电力系统短路计算.ppt

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1、Huazhong University of Science and Technology,电力系统短路计算 2012-10-25,石东源,第一部分 电力系统三相短路电流计算的基本原理与方法,目录,第二部分 电力系统各元件的序阻抗和等值电路,第三部分 电力系统不对称故障的分析和计算,电力系统三相短路计算主要是短路电流周期（基频）分量的计算。,主要内容,其它计算内容包括：（1）起始次暂态电流（短路电流周期分量的起始值）的实用计算；（2）短路冲击电流的计算（系统电势源和负荷提供的冲击电流）；（3）短路发生后不同时刻短路电流周期分量的计算；,（1）利用节点阻抗矩阵；（2）利用转移阻抗的概念；（3）近

2、似计算方法,第一部分 电力系统三相短路短路电流计算的基本原理与方法,基本原理和方法：,发 电 机：电势源支路电流源支路（含同步调相机）输 电 线 路：型等值电路，R，X，B变 压 器：GT-jBT，RT+jXT，kT一 般 负 荷：恒定阻抗,ZLD.k电动机负荷：电势源支路电流源支路（同步电动机、感应电动机、以电动机为主的综合负荷，起始次暂态电流计算）,1.电力系统节点方程的建立等值电路的制定,忽略发电机、变压器和线路的电阻忽略输电线路的电容、变压器的励磁支路忽略负荷或近似处理忽略Vrate与Vav的差别，变压器标幺变比=1.0，消去理想变压器各发电机电势同相由于各元件用电抗表示，结合以上的近

3、似处理，短路电流的计算可以避免复数运算，简化为直流电路求解。,1.电力系统节点方程的建立近似计算时的简化处理：,1.电力系统节点方程的建立,例 1,1,2,4,3,5,1.电力系统节点方程的建立,（1）直接利用电网导纳矩阵YN,YN,不包含发电机的内阻抗,修正其中的发电机节点1、5,修正的操作只影响到节点的自导纳，不影响互导纳,例 1,（2）近似处理,电阻分量不考虑，各元件处理为纯虚数，方便计算。分布电容不计。和线路存在相连关系的节点自导纳均要重新计算。,1.电力系统节点方程的建立,例 2：开式网络的短路电流计算（电缆末端短路）,（1）精确计算,否则，存在理想变压器，只有通过型等效电路表示变压

4、器支路，电路存在复杂的串并联关系，求解复杂。,按照相互依存的关系确定各级基准电压，消去理想变压器。各元件之间是简单串联关系。,10.5,121,7.26,1.电力系统节点方程的建立,例 2：开式网络的短路电流计算（电缆末端短路）,（2）近似计算,各级基准电压取平均额定电压，变压器变比近似为相邻两段平均额定电压之比。同样没有理想变压器。在此基础上重新折算各元件在统一基准下的标幺值。计算短路电流。和精确计算的结果非常近似。,10.5,115,6.3,2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流基本原理,G:有源节点集合,正常分量,故障分量,此处的“”不表示叠加。,2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流基本原理,i,

5、2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流忽略负荷电流,只需计算与节点 f 对应的阻抗矩阵元素,2.利用节点阻抗矩阵计算短路电流计算流程图,(1)电势源对短路点的转移阻抗的定义,星网变换,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,目的:求各电源提供的短路电流;根据电源电势直接计算短路电流,(2)利用节点阻抗矩阵求电势源对短路点的转移阻抗,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,(3)经过渡阻抗接地的情况,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,(4)电势源节点间的转移阻抗,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,(5)节点间的转移阻抗和互阻抗的比较,3.利用电势源对短路点的转移阻抗

6、计算短路电流,(6)根据电流分布系数求转移阻抗,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,电势源的符号为上负下正，将电流引入地，所有的电流对节点来说都是注入。对于一个无源网络，If 将按照网络元件的串并联关系分配到各支路中，包括电源支路。有电流分布系数：,(6)根据电流分布系数求转移阻抗,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,(7)电流分布系数的实际求法,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,电流分布系数只同短路点位置、网络的结构和参数有关。对于确定的短路点，网络中的电流分布是完全确定的。,令故障支路的电流为 1.0，根据网络元件的串并联关系，求故障电流在各支路的分配，电流

