电力系统暂态分析-第5章-不对称故障的分析计算.ppt

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1、电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压5.2 非故障处电流电压的计算 5.3 非全相运行的分析计算5.4 计算机计算程序原理框图,第五章 不对称故障的分析计算,1,+,+,2,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,一、简单不对称短路的分析计算,不对称网络可分解成对称网络，如右图所示：,电力系统暂态分析,+,+,3,三相对称网络可用单相对称网络分析，如右图所示：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,4,进一步简化为：,建立各序网的基本方程：,序网络图a）正序网络 b）负序网络 c）零序网络,问：这个方程组中哪些参数是已知的，哪些参

2、数是未知的?,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,5,1单相接地短路,单相接地短路,下图表示a相接地短路。,序网络,单相接地短路的其他特征,边界条件,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,边界条件怎么用?,基本方程,6,由,另外,所以边界条件表示为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,7,短路点的各序分量电流为：,求解,短路点的各序分量电压为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,8,短路点的故障相电流为：,单相接地短路电流为:,短路点的非故障相对地电压为:,电力系统暂态分析

3、,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,9,相量图,单相接地短路时短路点的电压和电流相量图如下所示。,单相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图 b）电流相量图,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,10,单相接地短路的复合序网,复合序网,是指根据边界条件所确定的短路点各序量之间的关系，由各序网络互相连接起来所构成的网络。,单相接地短路的复合序网如右图所示。,问：为什么中性点不接地系统的单相短路电流为零?,问：如果是单相经电抗接地，如何计算呢?,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,11,单相经电抗接地短路,下图表示a相

4、经电抗接地短路。,序网络,边界条件,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,基本方程,12,所以a相经阻抗接地的边界条件表示为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,复合序网图,计算求解,例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：,发电机G：,变压器T：,线路l：,试计算k点发生a相单相接地短路时的短路电流及非故障相的电压有名值。,13,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,正序网：,负序网：,零序网：,14,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,解：,选取基准容量SB=100M

5、VA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别为：,变压器T：,线路L1：,发电机G：,15,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,计算序电抗：,16,计算序电流：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,17,短路点的故障相电流为：,短路点的各序分量电压为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,18,短路点的非故障相对地电压为:,短路点的非故障相对地电压有名值为:,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,19,2两相短路（b、c两相短路）,边界条件,两相短路,右图表示b、c两相短路

6、。,序网络,各序网的基本方程为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,20,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,问：两相短接短路故障有零序电流吗？,21,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,22,两相短路（b、c两相短路）边界条件,复合序网：,联立,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,23,短路点的各序分量电压：,短路点的故障相电流为：,所以：,短路点的各序分量电流为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,24,短路点各相对地电压为：,在远离发电

7、机的地方发生两相短路时，可认为，则两相短路电流为：,两相短路电流:,上式表明，两相短路电流为同一地点三相短路电流的 倍。,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,25,相量图：,两相短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图 b）电流相量图,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,26,两相经阻抗短路（b、c两相短路）,边界条件,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：,发电机G：,变压器T：,线路l：,试计算k点发生b、c相直接短路时的短路电流及非故障相的电压有名值,2

8、7,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,正序网：,负序网：,零序网：,28,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,解：,选取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别为：,变压器T：,线路L1：,发电机G：,29,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,计算序电抗：,30,计算序电流：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,31,短路点的故障相电流为：,短路点的各序分量电压为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,32,短路点

9、的非故障相对地电压为:,短路点的非故障相对地电压的有名值为:,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,33,3两相接地短路,边界条件,两相接地短路,右图表示b、c两相接地短路。,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,34,两相接地短路的复合序网,复合序网：,联立方程求解：,与,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,35,短路点的各序电压为：,短路点的各序分量电流为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,36,短路点故障相的电流为：,流入地中的电流为（或者是流经变压器中性线的电流）：,

10、电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,37,短路点非故障相电压为：,两相接地短路电流为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,38,两相接地短路时短路点的电压电流相量图a）电压相量图 b）电流相量图,相量图：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,例：如下图所示的简单电力系统中，已知参数如下：,发电机G：,变压器T：,线路l：,试计算k点发生b、c相接地短路时的短路电流及非故障相的电压有名值。,39,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,正序网：,负序网：,零序网：,40,电力系统

11、暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,解：,选取基准容量SB=100MVA，基准电压UB=Uav，则各元件的标幺值分别为：,变压器T：,线路L1：,发电机G：,41,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,计算序电抗：,42,计算序电流：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,43,短路点的故障相电流为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,44,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,45,短路点的非故障相对地电压为:,短路点的各序分量电压为：,短路点的非故障相对

12、地电压有名值为:,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,46,正序等效定则,故障相正序电流绝对值 可以表示为：,该式表明，发生不对称短路时，短路电流的正序分量，与在短路点每一相中接入附加电抗 而发生三相短路的电流相等。因此又称为正序等效定则。,单相接地：,两相短接：,两相接地：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,47,各种不对称故障时短路电流的绝对值：,各种短路时的 和 值,各种不对称故障时短路电流的绝对值可表示为：,电力系统暂态分析,5.1 各种不对称短路时故障处的短路电流和电压,例：如下图所示的简单电力系统中，发电机G、变压器T、

13、线路l参数都已知。试计算k点发生b、c相直接短路时母线B上残留的电压以及流向短路点的短路电流。,一、非短路点参数计算,48,5.2 非故障处电流、电压的计算,电力系统暂态分析,电力系统设计运行中，除需要知道故障点的短路电流和电压外，有时还需要知道网络中某些支路电流和节点电压。,k,49,5.2 非故障处电流、电压的计算,电力系统暂态分析,基本思路：先求出电流电压的各序分量在网络中的分布，然后将相应的各序分量进行合成求得各相电流和相电压。,二、对称分量经变压器后的相位变化,50,5.2 非故障处电流、电压的计算,电力系统暂态分析,1、YY-12连接的变压器,不发生相位移动！,51,5.2 非故障

14、处电流、电压的计算,电力系统暂态分析,2、Y-11连接的变压器,电压相位移动30！,52,5.2 非故障处电流、电压的计算,电力系统暂态分析,电流相位移动30,公式表达式：,53,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,一、非全相运行的基本情况,单相断线,两相断线,54,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,二、非全相运行的分析计算,单相断线,断线处参数的对称分量法表示,两相断线,55,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,分解成独立的正序负序零序网络,建立各序网的基本方程：,56,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,单相断开计算,边界条件,化简为：,57,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,单线断开的复合序网,单相开路的复合序网,58,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,两相断开计算方法,边界条件,化简为：,59,5.3非全相运行的分析计算,电力系统暂态分析,两相开路复合序网,两相开路的复合序网,60,电力系统暂态分析,电力系统暂态分析课程到此结束,感谢,