電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算課件

8-1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的分析正序等效定則（重點(diǎn)）8-2電壓和電流對(duì)稱(chēng)分量經(jīng)變壓器后的相位變換（重點(diǎn)）8-3非全相斷線(xiàn)的分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8/19/20231電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8-1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障8-1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的分析8/19/20232電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8-1簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的分析8/4/2023圖8-1單相接地短路單相（a相）接地短路的邊界條件：，，一、單相（a相）接地短路用對(duì)稱(chēng)分量表示為:和兩相短路接地比較8/19/20233電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算圖8-1單相接地短路單相（a相）接地短路的邊界條件：，化簡(jiǎn)整理后，得各序分量的求解方法：解方程組復(fù)合序網(wǎng)法8/19/20234電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算化簡(jiǎn)整理后，得各序分量的求解方法：8/4/20234電力系統(tǒng)1、解方程組8/19/20235電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算1、解方程組8/4/20235電力系統(tǒng)分析第八章電力系各序分量確定為:8/19/20236電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算各序分量確定為:8/4/20236電力系統(tǒng)分析第八章電2、復(fù)合序網(wǎng)法邊界條件：8/19/20237電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算2、復(fù)合序網(wǎng)法邊界條件：8/4/20237電力系統(tǒng)分析第構(gòu)造復(fù)合序網(wǎng)※圖8-2單相短路的復(fù)合序網(wǎng)正、負(fù)、零三序網(wǎng)的串聯(lián)8/19/20238電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算構(gòu)造復(fù)合序網(wǎng)※圖8-2單相短路的復(fù)合序網(wǎng)正、負(fù)、零三序網(wǎng)8/19/20239電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8/4/20239電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障8/19/202310電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8/4/202310電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故短路點(diǎn)非故障相的對(duì)地電壓為短路點(diǎn)故障相電流為8/19/202311電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算短路點(diǎn)非故障相的對(duì)地電壓為短路點(diǎn)故障相電流為8/4/20238/19/202312電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8/4/202312電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故圖8-4兩相短路邊界條件為:二、兩相（b相和c相）短路對(duì)稱(chēng)分量表示為:8/19/202313電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算圖8-4兩相短路邊界條件為:二、兩相（b相和c相）短路對(duì)稱(chēng)整理后，可得由此構(gòu)造復(fù)合序網(wǎng)（正序網(wǎng)和負(fù)序網(wǎng)相并聯(lián)）圖8-5兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)求出∴沒(méi)有零序網(wǎng)絡(luò)8/19/202314電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算整理后，可得由此構(gòu)造復(fù)合序網(wǎng)（正序網(wǎng)和負(fù)序網(wǎng)相并聯(lián)）圖8-5短路電流絕對(duì)值：短路點(diǎn)各相對(duì)地電壓為:短路點(diǎn)故障相的電流為:8/19/202315電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算短路電流絕對(duì)值：短路點(diǎn)各相對(duì)地電壓為:短路點(diǎn)故障相的電流為:圖8-6兩相短路接地邊界條件為:三、兩相（b相和c相）短路接地用對(duì)稱(chēng)分量表示為:和單相短路比較8/19/202316電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算圖8-6兩相短路接地邊界條件為:三、兩相（b相和c相）短路化簡(jiǎn)整理后，得8/19/202317電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算化簡(jiǎn)整理后，得8/4/202317電力系統(tǒng)分析第八章電圖8-7兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)（正、負(fù)、零三序網(wǎng)的并聯(lián)）

8/19/202318電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算圖8-7兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)8/4/202318電力系統(tǒng)各序分量確定為:可求得:圖8-7兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)（正、負(fù)、零三序網(wǎng)的并聯(lián)）

8/19/202319電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算各序分量確定為:可求得:圖8-7兩相短路接地的復(fù)合序網(wǎng)8/短路電流為短路點(diǎn)非故障相的對(duì)地電壓為短路點(diǎn)故障相電流為8/19/202320電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算短路電流為短路點(diǎn)非故障相的對(duì)地電壓為短路點(diǎn)故障相電流為8/4所有短路類(lèi)型短路電流的正序分量可以統(tǒng)一寫(xiě)成表示附加電抗，上角標(biāo)（n）代表短路類(lèi)型。短路電流的絕對(duì)值與正序分量的絕對(duì)值成正比，即式中為比例系數(shù)，其值視短路類(lèi)型而定。

四、正序等效定則

8/19/202321電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算所有短路類(lèi)型短路電流的正序分量可以統(tǒng)一寫(xiě)成表示附加電抗，上角

