《继电保护基础知识》PPT课件.ppt

继电保护基础知识,基本概念,交流电的概念,如果电流或电压每经过一定时间 （T ）就重复变化一次，则此种电压 、电流称为周期性交变电压或电流。如正弦波、方波、三角波、锯齿波 等。 记做： u(t) = u(t + T ),一、 正弦交流电路的基本概念,、概述,随时间按正弦规律变化的交变电压和电流，称为正弦电压和正弦电流，统称为正弦量或正弦交流。电流（电压）是按正弦规律变化的电路，称为正弦电流电路或交流电路。,正弦电流电路,正弦量的三要素,Im表示正弦电流i在整个变化过程中的最大值，称为振幅,正弦量的三要素之一 振幅,引入有效值的概念后，正弦量瞬时值的数学表达式 可写成：,2 相量法,（1）复数的基本概念,式中a1为复数A的实部，a2为虚部， j 称为虚单位。,复数的三角函数形式：,复数的指数形式：,复数的极坐标形式：,复数的几何形式：,有向线段OB 代表复数(-B)， 有向线段OC 代表复数C。,由于A-BA(-B) 复数C为复数A与复数B之差。,（2旋）转因子,复数 称为旋转因子，它的模为1，辐角为 。,任意复数乘以 等于把该复数在复平面上逆时针方向旋转一个角度 ，而模保持不变。,1. 描述正弦量的有向线段称为相量 (phasor )。若正弦量的辐值用最大值表示 ，则用符号：,（）相量的书写方式,2. 在实际应用中辐值更多采用有效值,则用符号：,4. 相量符号 包含正弦量辐值与初相角的信息。,相量的复数表示,设a、b为正实数,复数 符号法,小结：正弦波的四种表示法,瞬时值,单一参数正弦交流电路的分析计算小结,电路 参数,电路图 （正方向）,复数 阻抗,电压、电流关系,瞬时值,有效值,相量图,相量式,功率,有功功率,无功功率,R,i,u,设,则,u、 i 同相,0,L,i,u,C,i,u,设,则,设,则,u领先 i 90,u落后i 90,0,0,基本 关系,A,X,Y,C,B,Z,S,N,三线圈空间位置 各差120o,转子装有磁极并以 的速度旋转。三个 线圈中都会感应出正弦电压。,对称三相电源,三、 三相电路,特征： 大小相等，频率相同，相位互差120。,对称三相正弦电压：（以uA为参考正弦量）,正序： 相序A-B-C (BCA,CAB),负序： 相序A-C-B (CBA,BAC),1. 电源的Y形联接,对称三相电源和负载的Y形和形联接,相电压：火线对零线间的电压。,线电压：火线间的电压。,线电压和相电压的关系：,同理：,特点：线电压=相电压,2. 电源的形联接,三相负载的联接：,A,C,B,N,Z,Z,Z,相电流(负载上的电流)：,负载星形接法及计算,A,C,B,N,Z,Z,Z,负载星形接法特点,: 零线电流,对称三相电路,三相总有功功率：,平均功率、无功功率和视在功率,1.平均功率,在对称三相电路中，不论负载何种联接，平均功率总是为线电压、线电流和功率因数 三者乘积的 倍。,3.视在功率:（表观功率）,2.无功功率,对称三相电路,对称三相电路,互感现象,三、 互感电路,线圈1的自感磁通链：,线圈2的互感磁通链：,由于邻近线圈中的变动电流，在其它线圈中产生互感磁通，从而引起互感电压，这种现象称为互感现象。,同名端,1和4，2和3为同名端；1和3，2和4为异名端。,在正弦交流的情况下，互感电压可用相量表示：,异名端的判定,若电流表指针正偏，则与电流表“”端相连的端钮和电流流入的端钮为异名端；若电流表指针反偏，则端钮1和端钮3为异名端。,四、对称分量法基本概念,、电力系统不对称运行状态的主要原因： 外施电压不对称。三相电流也不对称。 各相负载阻抗不对称。当初级外施电压对称，三相电流不对称。不对称的三相电流流经变压器，导致各相阻抗压降不相等，从而次级电压也不对称。 外施电压和负载阻抗均不对称。,对称的三相系统：三相中的电压Ua、Ub、Uc对称，只有一个独立变量。如三相相序为a、b、c，由Ua得出其余两相电压 Ub=2 Ua, Uc=Ua (41) 复数算子ej120e-j240 = cos120+j sin120 2ej240e-j120 3ej360ej01,三相不对称系统：三相中的电压Ua、Ub、Uc互不相关大小不一定相等，相位关系不固定 Ua、Ub、Uc为三个独立变量,把不对称的三相系统分解为三个独立的对称系统，即正序系统、负序系统和零序系统,Ua、Ub、Uc为不对称三相电压 下标“+”、“-”、“0”分别表示正序、负序和零序,正序电压Ua+、Ub+、Uc+组成正序系统,约束条件 Ub+=2 Ua+, Uc+=Ua+ 性质：每相大小相等，彼此相位差120，相序为a-b-c。,各相负序电压Ua-、Ub-、Uc-组成负序系统,约束条件 Ub-=Ua-, Uc-=2Ua- 性质：每相大小相等，彼此相位差120，相序为a-c-b。,逆时针,各相零序电压Ua0、Ub0、Uc0组成零序系统,约束条件 Ub0=Ua0, Uc0=Ua0 性质：每相大小相等且同相位。 共同性质：三相大小相等，彼此之间相位差相等,A0B0C0,序阻抗 三相参数对称时，各序对称分量具有独立性 元件的序阻抗，指元件的三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件同一序电流的比值。 三相参数不对称时，序阻抗矩阵不是对角矩阵：正序电流产生的电压降中，不是只含正序分量，还可能含负序和零序分量。 对称分量法将故障点的不对称表示为电压/电流的不对称。,例：单相短路（空载）,例：单相短路,例：单相短路,例： 单相短路,例： 单相短路(正序网络),例： 单相短路(负序网络),例： 单相短路(零序网络),例：单相短路,序网络方程,边界条件,边界条件,序网络方程,电力系统的序网络 同步发电机的负序和零序电抗 对称运行时,只有正序电势和正序电流,电机参数 都是正序参数。 不对称短路时的负序和零序电抗 一般用三角形接法把零序电流隔开 异步电动机和综合负荷的序阻抗 一般用三角形接法把零序电流隔开 架空线路的零序阻抗和等值电路,变压器的零序阻抗和等值电路 （1）若存在三角形接法的绕组，Xm0 （2）三角形接法的绕组X0与Xm0并联 （3）Y接法：无零序电流 （4）Y0接法：有零序电流，Xn乘以3,序网络的制定 正、负序网络：不含中性点接地阻抗 空载线路和空载变压器 零序网络：不含发电机、负荷 Y形接法的变压器 例,例,T1,T2,T3,T4,L1,L2,L3,L4,Xn2,Xn1,G1,G2,简单不对称短路的分析计算 单相接地短路 按边界条件将三个序网连接起来，得到复合序网,简单不对称短路的分析计算 单相接地短路复合序网,简单不对称短路的分析计算 两相短路 复合序网,简单不对称短路的分析计算 两相短路复合序网,（1）正序、负序和零序系统都是对称系统。当求得各个对称分量后，再把各相的三个分量叠加便得到不对称运行情形。 （2）不同相序具有不同阻抗参数，电流流经电机和变压器具有不同物理性质。 （3）对称分量法根据叠加原理，只适用于线性参数的电路中。,结论,