电力系统故障分析第六章电力系统纵向不对称故障分析教案.ppt

第第6章章 电电力系力系统纵统纵向不向不对对称故障分析称故障分析1.教学目的教学目的建立建立纵纵向不向不对对称故障称故障的概念的概念理解并会理解并会应应用复合序网法求解故障分量用复合序网法求解故障分量掌握掌握纵纵向不向不对对称故障的故障点称故障的故障点电电气量的分析气量的分析2.第一第一节节 纵纵向不向不对对称故障的分析方法称故障的分析方法 3.电电力系力系统纵统纵向不向不对对称故障一般指一相或两相断开的非全相运行状称故障一般指一相或两相断开的非全相运行状态态.电电力系力系统统的非全相运行的非全相运行虽虽然不会引起然不会引起过电压过电压，一般也不会引起大，一般也不会引起大电电流流（非全相运行伴随振（非全相运行伴随振荡荡除外），但是会出除外），但是会出现负现负序、零序分量序、零序分量.分析分析纵纵向不向不对对称故障仍采用称故障仍采用对对称分量法。称分量法。同横向不同横向不对对称故障，称故障，发发生了一相断生了一相断线线或两相断或两相断线线后，除断口三相后，除断口三相电压电压不不对对称称 外，其他外，其他电电力系力系统统其他部分三相其他部分三相对对称称 的。的。A相断线系统接线图A相断线系统等效图 4.断相断相时时的正序、的正序、负负序、零序网序、零序网络络及其等效网及其等效网络图络图(a)正序网正序网络络 (b)负负序网序网络络 (c)零序网零序网络络可得三个序可得三个序电压电压方程方程(6-1)5.此此式式与与横横向向不不对对称称故故障障时时的的序序电电压压方方程程式式从从形形式式上上看看是是相相似似的的，但但是是实实质质却却是是有有差差别别的的。纵纵向向不不对对称称故故障障时时端端口口电电压压是是串串联联在在网网络络中中，即即端端口口 之之间间，用用 表表示示；横横向向不不对对称称故故障障时时端端口口电电压压是是并并接接在在故故障障点点F与与地地N之之间间，用用 表示；参数表示；参数计计算上也不同，在算上也不同，在图图中有中有 根据序根据序电压电压方程和方程和边边界条件就可以界条件就可以计计算端口算端口电压电压，电电流等。流等。(6-2)v按按给给定条件，定条件，分析分析计计算算纵纵向不向不对对称故障称故障,一般用两种方式解决，分一般用两种方式解决，分别为别为按按给给定系定系统电统电源源电动势电动势和按和按给给定断相前通定断相前通过过断相断相线线路的路的负负荷荷电电流来流来计计算。算。6.按按给给定系定系统电统电源源电动势计电动势计算，就是以式算，就是以式（6-1）、式、式（6-2）为为基基础础，联联立方程立方程组组求解。由于要求解。由于要计计算如式算如式（6-2）所示的断相所示的断相处处两两侧电侧电源源电动势间电动势间的相位差，在复的相位差，在复杂杂系系统统中中难难于确定，此法受到一定限制。于确定，此法受到一定限制。按按给给定断相前通定断相前通过过断相断相线线路的路的负负荷荷电电流来流来计计算算,就是把断相后的状就是把断相后的状态态看成正看成正常常时时的的负负荷状荷状态态和断相后在断相和断相后在断相处处附加附加纵纵向向电压电压（）后故障状）后故障状态态的的叠加，适合于多叠加，适合于多电电源网源网络络，前提条件是不，前提条件是不计计及断相后两及断相后两侧电动势侧电动势的大小和相的大小和相位的位的变变化或者化或者计计算的是断相后瞬算的是断相后瞬间间的的电电气量气量。7.第二第二节节 单单相断相断线线分析分析8.A A相断相断线线，其故障其故障边边界条件界条件为为 以以A相相为为基准相，用序分量表示基准相，用序分量表示为为 作出复合序网，在断相作出复合序网，在断相处处正序、正序、负负序、零序网序、零序网络络相并相并联联：9.