电力系统元件的各序参数和等值电路

3-1不对称三相系统中对称分量法的应用一组不对称的三相量可以分解成三组不同的对称三相量（正序分量负序分量零序分量）之和。第三章电力系统元件的各序参数和等值电路一、对称分量(SymmetricalComponents).aF.bF.cF...120aaaFFF...120bbbFFF...120cccFFF“1”正序分量；“2”负序分量；“0”零序分量；120°120°120°1cF&1aF&1bF&120°120°120°2bF&2cF&2aF&0aF&0bF&0cF&大小相等，相位互差120˚，相序与正常运行方式下的相序相同。大小相等，相位互差120˚，相序与正常运行方式下的相序相反。大小相等，相位相同。（a）正序分量（b）负序分量（c）零序分量.....2211111,bacbaFaFFaFaF.....222222,bacbaFaFFaFaF...000abcFFF1,0123212321322402120aaajeajeajjpositivesequencecomponentnegativesequencecomponentzerosequencecomponent.aF.bF.cF...2102aaaaFaFF...2120aaaaFaFF0212211111aabacaFFFaaFFaaF012abcFAF...120aaaFFF...120bbbFFF...120cccFFF....0....21....221()31()31()3abcaabcaabcaFFFFFFaFaFFFaFaF021221111131abcFFFaaFFaaF1012abcFAF例题零序分量：....01()3abcaFFFF若三相量之和为零，则该不对称相量组中不包含零序分量。三相系统中，线电压中有没有零序分量？三角形接法，线电流中有没有零序分量？在有中线的星形接法中，中线电流中有没有零序分量？大小如何？零序电流，必须以中线（包括以地代中线）作为通路，且中线流过的电流等于一相零序电流的三倍。三相参数对称电路中，某一序的对称分量电流，只产生同一序分量的电压降。反之，某一序的对称分量电压，也只产生同一序的对称分量电流。独立性！ZmZmZmZsZsZsabcnmZmZmZaasbmcmUIZIZIZbambscmUIZIZIZcambmcsUIZIZIZasmmabmsmbcmmsbUZZZIUZZZIUZZZIabcabcUZI012012AUZAI1012012UAZAI0011222000000smsmsmUZZIUZZIUZZI二、对称分量在不对称故障计算中的应用ABCcI&aI&bI&NZ)1(K+++---ZNaE&aE&2aE&ZGZLZGZGZLZLaI&0bI&0cI&0aU&bU&cU&（a）000cbaUUU&&&000cbaIII&&&当一个三相电路的对称性遭到破坏，网络中会出现三相不对称的电压和电流，这时候不能只取一相进行计算。能不能找到一种方法，把这种不对称的电路转换成对称的电路来计算？+-+-+-ZNZGZGZGZLZLZLaE&aE&2aE&+++++++++---------2aU&1aU&0aU&12aU&2aU&aI&bI&cI&0aU&1aU&0aU&22aU&+-+-+-ZNZGZGZGZLZLZLaE&aE&2aE&++--+-aI&bI&cI&aU&bU&cU&(b)021aaaaUUUU&&&&b120bbbUUUU120ccccUUUUaE&+-+-+-ZNZG1ZG1ZG1ZL1ZL1ZL1aE&2aE&+-++--1aI&1bI&1cI&1aU&2aa1aU&1aU&(d)ZNZG2ZG2ZG2ZL2ZL2ZL2++--+-2aI&2bI&2cI&2aU&2aU&22aU&ZNZG0ZG0ZG0ZL0ZL0ZL0++--+-0aI&0bI&0cI&0aU&0bU&0cU&正序网络负序网络零序网络1aE&+-1aI&1aU&1GZ1LZ......1111111()()aaabcaGLNEIzzIIIzU1.111..)(aLGaaUzzIE正序网络：aE&+-+-+-ZNZG1ZG1ZG1ZL1ZL1ZL1aE&2aE&+-++--1aI&1bI&1cI&1aU&2aa1aU&1aU&(d)ZNZG2ZG2ZG2ZL2ZL2ZL2++--+-2aI&2bI&2cI&2aU&2aU&22aU&+-2GZ2LZ2aU&2aI&2.2.2.2.222.)()(aNcbaLGaUzIIIzzI2.222.)(aLGaUzzI负序网络：ZNZG0ZG0ZG0ZL0ZL0ZL0++--+-0aI&0bI&0cI&0aU&0bU&0cU&+-0aI&0aU&0GZ0LZNZ30.0.0.0.000.)()(aNcbaLGaUzIIIzzI0.000.)3(aNLGaUzzzI零序网络：归纳：对任意网络，短路点各序电压和电流满足222aaIZU000aaIZU1111aaaEIZU表明了各种不对称故障时故障点出现的各序电流和电压之间的相互关系；表示了不对称故障的共性，与故障类型无关。+-1aE&1Z1K1N1kaI&1kaU&2Z2K2N2kaI&2kaU&0Z0K0N0kaI&0kaU&三、应用对称分量法计算电力系统不对称故障的步骤（1）计算电力系统各元件的各序阻抗；（2）制定电力系统的各序网络；（3）由各序网络和故障条件列出对应方程；（4）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相电压；（5）计算各序电压和各序电流在网络中的分布，进而求出各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。