第7章序阻抗

1、第7章電力系統(tǒng)簡單不對稱故障的分析計算,對稱分量法對稱分量法在不對稱故障分析計算中的應(yīng)用電力系統(tǒng)元件序參數(shù)及系統(tǒng)的序網(wǎng)圖,1、什么是對稱分量法？2、為什么要引入對稱分量法？,分析過程是什么？,1、各元件的序參數(shù)是怎樣的？2、如何繪制電力系統(tǒng)的序網(wǎng)圖？,7.1 對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,一、對稱分量法,一、對稱分量法,正序分量：三相量大小相等，互差1200，且與系統(tǒng)正常運行相序相同。負序分量：三相量大小相等，互差12

2、00，且與系統(tǒng)正常運行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。,,,逆時針旋轉(zhuǎn)1200,,一、對稱分量法,三相量用三序量表示三序量用三相量表示,,,,,,,,二、序阻抗的概念,靜止的三相電路元件序阻抗,,,,,,,稱為序阻抗矩陣,當元件參數(shù)完全對稱時,二、序阻抗的概念,,,,,結(jié)論：在三相參數(shù)對稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨立性，因此，可以對正序、負序、零序分量分別進行計算。,二、序阻抗的概念,序阻抗：元件三相參數(shù)

3、對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件的同一序電流的比值。,,,,,正序阻抗,負序阻抗,零序阻抗,三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,一臺發(fā)電機接于空載線路，發(fā)電機中性點經(jīng)阻抗Zn接地。a相發(fā)生單相接地,三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,a相接地的模擬,,三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,,將不對稱部分用三序分量表示,,應(yīng)用疊加原理進行分解,三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,正序網(wǎng),,,,三、對稱分量法在不對

4、稱短路計算中的應(yīng)用,負序網(wǎng),,三、對稱分量法在不對稱短路計算中的應(yīng)用,零序網(wǎng),,,,,計算不對稱故障的基本原則,把故障處的三相阻抗不對稱表示成電壓和電流相量的不對稱，使系統(tǒng)其它部分保持為三相阻抗對稱的系統(tǒng)。 借助對稱分量法，利用三相阻抗對稱電路各序具有獨立性的特點，分別進行計算。,7.2 電力元件的各序參數(shù)及等值電路,靜止元件：正序阻抗等于負序阻抗，不等于零序阻抗。如：變壓器、輸電線路等。旋轉(zhuǎn)元件：各序阻抗均不

5、相同。如：發(fā)電機、電動機等元件。,一、同步發(fā)電機的負序和零序電抗,1 同步發(fā)電機的負序電抗負序旋轉(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），負序電抗會發(fā)生周期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機無阻尼繞組發(fā)電機,1 同步發(fā)電機的負序電抗,實用計算中發(fā)電機負序電抗計算 有阻尼繞組 無阻尼繞組發(fā)電機負序電抗近似估算值有阻尼繞組

6、 無阻尼繞組無確切數(shù)值，可取典型值,,,2.同步發(fā)電機的零序電抗,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。同步發(fā)電機零序電抗在數(shù)值上相差很大（繞組結(jié)構(gòu)形式不同）：零序電抗典型值,二、異步電動機和綜合負荷的序阻抗,異步電機和綜合負荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.6或X1=1.2；異步電機負序阻抗：X2=0.2；綜合負荷負序阻抗：X2=0.35；

7、異步電機和綜合負荷的零序電抗：X0=∞。,二、異步電動機和綜合負荷的序阻抗,二、異步電動機和綜合負荷的序阻抗,三、變壓器的零序電抗及其等值電路,普通變壓器的零序阻抗及其等值電路正序、負序和零序等值電路結(jié)構(gòu)相同。,1 .普通變壓器的零序阻抗及其等值電路,漏磁通的路徑與所通電流的序別無關(guān)，因此變壓器的各序等值漏抗相等。勵磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負序電流的主磁通路徑相同，負序勵磁電抗與正序勵磁電抗相等。因此，變壓器的正、負序等值電

8、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)。,零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗 （Xm=∞）,零序勵磁電抗等于正序勵磁電抗（Xm=∞）,零序勵磁電抗比正序勵磁電抗小得多：Xm0=0.3~1.0,Xm∝λ(磁導)∝ 1/Rm,2.變壓器的零序等值電路與外電路的連接,基本原理 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徑，因此，與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點是否接地有關(guān)。零序

9、電壓施加于相線與大地之間。,考慮三個方面：（1）當外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時，如果能在該側(cè)產(chǎn)生零序電流，則等值電路中該側(cè)繞組端點與外電路接通；反之，則斷開。根據(jù)這個原則：只有中性點接地的星形接法繞組才能與外電路接通。（2）當變壓器繞組具有零序電勢（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時，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)繞組端點與外電路接通，否則斷開。據(jù)此：只有中性點接地星形接法繞組才能與外電路接通。（3）