7、的量值本身即等于电流分布系数。,(8)求解短路电流和转移阻抗的手算方法,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,电源支路合并，网络变换，把原网络化简为对故障端口的戴维南等效电路。将故障端口短接，求短路电流。网络还原，利用电流分布系数的概念求转移阻抗。,网络化简方法 1：,(8)求解短路电流和转移阻抗的手算方法,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,保留所有的电势源节点和短路点，利用星网变换消去一切的中间节点，形成以电势源节点和短路点为定点的全网型电路。转移电抗直接可得，短路电流为各支路电源比上相应的转移电抗后的叠加。,网络化简方法 2：,(8)求解短路电流和转移阻抗的手算方法,3

8、.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,例 6-4,(8)求解短路电流和转移阻抗的手算方法,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,例 6-4 解法一,(8)求解短路电流和转移阻抗的手算方法,3.利用电势源对短路点的转移阻抗计算短路电流,例 6-4 解法二,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用2.2 同步发电机的负序和零序电抗2.3 变压器的零序等值电路及其参数2.4 架空输电线路的零序阻抗及其等值电路2.5 综合负荷的序阻抗2.6 电力系统各序网络的制定,第二部分 电力系统各元件的序阻抗和等值电路,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量,2

9、.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量分解,以a相为基准相,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,1.不对称三相量的分解对称分量分解,唯一变换,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,2.序阻抗的概念三相对称电路,2.序阻抗的概念定义,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,3.对称分量法在不对称短路计算中的应用,2.1

10、对称分量法在不对称短路计算中的应用,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,3.对称分量法在不对称短路计算中的应用,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,3.对称分量法在不对称短路计算中的应用,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用,3.对称分量法在不对称短路计算中的应用,基本前提：三相参数对称 各序分量独立线性网络 叠加原理,基本方法：用一组不对称电势源代替 故障口的结构不对称,+,然后对称分量分解,2.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用2.2 同步发电机的负序和零序电抗2.3 变压器的零序等值电路及其参数2.4 架空输电线路的零序阻抗及其等值电路2.5 综合负荷的序阻抗2

11、.6 电力系统各序网络的制定,第二部分 电力系统各元件的序阻抗和等值电路,四类元件：发电机、变压器、线路和负荷序阻抗：序电压与序电流之比正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗旋转的元件，如发电机和电动机，负序阻抗与正序阻抗不同静止的元件，如变压器和输电线路，负序阻抗与正序阻抗相同零序阻抗，与网络结构有关，星型连接，并且有中性线接地，才可能有零序电流重点是变压器和线路的零序阻抗，制定零序网,2.2 同步电机的负序和零序电抗,正序：同步电机在对称运行时，只有正序电势和正序电流，此时的电机参数就是正序参数。xd、xd、xd、xq、xq均为正序参数（x1）。这些参数可以直接用于故障后分解得到的正序网络中。,2.

12、2 同步电机的负序和零序电抗,负序：负序磁场相对转子反方向2倍速旋转，转子纵横轴的不对称造成磁阻成为时变量，负序阻抗也成为时变量。从定子绕组看进去，当负序磁场对正纵轴和横轴时，得到的等值电路分别为：,对有阻尼绕组发电机，x2在xd、xq之间 对无阻尼绕组发电机，阻尼绕组断开，x2在xd、xq之间,2.2 同步电机的负序和零序电抗,I2 引发的电磁过程：不对称短路时，定子绕组中将出现负序基频电流，感应出负序旋转磁场，该磁场相对转子以2倍同步转速反向旋转。为了抵消这个附加磁场的作用，维持磁链守恒，转子绕组中必出现2倍同步频率的交变电流，产生2倍频率的脉振磁场。该脉振磁场又可分解为相对转子正向2倍速

