負荷與該設(shè)備組的總安裝容量之比。消耗的平均負荷與該設(shè)備組的總安裝容量之比。 無功負荷系數(shù)）有功負荷系數(shù)）(maxmaxQQPPavavNavxPPK第二章第二章 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng) (2-11)(2-11)(3) (3

41、) 需要系數(shù)需要系數(shù)：定義為用電設(shè)備組的最大負荷與該設(shè)：定義為用電設(shè)備組的最大負荷與該設(shè) 備組的總安裝容量之比。備組的總安裝容量之比。 (4) (4) 形狀系數(shù)形狀系數(shù)：定義為有效負荷與平均負荷之比。形：定義為有效負荷與平均負荷之比。形 狀系數(shù)與負荷的平穩(wěn)程度有關(guān)。當(dāng)負荷曲線無間狀系數(shù)與負荷的平穩(wěn)程度有關(guān)。當(dāng)負荷曲線無間 斷時，斷時，1 1 K Kz z1.5 Z ZF F F F選用方案選用方案若若Z Z Z ZF F R3時才計算時才計算X的影響。因的影響。因XR3時，用時，用R代替代替Z，誤差，誤差5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。，在工程允許范圍內(nèi)。 3) 低壓配電網(wǎng)電氣元件的電阻多以低壓配

42、電網(wǎng)電氣元件的電阻多以m計，因而用計，因而用有名值比較方便。有名值比較方便。 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-51)(3-51) 4) 因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，一般因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快，一般 值在值在11.3范圍。范圍。 可通過求出可通過求出XR比值比值后在圖后在圖3-8中的曲線查出，也可按下式直接計算：中的曲線查出，也可按下式直接計算： 圖圖38沖擊系數(shù)沖擊系數(shù) 與與 的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 shkshkXRek1shshkXR第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-52)(3-52) 2 2、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計算、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的

43、阻抗計算 1）高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗 由于配電變壓器一次側(cè)可視為由于配電變壓器一次側(cè)可視為無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略不計。若需精確計算時，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗不計。若需精確計算時，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計算：可按下式計算：式中式中 歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗(m)(m) 配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓(V)(V) 配電變壓器高壓側(cè)的短路容量配電變壓器高壓側(cè)的短路容量(MVA)(MVA) 23avS(3)k10UZSSZavU)3(kS第第3

44、3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-53)(3-53) 在工程實用計算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗在工程實用計算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗 ；高壓側(cè)系統(tǒng)電阻高壓側(cè)系統(tǒng)電阻 。 2） 配電變壓器的阻抗配電變壓器的阻抗 變壓器電阻變壓器電阻式中式中 PCuNT 變壓器額定負荷下的短路損耗變壓器額定負荷下的短路損耗(kW)(kW) SNT 變壓器的額定容量變壓器的額定容量(kVA)(kVA) UNT2 變壓器二次側(cè)的額定電壓變壓器二次側(cè)的額定電壓(V) (V) SS0.995XZSS0.1RX2TN2T2NTNCuTSUPR第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-54)(3-54) 變壓器阻抗變壓

45、器阻抗式中式中 uk %變壓器的短路電壓百分數(shù)。變壓器的短路電壓百分數(shù)。 變壓器的電抗變壓器的電抗 3）長度在長度在(10-15)m以上的母線的阻抗以上的母線的阻抗 母線的電阻母線的電阻TN2T2N00kT100SUuZ2T2TTRZX3M10AlRMR 母線的電阻 (m) 母線長(m) 材料電阻率(mm2)/m A 母線截面積 (mm2) l第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-55)(3-55) 水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗 可可按下式計算：按下式計算：式中式中 母線的電抗母線的電抗 (m)(m) l 母線長度母線長度 (m)(m)

46、 母線的相間幾何均距母線的相間幾何均距(mm)(mm) b 母線寬度母線寬度 (mm)(mm) 在工程實用計算中，母線的電抗的近似計算公式：在工程實用計算中，母線的電抗的近似計算公式：母線截面積在母線截面積在500 mm500 mm2 2以下時以下時母線截面積在母線截面積在500 mm500 mm2 2以上時以上時 MXbDlXavM4lg145. 0MXavDmlX17. 0MmlX13. 0M第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-56)(3-56) 4）電流互感器一次線圈的電阻及電抗、低壓斷路器過電流互感器一次線圈的電阻及電抗、低壓斷路器過流線圈的電阻以及刀開關(guān)和低壓斷路器的觸頭

47、接觸電阻通流線圈的電阻以及刀開關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計算時可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手冊。常由制造廠家提供，計算時可參考相應(yīng)的產(chǎn)品手冊。3 3、低壓配電網(wǎng)的短路計算、低壓配電網(wǎng)的短路計算 三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式計算計算式中式中 低壓側(cè)平均線電壓低壓側(cè)平均線電壓（V V）； R及及X 電源至短路點的總電阻、電抗電源至短路點的總電阻、電抗(m)(m)； 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(kA)(kA)。 (3)avZ223 ()UIRXavU)3(ZI第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算

48、(3-57)(3-57) 五、不對稱短路電流的計算方法五、不對稱短路電流的計算方法1 1 、對稱分量法、對稱分量法 對稱分量法指出，任意一組不對稱的相量對稱分量法指出，任意一組不對稱的相量 、 和和 ，可分解為對稱的正序、負序和零序三個分量之，可分解為對稱的正序、負序和零序三個分量之和。即：和。即： AFBFCFC0C2C1CB0B2B1BA0A2A1AFFFFFFFFFFFF第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-58)(3-58)23j21ej12023j21ej24021ej3603012A12B1FFA1C1FFA2B2FFA22C2FF在三相對稱系統(tǒng)中，其旋轉(zhuǎn)因子：在三相對稱

49、系統(tǒng)中，其旋轉(zhuǎn)因子：則則B B相、相、C C相與相與A A相正序、負序間有如下關(guān)系：相正序、負序間有如下關(guān)系：第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-59)(3-59) 用用A相分量來表示相分量來表示B相、相、C相分量，可得：相分量，可得： 簡寫成簡寫成 其逆變換關(guān)系是其逆變換關(guān)系是 A0A2A122CBA11111FFFFFFA120ABCFTFABC122A1201111131FTFFABC第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-60)(3-60) 2 2、利用對稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對稱短路、利用對稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對稱短路 當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對稱短路時，

50、當(dāng)供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對稱短路時，短路點的三相電壓短路點的三相電壓 、 和和 不對稱，利用不對稱，利用對稱分量法可將這組不對稱電壓分解成三組各自對稱分量法可將這組不對稱電壓分解成三組各自對稱的正序、負序和零序分量。根據(jù)對稱分量法對稱的正序、負序和零序分量。根據(jù)對稱分量法的特點，只需求解出其中一相電壓的正序、負序、的特點，只需求解出其中一相電壓的正序、負序、零序分量零序分量(往往是往往是A相相)，即可得出另外兩相電壓的，即可得出另外兩相電壓的參數(shù)。參數(shù)。KAUKBUKCU第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-61)(3-61) 下圖所示是一個簡化的供電系統(tǒng)圖，圖中下圖所示是一個簡化

51、的供電系統(tǒng)圖，圖中k k 處的處的 、 、 是從該點的不對稱三相電壓分解是從該點的不對稱三相電壓分解出來的各序電壓分量。在這個系統(tǒng)中，線路上相出來的各序電壓分量。在這個系統(tǒng)中，線路上相應(yīng)地要流過正序、負序和零序電流，各序電流流應(yīng)地要流過正序、負序和零序電流，各序電流流經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應(yīng)的壓降。 k1Uk2Uk0U第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-62)(3-62) 其值可以表示為其值可以表示為k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.IIIjXjXjXUUU第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-63)(3-63)

52、圖圖310 用對稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對稱短路用對稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對稱短路 b)正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò) c) 負序網(wǎng)絡(luò)負序網(wǎng)絡(luò) d)零序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò) 因此，可作出系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖如下：因此，可作出系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖如下：第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-64)(3-64) 無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機的電勢總被認為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動勢，機的電勢總被認為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動勢，不存在負序和零序分量。故各序網(wǎng)絡(luò)的方程為不存在負序和零序分量。故各序網(wǎng)絡(luò)的方程為： k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.00IIIjXjXjX

53、UUUE第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-65)(3-65) 由供電系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)方程可知：由供電系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)方程可知：3NUE電源電勢已知型確定根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及短路類各序阻抗021XXX在求解不對稱短路參數(shù)中只要確定了短路回路中在求解不對稱短路參數(shù)中只要確定了短路回路中的序阻抗，根據(jù)對稱分量法方程組和序網(wǎng)絡(luò)方程的序阻抗，根據(jù)對稱分量法方程組和序網(wǎng)絡(luò)方程組及短路的初始條件可求得相應(yīng)的短路參數(shù)。因組及短路的初始條件可求得相應(yīng)的短路參數(shù)。因此序阻抗的計算是不對稱短路計算的關(guān)鍵。此序阻抗的計算是不對稱短路計算的關(guān)鍵。第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-66)(3-66) 3 3

54、、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗 1)1) 正序阻抗正序阻抗 正序阻抗即各個元件在三相對稱正序阻抗即各個元件在三相對稱工作時的基波阻抗值，也就是在計算三相對稱工作時的基波阻抗值，也就是在計算三相對稱短路時所采用的阻抗值。短路時所采用的阻抗值。 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-67)(3-67) 2) 2) 負序阻抗負序阻抗 交流電路中同一靜止元件相與相之交流電路中同一靜止元件相與相之間的互感抗與相序無關(guān)，故各元件的負序阻抗與間的互感抗與相序無關(guān)，故各元件的負序阻抗與正序阻抗相等，即正序阻抗相等，即X2=X1。如架空線、電纜、變壓。如架空線、電纜、變壓器和電抗器等

55、。器和電抗器等。 3) 3) 零序阻抗零序阻抗 系統(tǒng)中的零序電抗取決于零序電系統(tǒng)中的零序電抗取決于零序電流的回路。流的回路。 供電系統(tǒng)各類元件各序電抗值如表供電系統(tǒng)各類元件各序電抗值如表3-4所示。所示。 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-68)(3-68) 表表3-4 各類元件的平均電抗值各類元件的平均電抗值 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-69)(3-69) 供電系統(tǒng)是由各類元件連結(jié)組成。它的零序供電系統(tǒng)是由各類元件連結(jié)組成。它的零序阻抗與變壓器的接法很有關(guān)系，所以需要著重分阻抗與變壓器的接法很有關(guān)系，所以需要著重分析一下變壓器的零序電抗。析一下變壓器的零序電

56、抗。 變壓器的零序電抗決定于其繞組接法和結(jié)構(gòu)，變壓器的零序電抗決定于其繞組接法和結(jié)構(gòu)，圖圖3-11表示雙繞組變壓器在繞組各種不同接法下表示雙繞組變壓器在繞組各種不同接法下計算零序阻抗時的接線示意圖。根據(jù)變壓器繞組計算零序阻抗時的接線示意圖。根據(jù)變壓器繞組的不同接法，可以想像開關(guān)置于不同的相應(yīng)位置。的不同接法，可以想像開關(guān)置于不同的相應(yīng)位置。圖中圖中 分別表示變壓器一次繞組與二次繞組電抗，分別表示變壓器一次繞組與二次繞組電抗，X為為其勵磁電抗。其勵磁電抗。 1002100k21uXX第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-70)(3-70) 圖圖311 雙繞組變壓器計算零序電抗時不同接法

57、示意圖雙繞組變壓器計算零序電抗時不同接法示意圖 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-71)(3-71) 不同接線方式情況下變壓器的零序等效電路不同接線方式情況下變壓器的零序等效電路 xxx100 xxxxxxx2210210 xxx0 x第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-72)(3-72) 4 4、不對稱短路的計算方法、不對稱短路的計算方法 應(yīng)用對稱分量法分析供電系統(tǒng)不對稱短路時，應(yīng)用對稱分量法分析供電系統(tǒng)不對稱短路時，總共有總共有 、 、 和和 12個變量，而依據(jù)個變量，而依據(jù)對稱分量法和序網(wǎng)絡(luò)方程組則有對稱分量法和序網(wǎng)絡(luò)方程組則有共共9個方程，再加上不對稱短路時的

58、初始條件，即個方程，再加上不對稱短路時的初始條件，即可求出供電系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時的短路參數(shù)?？汕蟪龉╇娤到y(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時的短路參數(shù)。 ABCUABCIA120UA120IA120ABCUTUA120ABCITIA0A2A1021A0A2A100IIIjXjXjXEUUU第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-73)(3-73) 5 5、正序等效定則、正序等效定則 正序等效定則就是不對稱短路下最大一相短正序等效定則就是不對稱短路下最大一相短路電流用正序短路電流分量來表示的方法。即：路電流用正序短路電流分量來表示的方法。即： n相短路時最大一相短路電流周期分量相短路時最大一相短路電

59、流周期分量 該短路類型的正序電流分量值。該短路類型的正序電流分量值。 m(n) 與短路類型有關(guān)的系數(shù)。與短路類型有關(guān)的系數(shù)。 Xa 與短路類型有關(guān)的附加電抗。與短路類型有關(guān)的附加電抗。 E E 電源電勢電源電勢 。 a1(n)k1XXEIa1)()(k1)(n)ZXXEmImInnn)(ZnI)(k1nI3NUE 第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-74)(3-74)短路類型短路類型三相短路三相短路兩相短路兩相短路單相接地短路單相接地短路兩相接地短路兩相接地短路表表3-5 不同類型短路的不同類型短路的Xa、m(n)計算值計算值 X)(nm)(n)3()2() 1 () 1 , 1

60、(02X02 XX0202XXXX33020213XXXX1第第3 3章章 短路電流計算短路電流計算 (3-75)(3-75) 由于正序等效定則的應(yīng)用，使計算不對稱短路由于正序等效定則的應(yīng)用，使計算不對稱短路電流變得非常簡捷。因此，計算供電系統(tǒng)不對稱短電流變得非常簡捷。因此，計算供電系統(tǒng)不對稱短路電流可按下列步驟進行：路電流可按下列步驟進行： 1) 求出短路點至供電電源的序阻抗，作出各序等效求出短路點至供電電源的序阻抗，作出各序等效網(wǎng)絡(luò)圖，忽略電阻，可得網(wǎng)絡(luò)圖，忽略電阻，可得X1、X2、X0。2) 根據(jù)短路類型確定根據(jù)短路類型確定Xa和和m(n)的算式，進行計算的算式，進行計算。3) 計算短路