第7章序阻抗

1、第7章電力系統(tǒng)簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算,對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法在不對(duì)稱故障分析計(jì)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(duì)稱分量法？2、為什么要引入對(duì)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(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,一、對(duì)稱分量法,一、對(duì)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(yùn)行相序相同。負(fù)序分量：三相量大小相等，互差12

2、00，且與系統(tǒng)正常運(yùn)行相序相反。零序分量：三相量大小相等，相位一致。,,,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1200,,一、對(duì)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(dāng)元件參數(shù)完全對(duì)稱時(shí),二、序阻抗的概念,,,,,結(jié)論：在三相參數(shù)對(duì)稱的線性電路中，各序?qū)ΨQ分量具有獨(dú)立性，因此，可以對(duì)正序、負(fù)序、零序分量分別進(jìn)行計(jì)算。,二、序阻抗的概念,序阻抗：元件三相參數(shù)

3、對(duì)稱時(shí)，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(fù)序阻抗,零序阻抗,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,一臺(tái)發(fā)電機(jī)接于空載線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地。a相發(fā)生單相接地,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,a相接地的模擬,,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,,將不對(duì)稱部分用三序分量表示,,應(yīng)用疊加原理進(jìn)行分解,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,正序網(wǎng),,,,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)

4、稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,負(fù)序網(wǎng),,三、對(duì)稱分量法在不對(duì)稱短路計(jì)算中的應(yīng)用,零序網(wǎng),,,,,計(jì)算不對(duì)稱故障的基本原則,把故障處的三相阻抗不對(duì)稱表示成電壓和電流相量的不對(duì)稱，使系統(tǒng)其它部分保持為三相阻抗對(duì)稱的系統(tǒng)。 借助對(duì)稱分量法，利用三相阻抗對(duì)稱電路各序具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，分別進(jìn)行計(jì)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(fù)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(jī)、電動(dòng)機(jī)等元件。,一、同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗,1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，因而在不同的位置會(huì)遇到不同的磁阻（因轉(zhuǎn)子不是任意對(duì)稱的），負(fù)序電抗會(huì)發(fā)生周期性變化。有阻尼繞組發(fā)電機(jī)無阻尼繞組發(fā)電機(jī),1 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗,實(shí)用計(jì)算中發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗計(jì)算 有阻尼繞組 無阻尼繞組發(fā)電機(jī)負(fù)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(jī)的零序電抗,三相零序電流在氣隙中產(chǎn)生的合成磁勢(shì)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(jī)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(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗,異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的正序阻抗： Z1=0.8+j0.6或X1=1.2；異步電機(jī)負(fù)序阻抗：X2=0.2；綜合負(fù)荷負(fù)序阻抗：X2=0.35；

7、異步電機(jī)和綜合負(fù)荷的零序電抗：X0=∞。,二、異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)荷的序阻抗,二、異步電動(dòng)機(jī)和綜合負(fù)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(fù)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(lì)磁電抗取決于主磁通路徑，正序與負(fù)序電流的主磁通路徑相同，負(fù)序勵(lì)磁電抗與正序勵(lì)磁電抗相等。因此，變壓器的正、負(fù)序等值電

8、路參數(shù)完全相同。變壓器的零序勵(lì)磁電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)相關(guān)。,零序勵(lì)磁電抗等于正序勵(lì)磁電抗 （Xm=∞）,零序勵(lì)磁電抗等于正序勵(lì)磁電抗（Xm=∞）,零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多：Xm0=0.3~1.0,Xm∝λ(磁導(dǎo))∝ 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(diǎn)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(gè)方面：（1）當(dāng)外電路向變壓器某側(cè)施加零序電壓時(shí)，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(diǎn)與外電路接通；反之，則斷開。根據(jù)這個(gè)原則：只有中性點(diǎn)接地的星形接法繞組才能與外電路接通。（2）當(dāng)變壓器繞組具有零序電勢(shì)（由另一側(cè)感應(yīng)過來）時(shí)，如果它能將零序電勢(shì)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(diǎn)與外電路接通，否則斷開。據(jù)此：只有中性點(diǎn)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(shì)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(diǎn)接零序等值中性點(diǎn)。,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(diǎn)有接地電阻時(shí)變壓器的零序等值電路,,,,,,變壓器中性點(diǎn)經(jīng)電抗接地時(shí)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(diǎn)直接接地的自耦變壓器,b) 中性點(diǎn)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(shí)用計(jì)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(dǎo)體架空地線的單回線路,無架空地線的雙回線路,有良導(dǎo)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(diǎn)分別施加各序電勢(shì)，從故障點(diǎn)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(diǎn)：正序電動(dòng)勢(shì)就是發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)。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(diǎn)接地阻抗、空載線路、空載變壓器。短路點(diǎn)處要加上短路點(diǎn)正序分量，短路點(diǎn)計(jì)為f1，零電位點(diǎn)計(jì)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(shì)等于零。流過負(fù)序電流的全部元件的阻抗均用負(fù)序阻抗表示。旋轉(zhuǎn)元件x1≠x2；靜止元件x1＝x2。不包括中性點(diǎn)接地阻抗、空載線路、空載變壓器。短路點(diǎn)處要加上短路點(diǎn)負(fù)序分量，短路點(diǎn)計(jì)為f2，零電位點(diǎn)計(jì)為o2。電源、負(fù)荷中性點(diǎn)電位為0。,二、負(fù)序網(wǎng)絡(luò),無源網(wǎng)絡(luò),負(fù)序網(wǎng)絡(luò),正序網(wǎng)絡(luò),三、零序網(wǎng)絡(luò),發(fā)電機(jī)無零序電勢(shì)。在不對(duì)稱故障點(diǎn)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(dòng)機(jī)等負(fù)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(jì)入其零序電抗（注意變壓器中性點(diǎn)的工作方式）。正確處理中性點(diǎn)接地電抗xn，單相零序網(wǎng)中，應(yīng)接3xn，零電位點(diǎn)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(bǔ)充例題,補(bǔ)充例題,習(xí)題：,三相四柱式,正序,零序,重點(diǎn)難

16、點(diǎn)分析,需特別注意理解對(duì)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(diǎn)是零序網(wǎng)絡(luò)的制定，這也是本章的難點(diǎn)。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(shí)，應(yīng)從故障點(diǎn)開始，仔細(xì)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(diǎn)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)