第章序网络.ppt

第二章第二章 电力系统各元件的电力系统各元件的序阻抗和等值电路序阻抗和等值电路第一节第一节 对称分量法在不对称故障对称分量法在不对称故障分析中的应用分析中的应用一、对称分量法一、对称分量法 在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量可以分解为三相对称的三组相量，这就是可以分解为三相对称的三组相量，这就是“三相相量三相相量对称分量法对称分量法”。当选择。当选择a a相作为基准相时，三相相量相作为基准相时，三相相量与其对称分量之间的关系（如电压）为：与其对称分量之间的关系（如电压）为：1 1、分解公式、分解公式图图21 三相量的三相量的对对称分量称分量(a)正序分量正序分量 (b)负负序分量序分量 (c)零序分量零序分量 以矩阵表示：以矩阵表示：2、合成公式、合成公式二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念某元件的正序阻抗：是指当仅有正序电流通过该元某元件的正序阻抗：是指当仅有正序电流通过该元件时所产生的正序压降与此正序电流之比。件时所产生的正序压降与此正序电流之比。图图22 静止静止电电路路如果在这个电路上施加正序相电压，电路中将流过正如果在这个电路上施加正序相电压，电路中将流过正序电流，而中性线电流为零。此时的相电压与相电流之序电流，而中性线电流为零。此时的相电压与相电流之比，即为该电路的比，即为该电路的正序阻抗正序阻抗。设。设a a相的电流为相的电流为 ，则，则 ，由图中容易得出，由图中容易得出可见，可见，a a相正序阻抗为相正序阻抗为 b b相正序阻抗为相正序阻抗为 c c相正序阻抗为相正序阻抗为 正序阻抗就是电路在正常对称运行状态下的一相等值正序阻抗就是电路在正常对称运行状态下的一相等值阻抗。阻抗。如在这个电路上施加负序相电压，则电路中流过如在这个电路上施加负序相电压，则电路中流过负序相电流，且中性线电流为零。此时相电压与相电负序相电流，且中性线电流为零。此时相电压与相电流之比叫做该电路的流之比叫做该电路的负序阻抗负序阻抗，它们在三相中也是相，它们在三相中也是相同的，各相的负序阻抗为同的，各相的负序阻抗为负序阻抗与正序阻抗恰好相等负序阻抗与正序阻抗恰好相等。如在这个电路上施加零序电压，则电路中将流过零序如在这个电路上施加零序电压，则电路中将流过零序相电流，且流过中线的电流为每相电流的三倍。此时相相电流，且流过中线的电流为每相电流的三倍。此时相电压与相电流之比叫做电路的电压与相电流之比叫做电路的零序阻抗零序阻抗。设。设a a相的电流相的电流为为 ，则，则 ,同样由图可得：同样由图可得：可见，可见，a a相的零序阻抗为相的零序阻抗为b b相的零序阻抗为相的零序阻抗为c c相的零序阻抗为相的零序阻抗为可见，零序阻抗在三相中是相同的。可见，零序阻抗在三相中是相同的。三对称分量法在不对称故障分析中的应用三对称分量法在不对称故障分析中的应用图图23 简单电简单电力系力系统单统单相短路相短路单单相短路等相短路等值电值电路路故障点故障点处处等等值值故障点故障点处电处电气量分解气量分解正序网正序网络络负负序网序网络络图图24 利用对称分量法分析电力系统的不对称短路利用对称分量法分析电力系统的不对称短路注注 电势源符号中箭头指向为电势升的方向；电压的箭头指向表示电势降的正方向电势源符号中箭头指向为电势升的方向；电压的箭头指向表示电势降的正方向零序网零序网络络 图图25 (a)正序、正序、(b)负序和（负序和（c）零序等值网络）零序等值网络 各序网络电压方程式各序网络电压方程式又称为又称为序网方程序网方程，它对各种不对称对称短路都是适用，它对各种不对称对称短路都是适用的。它说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电的。它说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电压间的相互关系。表示了不对称短路的压间的相互关系。表示了不对称短路的共性共性。根据不。根据不对称短路的类型可以得到三个说明短路性质的补充条对称短路的类型可以得到三个说明短路性质的补充条件，它们表示了各种不对称短路的件，它们表示了各种不对称短路的特性特性，通常称为，通常称为故故障条件或边界条件障条件或边界条件。例如，单相（。