短路類(lèi)型f(n)三相短路f(3)01兩相短路接地f(1,1)兩相短路f(2)單相短路f(1)3如下表8-1所示：8/19/202322電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算三相短路f(3)0※正序等效定則的物理意義把不對(duì)稱(chēng)短路可以轉(zhuǎn)化為對(duì)稱(chēng)短路通過(guò)添加附加電抗8/19/202323電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算※正序等效定則的物理意義把不對(duì)稱(chēng)短路可以轉(zhuǎn)化為對(duì)稱(chēng)短路8/4五、不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的分布1、正序電壓分量越靠近電源點(diǎn)，電壓分量越高；越靠近短路點(diǎn)，電壓分量越低。電源點(diǎn)的正序電壓最高，在電源與短路點(diǎn)之間正序電壓逐漸降低，短路點(diǎn)處正序電壓最低，就等于故障點(diǎn)正序電壓分量。單相短路接地時(shí)正序電壓值降低最少；兩相短路接地時(shí)正序電壓降低的情況僅次于三相短路；三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的正序電壓為零，系統(tǒng)中其他各點(diǎn)的正序電壓降低最嚴(yán)重。8/19/202324電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算五、不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓的分布1、正序電壓分量越靠近2、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源，短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓分量相當(dāng)于電源，因此短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓值最大，最大等于故障點(diǎn)的負(fù)序、零序電壓分量。越遠(yuǎn)離短路點(diǎn)負(fù)序和零序電壓值越小。8/19/202325電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算2、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有電源，短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓分量相當(dāng)Uf1=Uf2Uf1=0Uf1=Uf2=Uf0Uf1=Uf2+Uf0f(1)f(1,1)f(2)f(3)U1U2U0U1U2U0U1U2U08/19/202326電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算Uf1=Uf2Uf1=0Uf1=Uf2=Uf0Uf1=Uf2各節(jié)點(diǎn)負(fù)序分量越大，電壓不對(duì)稱(chēng)程度越大單相短路的不對(duì)稱(chēng)程度最小8/19/202327電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算各節(jié)點(diǎn)負(fù)序分量越大，電壓不對(duì)稱(chēng)程度越大8/4/202327電重點(diǎn)難點(diǎn)分析復(fù)合序網(wǎng)的制定：根據(jù)各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障，用經(jīng)序量表示的邊界條件來(lái)制定復(fù)合序網(wǎng)。單相短路復(fù)合序網(wǎng)等效成正、負(fù)、零序網(wǎng)串聯(lián)；兩相短路復(fù)合序網(wǎng)等效成正、負(fù)序并聯(lián)；兩相短路接地等效成正、負(fù)、零序網(wǎng)的并聯(lián)。正序等效定則：根據(jù)各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障，總結(jié)出統(tǒng)一的正序分量算式。公式表明了一個(gè)很重要的概念：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的情況下，短路點(diǎn)電流的正序分量，與在短路點(diǎn)每一相中加入附加電抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。8/19/202328電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算重點(diǎn)難點(diǎn)分析復(fù)合序網(wǎng)的制定：根據(jù)各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)故障，用經(jīng)序量8-2電壓和電流對(duì)稱(chēng)分量經(jīng)變壓器后的相位變換圖8-13Y,y0接法變壓器兩側(cè)電壓的正負(fù)序分量的相位關(guān)系8/19/202329電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8-2電壓和電流對(duì)稱(chēng)分量經(jīng)變壓器后的相位變換圖8-13圖8-14Y,d11接法變壓器兩側(cè)電壓的正負(fù)序分量的相位關(guān)系8/19/202330電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算圖8-14Y,d11接法變壓器兩側(cè)電壓的正負(fù)序分量的相位結(jié)論Y→Δ：正序分量逆時(shí)針移30o；負(fù)序分量順時(shí)針移30o；Δ側(cè)無(wú)零序。Δ→Y：正序分量順時(shí)針移30o；負(fù)序分量逆時(shí)針移30o；Δ側(cè)無(wú)零序，Y側(cè)也無(wú)零序。8/19/202331電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算結(jié)論Y→Δ：正序分量逆時(shí)針移30o；負(fù)序分量順時(shí)針移30o；8-3非全相斷線(xiàn)的分析計(jì)算電力系統(tǒng)中大多數(shù)是短路故障（橫向故障）電力系統(tǒng)還會(huì)發(fā)生斷線(xiàn)故障（縱向故障）縱向故障主要是單相斷線(xiàn)和兩相斷線(xiàn)，又稱(chēng)非全相運(yùn)行。造成電力系統(tǒng)非全相運(yùn)行的原因：例如導(dǎo)線(xiàn)的一相或兩相斷線(xiàn)；某一線(xiàn)路發(fā)生單相短路接地后，故障相的斷路器跳閘。電力系統(tǒng)非全相運(yùn)行時(shí)，同樣會(huì)產(chǎn)生負(fù)序和零序分量的電流。負(fù)序電流對(duì)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子有危害；零序電流對(duì)輸電線(xiàn)附近的通訊線(xiàn)路有干擾；負(fù)序和零序電流還可能引起某些繼電保護(hù)誤動(dòng)作。8/19/202332電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8-3非全相斷線(xiàn)的分析計(jì)算電力系統(tǒng)中大多數(shù)是短路故障（橫非全相斷線(xiàn)abcff’單相abcff’兩相8/19/202333電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算非全相斷線(xiàn)abcff’單相abcff’兩相8/4/202338/19/202334電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故障的分析和計(jì)算8/4/202334電力系統(tǒng)分析第八章電力系統(tǒng)不對(duì)稱(chēng)故1、一相斷線(xiàn)（a）用對(duì)稱(chēng)分量表示化簡(jiǎn)后: