第章序网络.ppt
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1、第二章第二章 电力系统各元件的电力系统各元件的序阻抗和等值电路序阻抗和等值电路第一节第一节 对称分量法在不对称故障对称分量法在不对称故障分析中的应用分析中的应用一、对称分量法一、对称分量法 在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量可以分解为三相对称的三组相量,这就是可以分解为三相对称的三组相量,这就是“三相相量三相相量对称分量法对称分量法”。当选择。当选择a a相作为基准相时,三相相量相作为基准相时,三相相量与其对称分量之间的关系(如电压)为:与其对称分量之间的关系(如电压)为:1 1、分解公式、分解公式图图21 三相量的三相量的对对称分量称分量(a
2、)正序分量正序分量 (b)负负序分量序分量 (c)零序分量零序分量 以矩阵表示:以矩阵表示:2、合成公式、合成公式二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念某元件的正序阻抗:是指当仅有正序电流通过该元某元件的正序阻抗:是指当仅有正序电流通过该元件时所产生的正序压降与此正序电流之比。件时所产生的正序压降与此正序电流之比。图图22 静止静止电电路路如果在这个电路上施加正序相电压,电路中将流过正如果在这个电路上施加正序相电压,电路中将流过正序电流,而中性线电流为零。此时的相电压与相电流之序电流,而中性线电流为零。此时的相电压与相电流之比,即为该电路的比,即为该电路的正序阻抗正序阻抗。设。设a a相的电流为相的
3、电流为 ,则,则 ,由图中容易得出,由图中容易得出可见,可见,a a相正序阻抗为相正序阻抗为 b b相正序阻抗为相正序阻抗为 c c相正序阻抗为相正序阻抗为 正序阻抗就是电路在正常对称运行状态下的一相等值正序阻抗就是电路在正常对称运行状态下的一相等值阻抗。阻抗。如在这个电路上施加负序相电压,则电路中流过如在这个电路上施加负序相电压,则电路中流过负序相电流,且中性线电流为零。此时相电压与相电负序相电流,且中性线电流为零。此时相电压与相电流之比叫做该电路的流之比叫做该电路的负序阻抗负序阻抗,它们在三相中也是相,它们在三相中也是相同的,各相的负序阻抗为同的,各相的负序阻抗为负序阻抗与正序阻抗恰好相等
4、。负序阻抗与正序阻抗恰好相等。如在这个电路上施加零序电压,则电路中将流过零序如在这个电路上施加零序电压,则电路中将流过零序相电流,且流过中线的电流为每相电流的三倍。此时相相电流,且流过中线的电流为每相电流的三倍。此时相电压与相电流之比叫做电路的电压与相电流之比叫做电路的零序阻抗零序阻抗。设。设a a相的电流相的电流为为 ,则,则 ,同样由图可得:同样由图可得:可见,可见,a a相的零序阻抗为相的零序阻抗为b b相的零序阻抗为相的零序阻抗为c c相的零序阻抗为相的零序阻抗为可见,零序阻抗在三相中是相同的。可见,零序阻抗在三相中是相同的。三对称分量法在不对称故障分析中的应用三对称分量法在不对称故障
5、分析中的应用图图23 简单电简单电力系力系统单统单相短路相短路单单相短路等相短路等值电值电路路故障点故障点处处等等值值故障点故障点处电处电气量分解气量分解正序网正序网络络负负序网序网络络图图24 利用对称分量法分析电力系统的不对称短路利用对称分量法分析电力系统的不对称短路注注 电势源符号中箭头指向为电势升的方向;电压的箭头指向表示电势降的正方向电势源符号中箭头指向为电势升的方向;电压的箭头指向表示电势降的正方向零序网零序网络络 图图25 (a)正序、正序、(b)负序和(负序和(c)零序等值网络)零序等值网络 各序网络电压方程式各序网络电压方程式又称为又称为序网方程序网方程,它对各种不对称对称短
6、路都是适用,它对各种不对称对称短路都是适用的。它说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电的。它说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电压间的相互关系。表示了不对称短路的压间的相互关系。表示了不对称短路的共性共性。根据不。根据不对称短路的类型可以得到三个说明短路性质的补充条对称短路的类型可以得到三个说明短路性质的补充条件,它们表示了各种不对称短路的件,它们表示了各种不对称短路的特性特性,通常称为,通常称为故故障条件或边界条件障条件或边界条件。例如,单相(。例如,单相(a a)相接地的故障条)相接地的故障条件为件为,用各序对称分量表示可得:,用各序对称分量表示可得:应用对称分量法计算电力系统的不对