例如，单相（a a）相接地的故障条）相接地的故障条件为件为，用各序对称分量表示可得：，用各序对称分量表示可得：应用对称分量法计算电力系统的不对称故障，其步骤应用对称分量法计算电力系统的不对称故障，其步骤大致如下：大致如下：1.1.计算电力系统各元件的各序阻抗；计算电力系统各元件的各序阻抗；2.2.制定电力系统的各序网络；制定电力系统的各序网络；3.3.由各序网络和故障条件列出对应方程；由各序网络和故障条件列出对应方程；4.4.从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量，从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量，将相应的各序分量相加，以求得故障点的各相电流和各将相应的各序分量相加，以求得故障点的各相电流和各相电压。相电压。5.5.计算各序电流和各序电压在网络中的分布，进而计算各序电流和各序电压在网络中的分布，进而求得各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。求得各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。第二章第二章 电力系统各元件的电力系统各元件的序阻抗和等值电路序阻抗和等值电路第二节第二节 电力系统元件的各电力系统元件的各序阻抗序阻抗一、架空线路的序阻抗一、架空线路的序阻抗线路的正序阻抗为：线路的正序阻抗为：线路的线路的正序电抗正序电抗为为线路的负序阻抗为线路的负序阻抗为线路的线路的负序电抗负序电抗为为架空线路的正序阻抗与负序阻抗相等，正序电抗与负序阻架空线路的正序阻抗与负序阻抗相等，正序电抗与负序阻抗相等，即抗相等，即图图26 三相对称架空线路三相对称架空线路 线路的零序电抗为：线路的零序电抗为：二、电缆二、电缆正序电阻和正序电抗的数值由制造厂供给；电缆的正序电阻和正序电抗的数值由制造厂供给；电缆的零序阻抗：零序阻抗：对于电缆的对于电缆的 和和 很难找到适当的平均值。在近很难找到适当的平均值。在近似计算中，对于三芯电缆可采用似计算中，对于三芯电缆可采用在实用计算时，电缆的电抗可取表在实用计算时，电缆的电抗可取表2323所列的平均值。所列的平均值。表表22 22 架空架空线线路各序阻抗的平均路各序阻抗的平均值值架空架空线线路种路种类类正序正序电电抗和抗和负负序序电电抗抗零序零序电电抗抗备备注注无无避雷避雷线线的的架架空空线线路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值有有钢质钢质避雷避雷线线的的架空架空线线路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值有良有良导导体体避雷避雷线线的的架架空空线线路路单单回回线线双双回回线线每回路每回路值值 表表23 23 电缆电缆的的电电抗平均抗平均值值元件名称元件名称1KV三芯三芯电缆电缆0.060.71KV四芯四芯电缆电缆0.0660.176 610KV10KV三芯三芯电缆电缆0.0835KV三芯三芯电缆电缆0.12电抗平均值电抗平均值()三、发电机三、发电机 由正序磁通所产生的电势与正序电流之比称由正序磁通所产生的电势与正序电流之比称正序正序电抗电抗，由负序磁通所产生的电势与负序电流之比称为，由负序磁通所产生的电势与负序电流之比称为负序电抗负序电抗，由零序磁通所产生的电势与零序电流之比，由零序磁通所产生的电势与零序电流之比称为称为零序电抗零序电抗。在短路电流实用计算方法中，以在短路电流实用计算方法中，以发电机的次暂态发电机的次暂态电抗电抗 XdXd作为它的正序电抗作为它的正序电抗。发电机的负序电抗发电机的负序电抗 Xd Xd的值在的值在 Xq Xq与之间变化。与之间变化。当发电机三相定子绕组通过零序电流时，各相磁当发电机三相定子绕组通过零序电流时，各相磁势大小相等，时间上同相，在空间上各相隔势大小相等，时间上同相，在空间上各相隔1201200 0，因此，因此磁势总和为零。对转子绕组而言，没有匝链的磁通，磁势总和为零。对转子绕组而言，没有匝链的磁通所以零序电流只能产生定子绕组的漏磁通，但它与正所以零序电流只能产生定子绕组的漏磁通，但它与正序电抗和负序电抗所产生的漏磁通有所不同，零序电抗和负序电抗所产生的漏磁通有所不同，零 序电抗的大小与发电机的绕组型式有关。序电抗的大小与发电机的绕组型式有关。发电机的各序电抗值一般由实测确定，平均值列发电机的各序电抗值一般由实测确定，平均值列于表于表2424中。中。发电机的电阻阻值很小，可以忽略不计。