兩相短路的分析計(jì)算課件

第4章電力系統(tǒng)短路及非全相運(yùn)行分析無限大容量電源供電的三相短路的分析與計(jì)算同步發(fā)電機(jī)三相短路分析電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計(jì)算非全相運(yùn)行的分析計(jì)算4.3電力系統(tǒng)不對稱故障的分析與計(jì)算對稱分量法不對稱短路故障的分析計(jì)算非全相運(yùn)行的分析計(jì)算實(shí)際電力系統(tǒng)中的短路故障大多數(shù)是不對稱的，為了保證電力系統(tǒng)和各種電力設(shè)備的安全運(yùn)行，必須進(jìn)行各種不對稱故障的分析和計(jì)算。在電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時(shí)，必然會引起基頻分量電流的變化，并產(chǎn)生直流自由分量和一系列的諧波。準(zhǔn)確地分析不對稱故障的過程是相當(dāng)復(fù)雜的，本節(jié)只介紹分析基頻分量的方法。對稱分量法設(shè)有三組對稱的三相相量。第一組：幅值相等，相位a超前b120°，b超前c120°，c超前a120°，稱為正序第二組：幅值相等，但相序與正序相反，稱為負(fù)序第三組：幅值和相位均相同，稱為零序?qū)ΨQ分量法（續(xù)）對稱分量法（續(xù)）由三個(gè)不對稱的相量可以唯一地分解為三組對稱的相量（即對稱分量）：正序分量、負(fù)序分量、零序分量。如果電力系統(tǒng)某處發(fā)生不對稱短路，盡管除短路點(diǎn)外三相系統(tǒng)的元件參數(shù)都是對稱的，但三相電路的電流和電壓的基頻分量都變成了不對稱的相量。應(yīng)用對稱分量法，可以將三相不對稱相量轉(zhuǎn)換為三組對稱的相量。如正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò)：與第3章中用于潮流計(jì)算的等值電路形成方法基本相同；不同的是，需要在各個(gè)發(fā)電機(jī)端的節(jié)點(diǎn)處增加相應(yīng)的發(fā)電機(jī)正序阻抗和電動勢，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)增加正序負(fù)荷阻抗。負(fù)序網(wǎng)絡(luò)：與正序網(wǎng)絡(luò)基本相同，主要區(qū)別在于發(fā)電機(jī)無負(fù)序電動勢，因此發(fā)電機(jī)端的節(jié)點(diǎn)經(jīng)過負(fù)序阻抗接地，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的接地阻抗應(yīng)采用負(fù)荷的負(fù)序等值阻抗。零序網(wǎng)絡(luò)：與正序網(wǎng)絡(luò)有很大的不同，因?yàn)榱阈螂娏鞯耐放c變壓器繞組的接線方式和中性點(diǎn)接地情況有關(guān)，而且流過變壓器中性點(diǎn)接地阻抗中的零序電流是一相零序電流的3倍，需用3倍接地電阻接入零序網(wǎng)絡(luò)。零序網(wǎng)絡(luò)的形成零序網(wǎng)絡(luò)的形成，可以首先從故障點(diǎn)開始，逐個(gè)檢查零序電流的通路，對有零序電流流過的元件，按照它們的零序參數(shù)形成相應(yīng)的等值電路。不對稱短路故障的分析計(jì)算在一個(gè)三相對稱的元件中，如果流過三相正序電流，則在元件上的三相電壓降也是正序的，這一點(diǎn)從物理意義上是很容易理解的。同樣地，如果流過三相負(fù)序電流或零序電流，則元件上的三相電壓降也是負(fù)序的或零序的。也就是說，對于三相對稱的元件，各序分量是獨(dú)立的，即正序電壓只與正序電流有關(guān)，負(fù)序和零序也是如此。不對稱短路故障的分析計(jì)算（續(xù)）對于一個(gè)任意復(fù)雜的電力系統(tǒng)，設(shè)在f