13、旋转和反向2倍速旋转磁场的叠加，反向2倍速旋转的磁场相对于定子电流产生的负序磁场相对静止，起抵消的作用。正向2倍速旋转的磁场相对定子绕组以3倍速正向旋转，感应出3倍基频的正序电势，当定子绕组及外部电路连接允许3倍频电流流通，将产生3倍频的正序电流。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,I2 引发的电磁过程：不对称短路的情况下，3倍基频的正序电势还将激励出3倍基频的负序电流。3倍基频的负序电流感应出相对定子3倍同步转速反向旋转的负序磁场，该磁场相对转子为4倍同步转速反向旋转。为了抵消这个附加磁场的作用，维持磁链守恒，转子绕组中必出现4倍同步频率的交变电流，产生4倍频率的脉振磁场，该脉振磁场又可分解

14、为相对转子正向4倍速旋转和反向4倍速旋转磁场的叠加。反向4倍速旋转的磁场相对于定子电流产生的3倍频负序磁场相对静止，起抵消的作用。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,I2 引发的电磁过程：正向4倍速旋转的磁场相对定子绕组以5倍速正向旋转，感应出5倍基频的正序电势。该电势必将感应出5倍基频的正负序电流。则在定子中7、9等奇次谐波的电势和电流同理感生，在转子中，6、8等偶次谐波电流同理感生。可见，基频负序电流在定子绕组中派生出一系列奇次谐波电流，在转子绕组中派生出一系列偶次谐波电流。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,非周期分量 引发的电磁过程：不对称短路时，定子绕组中也可能出现非周期分量，近似看

15、成直流分量。感应出空间静止的磁场，该磁场相对转子以同步转速反向旋转。为了抵消这个附加磁场的作用，维持磁链守恒，转子绕组中必出现同步频率的交变电流，产生基频的脉振磁场，该脉振磁场又可分解为相对转子正向1倍速旋转和反向1倍速旋转磁场的叠加，反向1倍速旋转的磁场相对于定子非周期电流产生的空间磁场相对静止，起抵消的作用。正向1倍速旋转的磁场相对定子绕组以2倍速正向旋转，感应出2倍基频的正序电势。将产生2倍频的正序电流。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,非周期分量引发的电磁过程：不对称短路的情况下，2倍基频的正序电势还将激励出2倍基频的负序电流。2倍基频的负序电流感应出相对定子2倍同步转速反向旋转的负

16、序磁场，该磁场相对转子为3倍同步转速反向旋转。为了抵消这个附加磁场的作用，维持磁链守恒，转子绕组中必出现3倍同步频率的交变电流，产生3倍频率的脉振磁场，该脉振磁场又可分解为相对转子正向3倍速旋转和反向3倍速旋转磁场的叠加，反向3倍速旋转的磁场相对于定子电流产生的2倍频负序磁场相对静止，起抵消的作用。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,非周期分量引发的电磁过程：正向3倍速旋转的磁场相对定子绕组以4倍速正向旋转，感应出4倍基频的正序电势。该电势将生成4倍基频的正负序电流。则在定子中6、8等偶次谐波的电势和电流同理感生，在转子中，5、7等奇次谐波电流同理感生。可见，零序电流在定子绕组中派生出一系列偶

17、次谐波电流，在转子绕组中派生出一系列奇次谐波电流。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,可见，在定子负序和非周期电流的共同作用下，定子绕组和转子绕组中都将派生出一系列高次谐波电流。简化处理：取发电机负序机端电压的基频分量与负序电流基频分量的比值作为计算电力系统基频短路电流时的发电机负序阻抗。,2.2 同步电机的负序和零序电抗,定子绕组通过基频零序电流时，各相电枢电势大小相等，相位相同，空间相差120度，在气隙中的合成磁势为0，所以，发电机的零序电抗仅由定子线圈的等值漏磁通确定（与绕组的结构型式有关）。零序电抗的变化范围大致为X0=(0.150.6)Xd,2.2 同步电机的负序和零序电抗,确定发电