发电机的电阻阻值很小，可以忽略不计。表表24 24 发电发电机机电电抗的平均抗的平均值值发电机种类正序电抗负序电抗 零序电抗中容量汽轮发电机0.1250.160.06有阻尼绕组的水轮发电机0.20.25007无阻尼绕组的水轮发电机0.270.450.07 四、变压器四、变压器 负序电抗与正序电抗相等，但零序电抗与变压器负序电抗与正序电抗相等，但零序电抗与变压器的结构和联接方式有关。的结构和联接方式有关。1.Y1.Y，d d和和D D，D D联接变压器联接变压器 Y Y侧加零序电压：变压器绕组中没有零序电流，侧加零序电压：变压器绕组中没有零序电流，相当于零序网络在变压器相当于零序网络在变压器Y Y侧开路（图侧开路（图2929示）。示）。图图29 Y，d联接变压器联接变压器Y侧接地短路时的零序网络侧接地短路时的零序网络 d d侧加零序电压时：由于三个端子是等电位，各相侧加零序电压时：由于三个端子是等电位，各相绕组电压等于零，因此，没有零序电流通过，相当于绕组电压等于零，因此，没有零序电流通过，相当于零序网络在变压器零序网络在变压器d d侧开断（图侧开断（图210210和图和图211211示）。示）。图图210 D210 D，D D联联接接变压变压器器D D侧侧接地短路接地短路时时的零序网的零序网络络 图图211 D,y211 D,y联联接接变压变压器器D D侧侧接地短路接地短路时时的零序网的零序网络络2.YN,d2.YN,d联接变压器联接变压器 当当YNYN侧加有零序电压时，每相零序电压包括两部侧加有零序电压时，每相零序电压包括两部分：分：YNYN侧绕组漏抗上的零序压降侧绕组漏抗上的零序压降 ；YNYN侧的零序感应电势侧的零序感应电势 。由于变压器铁心中有零序磁通，同时由于变压器铁心中有零序磁通，同时D D侧绕组产生侧绕组产生零序感应电势，在零序感应电势，在d d侧绕组内形成环流，因此侧绕组内形成环流，因此d d侧引出线侧引出线上没有零序电流。所以上没有零序电流。所以d d侧零序感应电势等于侧零序感应电势等于d d侧绕组漏侧绕组漏抗上的零序电压降。抗上的零序电压降。图图212 YN,d联接变压器联接变压器YN侧接地短路时的零序网络侧接地短路时的零序网络 3.YN,yn(YN,y)3.YN,yn(YN,y)联接变压器联接变压器 在图在图213213中，中，外接电网的中性点是接地的外接电网的中性点是接地的。一次零序电压包括两部分：一次零序电压包括两部分：一次绕组漏抗上的零序电压降；一次绕组漏抗上的零序电压降；一次绕组的零序感应电势。一次绕组的零序感应电势。二次绕组的零序感应电势也包括两部分：二次绕组的零序感应电势也包括两部分：二次绕组漏抗上的零序电压降；二次绕组漏抗上的零序电压降；零序电流经过外接电网的零序电压降。零序电流经过外接电网的零序电压降。这时这时三个单相变压器三个单相变压器组成的三相变压器组组成的三相变压器组变压器的变压器的零序电抗等于正序电抗零序电抗等于正序电抗,即即 三相三柱式变压器三相三柱式变压器，零序励磁电流很大，因此，零序，零序励磁电流很大，因此，零序励磁电抗支路不能忽略。它的标么值为励磁电抗支路不能忽略。它的标么值为0.30.31.1.图图213 YN,ynYN,yn联联接接变压变压器一器一侧侧接地短路接地短路时时的零序网的零序网络络（外接（外接电电网中性点接地）网中性点接地）(a)YN,yn(a)YN,yn联联接接变压变压器器 (b)(b)三个三个单单相相变压变压器或三相四柱式或壳式器或三相四柱式或壳式变压变压器器(c)(c)三相三柱式三相三柱式变压变压器器 YN,ynYN,yn联接变压器联接变压器外接电网的中性点是不接地外接电网的中性点是不接地:三相三柱式变压器三相三柱式变压器的零序电抗为：的零序电抗为：三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式变压三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式变压器和壳式变压器器和壳式变压器的零序励磁电流很小的零序励磁电流很小,变压器的零序变压器的零序电抗为：电抗为：图图214 YN,ynYN,yn联联接接变压变压器（外接器（外接电电网中性点不接地）和网中性点不接地）和YN,yYN,y联联接接变压变压器器YNYN侧侧接地短路接地短路时时的零序网的零序网络络(a)YN,yn(a)YN,yn联联接接变压变压器；器；(b)YN,y (b)YN,y联联接接变压变压器；器；(c)(c)三相三柱式三相三柱式变压变压器；器；(d)(d)三个三个单单相相变压变压器或三相四柱式或壳式器或三相四柱式或壳式变压变压器器 4.4.