《繼電保護基礎知識》ppt課件

1、繼電保護基礎知識,基本概念,交流電的概念,如果電流或電壓每經(jīng)過一定時間 （T ）就重復變化一次，則此種電壓 、電流稱為周期性交變電壓或電流。如正弦波、方波、三角波、鋸齒波 等。 記做： u(t) = u(t + T ),一、 正弦交流電路的基本概念,１、概述,隨時間按正弦規(guī)律變化的交變電壓和電流，稱為正弦電壓和正弦電流，統(tǒng)稱為正弦量或正弦交流。電流（電壓）是按正弦規(guī)律變化的電路，稱為正弦電流電路或

2、交流電路。,正弦電流電路,正弦量的三要素,Im表示正弦電流i在整個變化過程中的最大值，稱為振幅,正弦量的三要素之一 —— 振幅,引入有效值的概念后，正弦量瞬時值的數(shù)學表達式可寫成：,2 相量法,（1）復數(shù)的基本概念,式中a1為復數(shù)A的實部，a2為虛部， j＝ 稱為虛單位。,復數(shù)的三角函數(shù)形式：,復數(shù)的指數(shù)形式：,復數(shù)的極坐標形式：,復數(shù)的幾何形式：,有向線段OB ' 代表復數(shù)(-B)，有向線段OC &#

3、39; 代表復數(shù)C。,由于A-B＝A＋(-B)復數(shù)C為復數(shù)A與復數(shù)B之差。,（2旋）轉因子,復數(shù) 稱為旋轉因子，它的模為1，輻角為 。,任意復數(shù)乘以 等于把該復數(shù)在復平面上逆時針方向旋轉一個角度 ，而模保持不變。,1. 描述正弦量的有向線段稱為相量 (phasor )。若正弦量的輻值用最大值表示 ，則用符號：,（３）相量的書寫方式,2. 在實際應用中輻值更多采用有效值,則用符號：,4. 相量

4、符號 包含正弦量輻值與初相角的信息。,相量的復數(shù)表示,設a、b為正實數(shù),復數(shù)符號法,小結：正弦波的四種表示法,,瞬時值,,,,,,,,單一參數(shù)正弦交流電路的分析計算小結,,,,,,電路參數(shù),,電路圖（正方向）,復數(shù)阻抗,電壓、電流關系,,瞬時值,有效值,相量圖,相量式,功率,有功功率,無功功率,,,,,,,,,R,,,,,,,i,u,設,則,,,u、 i 同相,0,L,,,,,i,u,C,,,,,i,u

5、,,,,,設,則,設,則,,u領先 i 90°,,,u落后i 90°,,0,0,基本關系,,,,,?,,?,,?,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A,X,Y,C,B,Z,S,N,,,,,?,三線圈空間位置各差120o,轉子裝有磁極并以? 的速度旋轉。三個線圈中都會感應出正弦電壓。,對稱三相電源,三、 三相電路,特征：　 大小相等，頻率相同，相位互差120º。,對稱三相正弦電壓：

6、（以uA為參考正弦量）,,正序：相序A-B-C (BCA,CAB),負序：相序A-C-B (CBA,BAC),1. 電源的Y形聯(lián)接,對稱三相電源和負載的Y形和△形聯(lián)接,相電壓：火線對零線間的電壓。,線電壓：火線間的電壓。,,,,線電壓和相電壓的關系：,,同理：,,特點：線電壓=相電壓,2. 電源的△形聯(lián)接,三相負載的聯(lián)接：,,,,,,A,C,B,N,Z,Z,Z,,,,相電流(負載上的電流)：,,,,,,,,負載星形接法及計算,,,,

7、,,,A,C,B,N,Z,Z,Z,,,,,,,,,負載星形接法特點,: 零線電流,,,對稱三相電路,三相總有功功率：,平均功率、無功功率和視在功率,1.平均功率,?,在對稱三相電路中，不論負載何種聯(lián)接，平均功率總是為線電壓、線電流和功率因數(shù) 三者乘積的 倍。,3.視在功率:（表觀功率）,2.無功功率,對稱三相電路,對稱三相電路,互感現(xiàn)象,三、 互感電路,線圈1的自感磁通鏈：,線圈2的互感磁通鏈：,由于鄰近