3-2序阻抗的基本概念正序阻抗：指仅有正序电流流过该元件（三相对称）时，所产生的正序电压降与此正序电流之比。负序阻抗：指仅有负序电流流过该元件（三相对称）时，所产生的负序电压降与此负序电流之比。222UZI零序阻抗：指仅有零序电流流过该元件（三相对称）时，所产生的零序电压降与此零序电流之比。111UZI000UZIZmZmZmZsZsZsabcnmZmZmZ对称三相网络：1111aasbmcmUIZIZIZ11111amamasbmcmIZIZZIZIIZ1111()()asmabcmIZZIIIZ1()asmIZZ1()asmZZZ1()bsmZZZ1()csmZZZ222()abcsmZZZZZ000(2)abcsmZZZZZ结论：对静止元件（架空输电线、电缆、变压器、电抗器等），正序阻抗与负序阻抗相等，零序阻抗与正、负序阻抗不同。对于旋转元件（发电机，电动机），各序电流分别通过时，将会引起不同的电磁过程：正序电流产生与转子旋转方向相同的旋转磁场；负序电流产生与转子旋转方向相反的旋转磁场；零序电流产生的磁场与转子位置无关。因此，旋转元件的正序、负序、零序阻抗互不相等。3-3发电机的阻抗正序电抗：,dqxx,dqxx,dqxx负序电抗：负序端电压的基频分量对流入定子绕组的负序电流的基频分量之比。气轮发电机或有阻尼绕组的凸极电机：21.22dxx无阻尼绕组的凸极电机：21.45dxx零序电抗：0(0.15~0.6)dxx3-4负荷的阻抗异步电动机占系统总负荷的50％以上，可近似地取异步电动机的各序阻抗作为负荷阻抗。正序阻抗：1*0.80.6Zj正常运行时：计算稳态短路电流时：1*1.2X计算次暂态电流时：*0.8~0.9E1*0.2~0.35X负序阻抗：2*0.40.2Zj或2*0.2X零序阻抗：电动机一般中性点不接地，不考虑其零序阻抗。3-4变压器的阻抗变压器正序电抗与负序电抗相等，零序电抗与变压器的结构（单相、三相及铁心的结构形式）、连接方式以及中性点是否接地有关。双绕组变压器：0I0I03I0I03I0I03I0I03IIIIIIIIII0I0I0I0U0U0Ujxjxmjx0I0Ijxmjxjxjxjxmjx(a)(b)(c)0mmxxxxxx0mxxx漏电抗0.5Txxx励磁电抗。与变压器结构有关。对由三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式或壳式变压器，因磁导大，零序励磁电流很小，所以零序励磁电抗可视为接近无穷大：,:NYd0Txxxx,:NYy0mxxx,NnYy且二次测有另外接地中性点时：0Txxxx对三相三柱式变压器：0.6mx当零序电压施加在绕组接成三角形或中性点不接地的星形那一侧时，不管变压器另一侧绕组如何连接，其各绕组中都没有零序电流通过。mx3-53-6输电线路和电缆的阻抗架空输电线、电缆的正序电抗与负序电抗相等。架空线的零序电抗与平行线的回路数以及有无架空地线和地线的导电性能有关。电缆的零序电抗与电缆的外包皮的接地情况有关。0X线路种类电抗值（Ω/km)12XX单相架空线路（无地线）单回架空线路，有钢质架空地线单回架空线路，导电良好架空地线双回架空线路（无地线）双回架空线路，有钢质架空地线双回架空线路，导电良好架空地线6－10kV电缆线路35kV电缆线路0.40.40.40.4(每一回）0.4(每一回）0.4(每一回）0.080.123.53.02.05.54.73.04.64.61X1X1X1X1X1X1X1X1-4电力系统相序网络的构成在制定各序网络时，首先了解系统的接线、接地中性点的分布状况以及各元件的各序参数和等值电路；然后再分别各序，由短路点开始，查明序电流在网络中的流通情况，以确定各序网络的组成元件及其网络的具体连接。序网络：由同一序的相应的电动势和阻抗根据电力系统的接线所构成的单相等值电路。组成负序网络的元件与组成正序网络的元件完全相同。各元件的阻抗要用负序参数表示。发电机及各种旋转电机的负序阻抗与正序阻抗不同，其他静止元件的负序阻抗等于正序阻抗。发电机的负序电动势为零。一、正序网络正序网络就是通常用以计算对称三相短路时的网络,但短路点的正序电压不为零。流过正序电流的全部元件的阻抗均用正序阻抗表示。正序电动势就是发电机的电动势。二、负序网络三、零序网络（6）平行线路中应计及零序互感的影响。（1）不包含电源的电动势。各元件的阻抗以零序参数表示。（2）绘制等值网络时，只包括零序电流通过的元件（3）零序回路与系统中性点接地方式有关（4）变压器绕组的接法对零序电流的通行路径有很大影响。（5）有零序电流通过的、连在发电机或变压器中性点的元件，其阻抗值应扩大为三倍。例题【3－2】~~G—1接11jEG12.01jjx3.01jjx4.10jjx1.01jjx1.04.03.0021jjxjjxjjxG—2接12jEG(每回)(每回)08.02.02.0021jjxjjxjjx)3(K设K点发生单相接地故障（A相），作正序、负序、零序网络，并加以简化，求出各序等值电抗。零序网络：先确定零序电流的通路，再确定通路中所包含的元件。1GE1K2.01j3.04j3.03j1.05j3.06j1KU2GE1E1N12.02j1K202.01jjx1N1KUKI12.02j2.01j3.