电力系统分析第7章

第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路 7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用7-2 各元件的负序和零序电抗7-3 电力系统各序网络的制定第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用一、不对称三相量的分解在三相电路中，任意一组不对称的三相相量（电压或电流），可以分解为三相对称的相量分量，以电流为例，有：) 0() 2() 1 (aaaaIIII) 0() 2() 1 (babbIIII （71） )0()2() 1 (ccccIIII其中下标（1）表示正序分量，下标（2）表示负序分量，下标（0）表示零序分量。 第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用正序分量负序分量零序分量图 7-1三相的三序分量各自对称，如下图所示（以a相位参考相位）： )1(aI)1(bI)2(aI)2(bI)2(cI)0()0()0(cbaIII第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用则有：)1(2)1(abII)1()1(acII ) 2() 2(abII)2(2)2(acII) 0 () 0 () 0 (acbIII式（71）展开为： )0()2()1(aaaaIIII )0()2()1(babbIIII)0()2()1(2aaaIII （72） )0()2()1(ccccIIII)0()2(2)1(aaaIII第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用二、序阻抗的概念 在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。也就是说，当电路通过某序对称分量的电流时，只产生统一序对称分量的电压降。这样，我们可以对正序、负序和零序分量分别进行计算。 所谓元件的序阻抗，是指元件三相对称时，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，即)1()1()1(aaIVz)2()2()2(aaIVz)0()0()0(aaIVzz(1) 、z(2) 和z(0)分别为该元件的正序阻抗，负序阻抗和零序阻抗。图图7-2 静止三相电路元件静止三相电路元件第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 图73所示电力系统在f点发生单相（a相）短路，可以将其分解为正序，负序和零序分量的叠加，如图74所示：图图73 简单电力系统的单相短路简单电力系统的单相短路第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用图图7-4 对称分量法的应用对称分量法的应用第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用以a相位参考相位，在正序网中，有()()1()1()1(nfaLGazIzzE)1()1()1()1()fafcfbfaVIII因为正序电流不流经中性线，zn在正序网络中不起作用，则上式可写成)1 ()1 ()1 ()(faLGaIzzE)1(faV负序电流也不流经中性线，且发电机的负序电势为零，负序网络的电压方程为)2()2()2()(0faLGIzz)2(faV对于零序网，在zn中将流过三倍的零序电流，计及发电机的零序电势为零，零序网络的电压方程为)0()0()0()3(0fanLGIzzz)0(faV第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用通过网络化简，如图75，各序电压方程为图图7-5 7-5 正序正序(A),(A),负序负序(B),(B),和零序和零序(C)(C)等值网络等值网络 ) 1 () 1 () 1 (fafaffeqVIzE)2()2(0faffIz)2(faV)2()0(0faffIz)0(faV第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗同步发电机 同一台发电机，在不同类型的短路时，负序电抗也不同：单相短路 2)2)(2()0()0()0()1()2(xxxxxxqd两相短路 )2()2(qdxxx两相接地短路 )0()0()0()1()2(2)2)(2(qdqdqdqdxxxxxxxxxxxx也可近似取为 )(21)2(qdxxx对于无阻尼绕组的凸极机，可近似为 qdxxx)2(第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗作为近似估计，对汽轮发电机及有阻尼的水轮发电机，可采用)2(22. 1dxx ；对于无阻尼绕组的发电机，可采用)2(45. 1dxx如无电机的确切参数，也可按下表取值：电机类型 x(2) x(2) 电机类型 x(2) x(2) 汽轮发电机 0.16 0.06 有阻尼的水轮发电机 0.45 0.07有阻尼的水轮发电机 0.25 0.07 同步调相机和大型同步电动机 0.24 0.08第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗二 普通及参数1. 变压器的零序等值电路与外电路的连接变压器的零序等值电路与外电路的连接，可用下图的电路来表示变压器绕组接法开关位置绕组端点与外电路的联接Y1与外电路断开YN2与外电路接通d3与外电路断开，但与励磁支路并联 图图7-6 变压器零序等值电路与外接电路的联接变压器零序等值电路与外接电路的联接第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗2中性点有接地阻抗时的零序等值电路单相零序等值电路中，中性点阻抗增大为三倍，并同他所接入的该侧绕组的漏抗相串联。第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗架空输电线路的零序阻抗在短路的实用计算中，近似地采用下列公式计算输电线路每一回路每单位长度的一相等值零序阻抗：无架空地线的单回线路 x(0)=3.5x(1)有钢质架空地线的单回线路 x(0)=3x(1)有良导体架空地线的单回线路 x(0)=2x(1)无架空地线的双回线路 x(0)=5.5x(1)有钢质架空地线的双回线路 x(0)=4.7x(1)有良导体架空地线的回线路 x(0)=3x(1)其中x(1)为单位长度的正序电抗。第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路72 各元件的负序和零序电抗四. 综合负荷的序阻抗综合负荷的序阻抗 x(1)=1.2 x(2)=0.35 不计零序电抗。第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-3 电力系统各序网络的制定一、正序网络正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络。网络化简后为第七章第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-3 电力系统各序网络的制定二、负序网络把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零即可，化简后为 三、零序网络零序电流流通经过的元件才需在零序网络中计入其零序电抗（注意变压器中性点的工作方式），零序网络化简为