7、称故障,其步骤应用对称分量法计算电力系统的不对称故障,其步骤大致如下:大致如下:1.1.计算电力系统各元件的各序阻抗;计算电力系统各元件的各序阻抗;2.2.制定电力系统的各序网络;制定电力系统的各序网络;3.3.由各序网络和故障条件列出对应方程;由各序网络和故障条件列出对应方程;4.4.从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量,从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量,将相应的各序分量相加,以求得故障点的各相电流和各将相应的各序分量相加,以求得故障点的各相电流和各相电压。相电压。5.5.计算各序电流和各序电压在网络中的分布,进而计算各序电流和各序电压在网络中的分布,进而求得各指定支路的各相
8、电流和指定节点的各相电压。求得各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。第二章第二章 电力系统各元件的电力系统各元件的序阻抗和等值电路序阻抗和等值电路第二节第二节 电力系统元件的各电力系统元件的各序阻抗序阻抗一、架空线路的序阻抗一、架空线路的序阻抗线路的正序阻抗为:线路的正序阻抗为:线路的线路的正序电抗正序电抗为为线路的负序阻抗为线路的负序阻抗为线路的线路的负序电抗负序电抗为为架空线路的正序阻抗与负序阻抗相等,正序电抗与负序阻架空线路的正序阻抗与负序阻抗相等,正序电抗与负序阻抗相等,即抗相等,即图图26 三相对称架空线路三相对称架空线路 线路的零序电抗为:线路的零序电抗为:二、电缆二、电缆正序
9、电阻和正序电抗的数值由制造厂供给;电缆的正序电阻和正序电抗的数值由制造厂供给;电缆的零序阻抗:零序阻抗:对于电缆的对于电缆的 和和 很难找到适当的平均值。在近很难找到适当的平均值。在近似计算中,对于三芯电缆可采用似计算中,对于三芯电缆可采用在实用计算时,电缆的电抗可取表在实用计算时,电缆的电抗可取表2323所列的平均值。所列的平均值。表表22 22 架空架空线线路各序阻抗的平均路各序阻抗的平均值值架空架空线线路种路种类类正序正序电电抗和抗和负负序序电电抗抗零序零序电电抗抗备备注注无无避雷避雷线线的的架架空空线线路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值有有钢质钢质避雷避雷线线的的架空架空线线
10、路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值有良有良导导体体避雷避雷线线的的架架空空线线路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值 表表23 23 电缆电缆的的电电抗平均抗平均值值元件名称元件名称1KV三芯三芯电缆电缆0.060.71KV四芯四芯电缆电缆0.0660.176 610KV10KV三芯三芯电缆电缆0.0835KV三芯三芯电缆电缆0.12电抗平均值电抗平均值()三、发电机三、发电机 由正序磁通所产生的电势与正序电流之比称由正序磁通所产生的电势与正序电流之比称正序正序电抗电抗,由负序磁通所产生的电势与负序电流之比称为,由负序磁通所产生的电势与负序电流之比称为负序电抗负序电抗,由零序磁
11、通所产生的电势与零序电流之比,由零序磁通所产生的电势与零序电流之比称为称为零序电抗零序电抗。在短路电流实用计算方法中,以在短路电流实用计算方法中,以发电机的次暂态发电机的次暂态电抗电抗 XdXd作为它的正序电抗作为它的正序电抗。发电机的负序电抗发电机的负序电抗 Xd Xd的值在的值在 Xq Xq与之间变化。与之间变化。当发电机三相定子绕组通过零序电流时,各相磁当发电机三相定子绕组通过零序电流时,各相磁势大小相等,时间上同相,在空间上各相隔势大小相等,时间上同相,在空间上各相隔1201200 0,因此,因此磁势总和为零。对转子绕组而言,没有匝链的磁通,磁势总和为零。对转子绕组而言,没有匝链的磁通
12、,所以零序电流只能产生定子绕组的漏磁通,但它与正所以零序电流只能产生定子绕组的漏磁通,但它与正序电抗和负序电抗所产生的漏磁通有所不同,零序电抗和负序电抗所产生的漏磁通有所不同,零 序电抗的大小与发电机的绕组型式有关。序电抗的大小与发电机的绕组型式有关。发电机的各序电抗值一般由实测确定,平均值列发电机的各序电抗值一般由实测确定,平均值列于表于表2424中。中。发电机的电阻阻值很小,可以忽略不计。发电机的电阻阻值很小,可以忽略不计。表表24 24 发电发电机机电电抗的平均抗的平均值值发电机种类正序电抗负序电抗 零序电抗中容量汽轮发电机0.1250.160.06有阻尼绕组的水轮发电机0.20.250
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