點(diǎn)發(fā)生不對稱短路，使f點(diǎn)三相對地電壓和由f點(diǎn)流出的三相電流（即短路電流）均為三相不對稱，而此時(shí)系統(tǒng)中電源發(fā)出的電動勢仍為三相對稱正序電動勢，各元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、線路等的三相參數(shù)當(dāng)然依舊是對稱的。將故障處電壓和短路電流分解成三組對稱分量，根據(jù)前面的分析，系統(tǒng)中各元件上的各序壓降只與各序電流有關(guān)，從而可以將各序網(wǎng)絡(luò)分解，分別求解。不對稱短路故障的分析計(jì)算（續(xù)）不對稱短路故障的分析計(jì)算（續(xù)）正序網(wǎng)絡(luò)負(fù)序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò)從f點(diǎn)看進(jìn)去的正序等值阻抗從f點(diǎn)看進(jìn)去的負(fù)序等值阻抗從f點(diǎn)看進(jìn)去的零序等值阻抗f點(diǎn)短路前的a相電壓（這里略去下標(biāo)a）該值可由短路前的潮流計(jì)算獲得。單相接地短路的分析計(jì)算f點(diǎn)發(fā)生a相直接接地短路，該點(diǎn)三相對地電壓及流出該點(diǎn)的短路電流具有下列邊界條件：將這些關(guān)系轉(zhuǎn)換為用a相的對稱分量表示，則（略去下標(biāo)a）：單相接地短路的分析計(jì)算（續(xù)）故障相（a相）的短路電流為：單相接地短路的分析計(jì)算（續(xù)）故障點(diǎn)各序電壓：三相電壓：單相接地短路的分析計(jì)算（續(xù)）復(fù)合序網(wǎng)單相接地短路的分析計(jì)算（續(xù)）兩相短路的分析計(jì)算邊界條件：兩相短路故障點(diǎn)沒有零序電流，因?yàn)楣收宵c(diǎn)不與地相連，零序電流沒有通路兩相短路的分析計(jì)算（續(xù)）兩相短路的分析計(jì)算（續(xù)）故障相短路電流兩相短路電流是三相短路電流的倍。所以，一般講，電力系統(tǒng)的兩相短路電流小于三相短路電流。當(dāng)兩相短路的分析計(jì)算（續(xù)）當(dāng)非故障相電壓等于故障前電壓，故障相電壓幅值降低一半。兩相短路的分析計(jì)算（續(xù)）兩相短路接地的分析計(jì)算邊界條件：兩相短路接地的分析計(jì)算（續(xù)）由復(fù)合序網(wǎng)可求得故障處各序電流為故障相的短路電流為兩相短路接地的分析計(jì)算（續(xù)）兩相短路接地流入地中的電流為由復(fù)合序網(wǎng)可求得短路處電壓的各序分量為短路處非故障相的電壓為兩相短路接地的分析計(jì)算（續(xù)）邊界條件兩相短路接地的分析計(jì)算（續(xù)）總結(jié)一下各種短路電流的計(jì)算三相短路電流：單相短路電流：兩相短路電流：兩相短路接地：正序增廣網(wǎng)絡(luò)根據(jù)上面推導(dǎo)的公式可以歸納得出下面的公式正序增廣網(wǎng)絡(luò)短路類型三相短路01單相短路3兩相短路兩相短路接地各種短路對應(yīng)的和的值：不對稱短路時(shí)各序電壓分布序網(wǎng)中電壓分布的一般規(guī)律（1）越靠近電源側(cè)，正序電壓數(shù)值越高；越靠近短路點(diǎn)側(cè)，正序電壓數(shù)值越低。三相短路時(shí)，短路點(diǎn)電壓為零，其他各點(diǎn)電壓降低最嚴(yán)重，單相接地短路時(shí)正序電壓值降低最少（2）越靠近短路點(diǎn)，負(fù)序和零序電壓有效值越高。越遠(yuǎn)離短路點(diǎn)，負(fù)序和零序電壓數(shù)值就越低。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處負(fù)序電壓為零序網(wǎng)中電壓分布第4章電力系統(tǒng)短路及非全相運(yùn)行分析無限大容量電源供電的三相短路的分析與計(jì)算同步發(fā)電機(jī)三相短路分析電力系統(tǒng)不對稱短路的分析與計(jì)算非全相運(yùn)行的分析計(jì)算非全相運(yùn)行的分析計(jì)算非全相運(yùn)行是指一相或兩相斷開的運(yùn)行狀態(tài)，這種情況直接引起三相線路電流和三相斷口兩端間電壓不對稱，而系統(tǒng)其它各處的參數(shù)仍是對稱的。和分析不對稱短路類似，可以將故障處電流電壓分解成三個(gè)序分量，然后利用三個(gè)序網(wǎng)等值電路來計(jì)算故障電壓和電流。未知，所以我們不能利用斷口電壓來列寫電壓方程，必須使用另外的方法。這里介紹疊加原理的分析方法。斷線故障應(yīng)用疊加原理一般斷線前的正常運(yùn)行方式已知，線路電流也是已知的，若把斷線看作是突然疊加一負(fù)的電流源，則可將斷線分解成正常運(yùn)行方式和具有一個(gè)不對稱電流源的故障分量。正常運(yùn)行方式的電流可由潮流計(jì)算獲得，故障分量的計(jì)算可由對稱分量法進(jìn)行計(jì)算，兩者計(jì)算結(jié)果的疊加即為斷線故障的計(jì)算結(jié)果。一相斷線兩相斷線一相斷線的分析故障分量