18、机负序电抗的等值电路和计算公式,表7-2 同步电机负序和零序电抗的典型值,电机类型,汽轮发电机,有阻尼绕组水轮发电机,电机类型,无阻尼绕组水轮发电机,同步调相机、大型同步电动机,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路结论1,(1)电路结构相同变压器的一相等值电路反应了原副方的电磁耦合关系，对各序电流这种耦合关系相同。,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路结论2,(2)各序漏电抗相等等值电路中采用漏电抗压

19、降表示漏磁通感生的电势，漏电抗数值取决于对应的漏磁通路径的磁导率，绕组通过各序电流，其漏磁通路径相同，并且磁导率为常数，X(1)=X(2)=X(0)。,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路结论3,(3)零序励磁电抗与变压器铁芯结构相关变压器主磁通感生的电势用激磁电抗压降表示，激磁电抗数值取决于主磁通路径的磁导率。,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普通变压器的零序等值电路结论4,(4)绕组通过正序或者负序电流，主磁通路径都是铁芯，Xm(1)=Xm(2)，并且磁导率远大于漏磁通路径，因此Xm(1)远大于X(1)。,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,1.普

20、通变压器的零序等值电路结论5,(5)绕组通过零序电流，三相三柱式变压器零序主磁通路径只能沿铁芯和空气构成回路，磁导率与漏磁通路径相当，因此Xm(0)Xm(1)；其他铁芯结构，Xm(0)=Xm(1)。,判断是否能联接的依据：I0流过的路径是否畅通影响因素：联接组 中性点接地方式从三个方面判断：(1)外加电压能否作用到绕组（U0加在相线与地线之间）(2)电势能否作用到外电路(3)接法：零序等值中性点,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,(1)外加电压能否作用到绕组（U0加在相线与地线之间）,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外

21、电路的联接,YN接法,U0可以产生零序电流。,(1)外加电压能否作用到绕组（U0加在相线与地线之间）,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,Y接法,U0不可以产生零序电流。,(1)外加电压能否作用到绕组（U0加在相线与地线之间）,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,接法,U0不可以产生零序电流。,(2)电势能否作用外电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,YN接法,E0可以产生零序电流。,(2)电势能否作用外电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等

22、值电路与外电路的联接,Y接法,E0不可以产生零序电流。,(2)电势能否作用外电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,接法,E0不可以产生零序电流。,故障支路流过的电流：,由上可知，接法绕组的绕组外电路短接时，外电路的电流为零。则外电路的三相连接线等效于与变压器绕组断开。但此时三角形环路中有环流：绕组线电压为零。,(3)接法：零序等值中性点,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,相当于直接短接该侧绕组，短接到中性点上。是否与地构成通路看Y侧中性点是否接地。,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等

23、值电路与外电路的联接,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接,等效开关电路,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接举例,2.变压器的零序等值电路与外电路的联接举例,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,3.中性点有接地阻抗的变压器零序等值电路,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,双卷变,3.中性点有接地阻抗的变压器零序等值电路 典型,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,双卷变,3.中性点有接地阻抗的

24、变压器零序等值电路 典型,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,三卷变,3.中性点有接地阻抗的变压器零序等值电路 典型,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,三卷变,3.中性点有接地阻抗的变压器零序等值电路 典型,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,三卷变,3.中性点有接地阻抗的变压器零序等值电路 典型,2.3 变压器的零序等值电路及其参数,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,自耦变压器的特点：(1)原副方之间有直接的电气联系(2)中性点入地电流取决于原副方零序电流(3)中性点接地阻抗对各侧绕组零序参数均有影响(4)中性点不接地也可能通过零序电流,(1)中性点直接接地的双绕组自耦变压器,4

25、.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(2)中性点直接接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(3)中性点经电抗接地的三绕组自耦变压器,中性点