三绕组变压器三绕组变压器YNYN，y y，d d联接联接三绕组变压器的零序电抗为：三绕组变压器的零序电抗为：YNYN，d d，d d联接联接三绕组变压器的零序电抗为：三绕组变压器的零序电抗为：第二章第二章 电力系统各元件的序阻电力系统各元件的序阻抗和等值电路抗和等值电路 第三节第三节 电力系统各序网络的制定电力系统各序网络的制定 正正序序网网络络就就是是通通常常用用以以计计算算对对称称三三相相短短路路时时的的网网络络，流流过过正正序序电电流流的的全全部部元元件件的的阻阻抗抗均均用用正序阻抗表示。正序阻抗表示。注注意意：在在不不对对称称短短路路时时短短路路点点的的正正序序电电压压不不等等于于零零，所所以以短短路路点点不不能能和和零零电电位位直直接接相相连连。正序电动势就是发电机的电动势。正序电动势就是发电机的电动势。一、正序网络一、正序网络二、负序网络二、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，而在短路点处引入代替故障条件的电源电势等于零，而在短路点处引入代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。在在零零序序网网络络中中，也也不不包包含含电电源源的的电电动动势势。只只在在短短路路点点存存在在有有由由故故障障条条件件所所决决定定的的不不对对称称电电压压源源中中的的零零序序分分量量。各各元元件件的的阻阻抗抗均均应应以以零零序序参参数来表示。数来表示。注注意意：在在绘绘制制等等值值网网络络时时，只只能能把把有有零零序序电电流流通通过过的的元元件件包包括括进进去去，而而不不通通过过零零序序电电流流的的元件，则应统统舍去。元件，则应统统舍去。三、零序网络三、零序网络只有当和短路点直接相连的网络中至少具有一个接地只有当和短路点直接相连的网络中至少具有一个接地中性点时，才可以形成一个零序回路。如果与短路点中性点时，才可以形成一个零序回路。如果与短路点直接相连的网络中有直接相连的网络中有N N个接地的中性点，那么便有个接地的中性点，那么便有N N条条零序电流的并联支路。零序电流的并联支路。对对于于那那些些有有零零序序电电流流流流过过的的，连连在在发发电电机机或或变变压压器器中中性性点点的的元元件件，因因为为在在其其中中通通过过的的零零序序电电流流为为三三相相的的零零序序电电流流之之和和（即即每每相相零零序序电电流流的的三三倍倍），而而零零序序网网络络所所表表示示的的只只是是一一相相的的等等值值网网络络，故故为为了了使使零零序序网网络络中中这这一一元元件件上上的的电电压压降降与与实实际际值值相相等等，就就必必须须将将该该元元件件的的阻阻抗抗值值扩扩大大为为3 3倍倍而而串串接接在在与与之之相相连连的的流流过过同同一零序电流的支路中。一零序电流的支路中。由于平行线间零序电流要产生互感作用，因此，在制由于平行线间零序电流要产生互感作用，因此，在制定零序网络时应计及零序互感的影响。定零序网络时应计及零序互感的影响。例题例题2121 例题例题2222 图图218 例题例题22网络网络(c)图图 变压器变压器T2高压侧的中性点不接地高压侧的中性点不接地 例题例题2323 图图219 例题例题2323网络网络 例题例题24 24 电力系统接线图如图电力系统接线图如图220220所示，各所示，各元件的序阻抗标么值已标于图中，如果在元件的序阻抗标么值已标于图中，如果在K K点发生单点发生单相接地故障（如相接地故障（如A A相），作出正序、负序及零序网络，相），作出正序、负序及零序网络，并加以简化，求出各序等值电抗。并加以简化，求出各序等值电抗。解：解：(1)(1)、正序网络及其简化、正序网络及其简化 等值电势为：等值电势为：等值电抗等值电抗也称为正序组合电抗，其值为：也称为正序组合电抗，其值为：由简化等值网络可写出电压平衡方程式如下由简化等值网络可写出电压平衡方程式如下 (2)(2)负序网络及其化简负序网络及其化简 其等值电抗为，其值为：其等值电抗为，其值为：由简化等值图可写出电压平衡方程式为：由简化等值图可写出电压平衡方程式为：（3 3）零序网络及其简化。）零序网络及其简化。图图222 不对称短路时零序电流通路不对称短路时零序电流通路感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！