8、線圈中的變動電流，在其它線圈中產(chǎn)生互感磁通，從而引起互感電壓，這種現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象。,同名端,1和4，2和3為同名端；1和3，2和4為異名端。,在正弦交流的情況下，互感電壓可用相量表示：,,,異名端的判定,若電流表指針正偏，則與電流表“＋”端相連的端鈕４和電流流入的端鈕１為異名端；若電流表指針反偏，則端鈕1和端鈕3為異名端。,,,四、對稱分量法基本概念,１、電力系統(tǒng)不對稱運行狀態(tài)的主要原因：①外施電壓不對稱。三相電流也不對稱。②各相

9、負載阻抗不對稱。當初級外施電壓對稱，三相電流不對稱。不對稱的三相電流流經(jīng)變壓器，導致各相阻抗壓降不相等，從而次級電壓也不對稱。③外施電壓和負載阻抗均不對稱。,對稱的三相系統(tǒng)：三相中的電壓Ua、Ub、Uc對稱，只有一個獨立變量。如三相相序為a、b、c，由Ua得出其余兩相電壓Ub=α2 Ua, Uc=αUa (4—1)復數(shù)算子α＝ej120＝e-j240α = cos120°+j sin120°

10、α2＝ej240＝e-j120α3＝ej360＝ej0＝1,三相不對稱系統(tǒng)：三相中的電壓Ua、Ub、Uc互不相關——大小不一定相等，相位關系不固定Ua、Ub、Uc為三個獨立變量,把不對稱的三相系統(tǒng)分解為三個獨立的對稱系統(tǒng)，即正序系統(tǒng)、負序系統(tǒng)和零序系統(tǒng),,,Ua、Ub、Uc為不對稱三相電壓下標“+”、“-”、“0”分別表示正序、負序和零序,,正序電壓Ua+、Ub+、Uc+組成正序系統(tǒng),約束條件Ub+=α2 U

11、a+, Uc+=αUa+性質：每相大小相等，彼此相位差120?，相序為a->b->c。,各相負序電壓Ua-、Ub-、Uc-組成負序系統(tǒng),約束條件Ub-=αUa-, Uc-=α2Ua-性質：每相大小相等，彼此相位差120，相序為a->c->b。,逆時針,各相零序電壓Ua0、Ub0、Uc0組成零序系統(tǒng),約束條件Ub0=Ua0, Uc0=Ua0性質：每相大小

12、相等且同相位。共同性質：三相大小相等，彼此之間相位差相等,A0B0C0,序阻抗三相參數(shù)對稱時，各序對稱分量具有獨立性元件的序阻抗，指元件的三相參數(shù)對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件同一序電流的比值。三相參數(shù)不對稱時，序阻抗矩陣不是對角矩陣：正序電流產(chǎn)生的電壓降中，不是只含正序分量，還可能含負序和零序分量。對稱分量法將故障點的不對稱表示為電壓/電流的不對稱。,例：單相短路（空載）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

13、,,,,,,,,例：單相短路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例：單相短路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例： 單相短路,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例： 單相短路(正序網(wǎng)絡),,,,,,,,,

14、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例： 單相短路(負序網(wǎng)絡),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例： 單相短路(零序網(wǎng)絡),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,例：單相短路,序網(wǎng)絡方程,邊界條件,邊界條件,序網(wǎng)絡方程,電力系統(tǒng)的序

15、網(wǎng)絡同步發(fā)電機的負序和零序電抗對稱運行時,只有正序電勢和正序電流,電機參數(shù) 都是正序參數(shù)。不對稱短路時的負序和零序電抗一般用三角形接法把零序電流隔開異步電動機和綜合負荷的序阻抗一般用三角形接法把零序電流隔開架空線路的零序阻抗和等值電路,,,,變壓器的零序阻抗和等值電路（1）若存在三角形接法的繞組，Xm0（2）三角形接法的繞組X0與Xm0并聯(lián)（3）Y接法：無零序電

16、流（4）Y0接法：有零序電流，Xn乘以3,序網(wǎng)絡的制定正、負序網(wǎng)絡：不含中性點接地阻抗 空載線路和空載變壓器零序網(wǎng)絡：不含發(fā)電機、負荷 Y形接法的變壓器例,例,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,~,~,T1,T2,T3,T4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,L1,L2,L3,L4,X

17、n2,Xn1,G1,G2,,,,簡單不對稱短路的分析計算單相接地短路按邊界條件將三個序網(wǎng)連接起來，得到復合序網(wǎng),,,簡單不對稱短路的分析計算單相接地短路復合序網(wǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,簡單不對稱短路的分析計算兩相短路復合序網(wǎng),,,簡單不對稱短路的分析計算兩相短路復合序網(wǎng),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1）正序、負序和零序系統(tǒng)都是對稱系統(tǒng)。當求得各個對稱分