26、经阻抗接地的自耦变压器，其零序等值电路中，各侧等值阻抗，均含有与中性点接地电抗相关的附加项。,(4)中性点不接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(4)中性点不接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(4)中性点不接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,(4)中性点不接地的三绕组自耦变压器,(4)中性点不接地的三绕组自耦变压器,4.自耦变压器的零序等值电路及其参数,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,1.单导线大地回路的自阻抗,自阻抗:单导线以大地为回路时对应于单位长度导线的回路阻抗

27、,Ds：aa的自几何均距,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,2.两平行单导线大地回路间的互阻抗,互阻抗:一个回路通过单位电流时，在另一个回路单位长度上产生的压降,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,3.三相输电线路的一相等值零序阻抗,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,3.三相输电线路的一相等值零序阻抗,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(1)线路零序参数,2.4 架空输电线的零序阻抗及其等值电路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(2)平行架设双回输电线路的零序等值电路(首端相连),4.平行架设双回输电线路

28、的零序阻抗及等值电路,(2)平行架设双回输电线路的零序等值电路 应用举例,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(2)平行架设双回输电线路的零序等值电路 应用举例,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(2)平行架设双回输电线路的零序等值电路 应用举例,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(2)平行架设双回输电线路的零序等值电路 应用举例,(3)有架空地线的单回输电线路的零序等值电路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(3)平行架设双回输电线路，一回停电检修 应用举例,(3)有架空地线的双回输电线路的零序等值电

29、路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,(3)有架空地线的双回输电线路的零序等值电路,4.平行架设双回输电线路的零序阻抗及等值电路,2.5 综合负荷的序阻抗,正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗,2.6电力系统各序网络的制定,在故障点分别叠加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况；某一序电流能流通的元件，必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。,算例,2.6电力系统各序网络的制定,算例正序网络,2.6电力系统各序网络的制定,算例正序网络,2.6电力系统各序网络的制定,算例负序网络,2.6电力系统各序网络的制定,算例负序网络,2.6电力系统各序网络的制定,算例零序网络

30、,2.6电力系统各序网络的制定,算例零序网络,2.6电力系统各序网络的制定,算例零序网络,2.6电力系统各序网络的制定,序网方程,118,3.1 简单不对称短路的分析,3.2 不对称故障电压电流分布计算,3.3 非全相断线的分析,第三部分 电力系统不对称故障的分析和计算,119,主要内容,各种简单不对称故障的序分量边界条件复合序网的概念和正序等效定则电压电流对称分量经过变压器后的相位变换利用阻抗矩阵计算不对称故障的原理和方法,第三部分 电力系统不对称故障的分析和计算,120,序网方程,3.1 简单不对称短路的分析,121,3.1 简单不对称短路的分析,1.单相(a相)接地短路序分量边界条件,1

31、22,3.1 简单不对称短路的分析,1.单相(a相)接地短路联立方程求解,123,3.1 简单不对称短路的分析,1.单相(a相)接地短路复合序网,将各序网络在故障端口连接起来所构成的网络,124,3.1 简单不对称短路的分析,1.单相(a相)接地短路故障点各相电流电压,125,3.1 简单不对称短路的分析,1.单相(a相)接地短路相量图,126,3.1 简单不对称短路的分析,2.两相(b相和c相)短路序分量边界条件,127,3.1 简单不对称短路的分析,2.两相(b相和c相)短路联立方程求解,128,3.1 简单不对称短路的分析,2.两相(b相和c相)短路复合序网,129,3.1 简单不对称短

32、路的分析,2.两相(b相和c相)短路故障点各相电流电压,130,3.1 简单不对称短路的分析,2.两相(b相和c相)短路相量图,131,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路接地序分量边界条件,132,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路接地联立方程求解,133,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路接地复合序网,134,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路接地故障点各相电流电压,135,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路接地相量图,136,3.1 简单不对称短路的分析,3.两相(b相和c相)短路