由复合序网可求得断相由复合序网可求得断相处处各序各序电电流流为为各序各序电压为电压为：单单相断相断线线后，在断相后，在断相处处会有会有负负序序电压电电压电流和零序流和零序电压电压、电电流（假流（假设设断相断相两两侧侧有零序有零序电电流的通路），其流的通路），其值值与两与两侧电动势侧电动势差差 成正比。当两成正比。当两侧侧等等值电动值电动势夹势夹角接近角接近 时时，负负序和零序分量有最大序和零序分量有最大值值；当两；当两侧侧等等值电动势值电动势大小相等，大小相等，夹夹角接近角接近 时时，即空，即空载载情况下的情况下的单单相断相断线线，负负序和零序分量序和零序分量为为零。零。10.在在 =下下，当当 比比值值增大增大时时，负负序序电电流将减小，而零序流将减小，而零序电电流将增大；当流将增大；当 比比值值减小减小时时，负负序序电电流将增大，而零序流将增大，而零序电电流将减小。从限制流将减小。从限制负负序序电电流出流出发发，应该应该增大增大 比比值值，可以增加接地中性点使减小，但是从限制零序，可以增加接地中性点使减小，但是从限制零序电电流而言，流而言，应应减小减小 比比值值，要求接地中性点要少点，要求接地中性点要少点，显显然是矛盾的然是矛盾的。11.系系统统接地点数目增多，会使横向短路故障中接地点数目增多，会使横向短路故障中综综合零序阻抗减小，从而合零序阻抗减小，从而导导致致单单相接地短路相接地短路电电流大于三相短路流大于三相短路电电流，流，见见式（式（5-16a）分析）分析；另外；另外为为了了使使单单相接地非故障相相接地非故障相电压电压不会不会过过大引起大引起过电压过电压，综综合零序阻抗又不能合零序阻抗又不能过过大，大，接地点数目就要考接地点数目就要考虑虑得多一些，得多一些，这这也是矛盾的也是矛盾的。为为了使零序了使零序电电流在接地故障流在接地故障时稳时稳定分布，以充分定分布，以充分发挥发挥零序零序电电流保流保护护的的作用，作用，系系统统中的接地点数目和位置要中的接地点数目和位置要综综合考合考虑虑，不能随意改，不能随意改变变。12.如果按如果按给给定定负负荷荷电电流流计计算，假定断相前算，假定断相前保持不保持不变变，则则有有 则则断口断口电电流流变为变为：13.已知已知负负荷荷电电流，从复合序网出流，从复合序网出发发，应应用叠加定理来用叠加定理来计计算也很方便：算也很方便：(a)=(b)+(a)=(b)+（c)c)（a）复合序网）复合序网 （b）断相前的）断相前的负负荷状荷状态态 （c）断相后的故障附加状）断相后的故障附加状态态14.断相断相处处各相各相电电流流电压电压:Note：单单相断相断线类线类似于两相接地故障；似于两相接地故障；对对于两于两电电源、无分支的系源、无分支的系统统，则则端口各序参数的端口各序参数的计计算将与断相的位置算将与断相的位置无关无关。15.第三第三节节 两相断两相断线线分析分析 16.故障故障边边界条件界条件(两相断两相断线线相当于相当于单单相接通，故用上相接通，故用上标标（1）)为为：以以A相相为为基准相，用序分量表示基准相，用序分量表示为为17.复合序网：与复合序网：与单单相接地相接地类类似。似。由复合序网可求得：由复合序网可求得：各序各序电电流、流、电压电压分量求出后，根据分量求出后，根据对对称分量合成公式就可方便求出断相称分量合成公式就可方便求出断相处处各相各相电电流流电压电压.（略）（略）18.已知已知负负荷荷电电流，从复合序网出流，从复合序网出发发，应应用叠加定理来用叠加定理来计计算也很方便：算也很方便：(a)=(b)+(a)=(b)+（c)c)（a）复合序网）复合序网 （b）断相前的）断相前的负负荷状荷状态态 （c）断相后的故障附加状）断相后的故障附加状态态19.