10、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，在等值電路中該側(cè)繞組端點接零序等值中性點。,Y0/Δ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,三繞組變壓器的零序等值電路,,jX1,jXⅡ,jXⅢ,jXm0,,,,,,Y0/Δ/Y,Y0/Δ/Y0,Y0/Δ/Δ,Y0/ Y/Y0,1,3,2,3.中性點有接地電阻時變壓器的零序等值電路,,,,,,變壓器中性點經(jīng)電抗接地時的零序等值電

11、路,4.自耦變壓器的零序阻抗及其等值電路,a) 中性點直接接地的自耦變壓器,b) 中性點經(jīng)電抗接地的自耦變壓器,,四、架空線路的零序阻抗及其等值電路,零序電流必須借助大地及架空地線構(gòu)成通路,四、架空線路的零序阻抗及其等值電路,零序阻抗比正序阻抗大,（1）回路中包含了大地電阻,（2）自感磁通和互感磁通是助增的,四、架空線路的零序阻抗及其等值電路,平行架設(shè)雙回線零序等值電路,平行架設(shè)雙回輸電線路的零序等值電路 (首端相連),四、架空線路的零

12、序阻抗及其等值電路,有架空地線的情況：零序阻抗有所減小。???,四、架空線路的零序阻抗及其等值電路,實用計算中一相等值零序電抗,無架空地線的單回線路,有鋼質(zhì)架空地線的雙回線路,有鋼質(zhì)架空地線的單回線路,有良導體架空地線的單回線路,無架空地線的雙回線路,有良導體架空地線的雙回線路,,,,,,,7.3、電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò),等值電路的繪制原則 根據(jù)電力系統(tǒng)的原始資料，在故障點分別施加各序電勢，從故障點開始，查明各序電流的流通情況，凡是某序

13、電流能流通的元件，必須包含在該序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的序參數(shù)及等值電路表示。,42,特點：正序電動勢就是發(fā)電機的電動勢。流過正序電流的全部元件的阻抗均用正序阻抗表示。不包括中性點接地阻抗、空載線路、空載變壓器。短路點處要加上短路點正序分量，短路點計為f1，零電位點計為01。,一、正序網(wǎng)絡(luò),正序網(wǎng)絡(luò),,f1,,,,,,,O1,jX1(G1),jXT1,jXL1,jXL2,jX1,jXⅡ,jXⅢ,jX1(G2),jXL4,jXT4,jX

14、1(LD),44,令電源電勢等于零。流過負序電流的全部元件的阻抗均用負序阻抗表示。旋轉(zhuǎn)元件x1≠x2；靜止元件x1＝x2。不包括中性點接地阻抗、空載線路、空載變壓器。短路點處要加上短路點負序分量，短路點計為f2，零電位點計為o2。電源、負荷中性點電位為0。,二、負序網(wǎng)絡(luò),無源網(wǎng)絡(luò),負序網(wǎng)絡(luò),正序網(wǎng)絡(luò),三、零序網(wǎng)絡(luò),發(fā)電機無零序電勢。在不對稱故障點加等值零序電壓源，由它提供零序電流零序電流不流過電動機等負荷，不需要建立零序電路

15、。零序電流流通經(jīng)過的元件才在零序網(wǎng)絡(luò)中計入其零序電抗（注意變壓器中性點的工作方式）。正確處理中性點接地電抗xn，單相零序網(wǎng)中，應(yīng)接3xn，零電位點和00連接起來。,無源網(wǎng)絡(luò),零序網(wǎng)絡(luò)：必須首先確定零序電流的流通路徑。,,零序網(wǎng)絡(luò),例7-4,,,f0,,,,O0,jXT1,j3Xn1,jX0(L1),jX0(L2),jX1,jXⅡ,jXⅢ,j3Xn2,jX0(L3),jXT3,補充例題,補充例題,習題：,三相四柱式,正序,零序,重點難

16、點分析,需特別注意理解對稱分量法的具體含義及掌握變壓器各序等值電路的確定。本章的重點是零序網(wǎng)絡(luò)的制定，這也是本章的難點。三相零序電流大小相同相位相同，必須經(jīng)過大地（或架空地線、電纜包皮等）形成通路，制訂零序網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)從故障點開始，仔細查明零序電流的流通情況。變壓器的零序等值電路只能在Y0側(cè)與系統(tǒng)的零序網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，D側(cè)和Y側(cè)都同系統(tǒng)斷開，D側(cè)還須自行短接。在一相零序等值網(wǎng)絡(luò)中，中性點接地阻抗須以其三倍值表示。零序網(wǎng)絡(luò)也是無源網(wǎng)絡(luò)。,作業(yè)