33、接地故障点入地电流,137,3.1 简单不对称短路的分析小结,简单不对称短路的分析方法小结制定各序网络；根据系统运行方式确定故障口正常电压、各序输入阻抗，建立序网方程；(Chapter 7)根据故障情况选取参考相，确定用序分量表示的边界条件；由序网方程和序分量边界条件求解故障口电流电压各序分量(复合序网、方程求解等)；对电流电压各序分量进行综合即可得到故障口的电流和电压相量。,138,3.1 简单不对称短路的分析序分量边界条件,(1)关于故障特殊相和参考相使序分量边界条件表达式简单,139,3.1 简单不对称短路的分析复合序网,140,3.1 简单不对称短路的分析正序等效定则,故障类型 附加电

34、抗 复合序网,141,算例,如图所示系统，各元件标幺值已标明图中，变压器均采用 Y/-11 接线，已知当 f 点发生A相接地短路时，变压器 T1 中性线电流为 1.0，试计算：(1)变压器T2中性点接地电抗 Xn 的标幺值；(2)发电机侧各相电流。,3.1 简单不对称短路的分析,142,算例,以A相为参考相的故障系统正序、负序和零序等值电路：,3.1 简单不对称短路的分析,143,算例,以A相为参考相的故障系统正序、负序和零序等值电路：,A相单相接地短路时，短路电流各序分量：,3.1 简单不对称短路的分析,144,算例,以A相为参考相的故障系统正序、负序和零序等值电路：,变压器 T-1 中性点

35、入地电流：,=1,3.1 简单不对称短路的分析,145,算例,计算发电机侧各相电流：,（a）故障口短路电流各序分量分别为：,（b）发电机端 a 相电流各序分量分别为：,3.1 简单不对称短路的分析,146,算例,计算发电机侧各相电流：,（c）发电机端各相电流分别为：,=0,3.1 简单不对称短路的分析,147,(1)单相(a相)非金属性接地短路序分量边界条件,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,148,(1)单相(a相)非金属性接地短路复合序网,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,EQU,149,(2)两相(b相和c相)非金属性短路序分量边界条件,3.1 简单不对称短路的分析非金属

36、性短路,150,(2)两相(b相和c相)非金属性短路复合序网,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,EQU,151,(3)两相(b相和c相)非金属性短路接地序分量边界条件,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,152,(3)两相(b相和c相)非金属性短路接地复合序网,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,EQU,153,(2)两相(b相和c相)非金属性短路接地复合序网,3.1 简单不对称短路的分析非金属性短路,154,举例,3.2不对称故障电压电流分布计算,155,3.2不对称故障电压电流分布计算,156,3.2不对称故障电压电流分布计算电压分布基本特点,正序电压在电源点最高，短路

37、点最低；电源点负序电压为零；故障点零序和负序电压最高；变压器三角侧零序电压为零；网络中各点三相电压不对称程度主要决定于负序分量，负序分量愈大，电压愈不对称。,157,求解故障口电流电压各序分量（序网方程、序分量边界条件）；由各序网络计算电流电压各序分量的分布；对某一节点，综合各序电压分量或者支路各序电流分量，得到相应的电压和电流相量；注意对称分量经过变压器后的相位变换问题,3.2不对称故障电压电流分布计算电压分布基本特点,158,3.3 非全相断线的分析计算,1.对称分量法分析非全相断线序网方程,159,3.3 非全相断线的分析计算,2.非全相断线与不对称短路的区别,160,3.3 非全相断线

38、的分析计算,3.非全相断线的故障边界条件,单相(a相)断线 两相(b相和c相)断开,161,3.3 非全相断线的分析计算,3.非全相断线的复合序网,单相(a相)断线 两相(b相和c相)断开,162,3.3 非全相断线的分析计算,4.非全相断线的故障口电压电流各序分量,单相(a相)断线 两相(b相和c相)断开,163,3.3 非全相断线的分析计算,5.非全相断线的故障口电压电流相量,单相(a相)断线 两相(b相和c相)断开,164,3.3 非全相断线的分析计算举例,165,3.3 非全相断线的分析计算举例,Thank You!Good Luck!,Huazhong University of Science and Technology,