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08第八章 电力系统简单不对称故障的分析计算1.ppt

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本课件系统讲解对称分量法及其在不对称故障分析中的应用:先说明各序分量的独立性与序阻抗概念,再给出同步发电机、异步电动机与负荷、变压器、自耦变压器及架空线路的序参数与零序等值电路,绘制正序、负序、零序网络,最后分析单相接地短路、两相短路、两相短路接地与非全相断线的复合序网和故障电流电压。

电力系统分析基础(八)封面,标示本讲涵盖对称分量法、元件序参数与序网、单相接地、两相短路及两相短路接地分析等内容
第八章电力系统简单不对称故障的分析计算,给出电力系统元件序参数及系统的序网图、什么是对称分量法?等关键步骤
8.1对称分量法,说明分别称为正序分量等要点
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第1页:电力系统分析基础(八)封面

电力系统分析基础(八)封面:本页为课件封面,标示课程名称与本讲主题。

第2页:第八章电力系统简单不对称故障的分析计算

第八章电力系统简单不对称故障的分析计算

第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 对称分量法 对称分量法在不对称故障分析计算中的应用 电力系统元件序参数及系统的序网图 简单不对称故障的分析计算

  • 第八章电力系统简单不对称故障的分析计算 对称分量法 对称分量法在不对称故障分析计算中的应用 电力系统元件序参数及系统的序网图 简单不对称故障的分析计算
  • 1、什么是对称分量法?
  • 2、为什么要引入对称分量法?分析过程是什么?
  • 1、各元件的序参数是怎样的?
  • 2、如何绘制电力系统的序网图?如何利用对称分量法对简单不对称故障进行分析与计算?

第3页:8.1对称分量法

8.1对称分量法

  • 8.1对称分量法
  • 一、对称分量法对称分量法是将一组三相不对称的电压或电流相量分解为三组分别对称的相量,分别称为正序分量、负序分量和零序分量,再利用线性电路的叠加原理,对这三组对称分量分别按对称的三相电路进行求解,然后再将其结果进行叠加。

第4页:对称分量法的应用与零序电流通路

对称分量法的应用与零序电流通路:二.对称分量法的应用图8-2零序电流以中性线作通路三角形接线

第5页:三相元件的自感与互感阻抗

三相元件的自感与互感阻抗

该线路每相的自感阻抗为Zs,相间的互感阻抗为Zm 当元件参数完全对称时 Zaa=Zbb=Zcc=ZsZab=Zbc=Zac=Zm

  • 该线路每相的自感阻抗为Zs,相间的互感阻抗为Zm 当元件参数完全对称时 Zaa=Zbb=Zcc=ZsZab=Zbc=Zac=Zm
  • 三、三相对称元件序分量的独立性

第6页:各序对称分量的独立性

各序对称分量的独立性:结论:在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有独立性,因此,可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。

第7页:序阻抗的概念

序阻抗的概念:序阻抗的概念 序阻抗:元件三相参数对称时,元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。正序阻抗负序阻抗零序阻抗

第8页:8.2电力系统元件的序参数和等值电路

8.2电力系统元件的序参数和等值电路:8.2电力系统元件的序参数和等值电路 静止元件:正序阻抗等于负序阻抗,不等于零序阻抗。如:变压器、输电线路等。 旋转元件:各序阻抗均不相同。如:发电机、电动机等元件。

第9页:同步发电机的负序电抗

同步发电机的负序电抗:一、同步发电机的负序和零序电抗1同步发电机的负序电抗 负序旋转磁场与转子旋转方向相反,因而在不同的位置会遇到不同的磁阻(因转子不是任意对称的),负序电抗会发生周期性变化。 有阻尼绕组发电机 无阻尼绕组发电机

第10页:发电机负序电抗的实用计算

发电机负序电抗的实用计算:同步发电机的负序电抗 实用计算中发电机负序电抗计算有阻尼绕组无阻尼绕组 发电机负序电抗近似估算值有阻尼绕组无阻尼绕组 无确切数值,可取典型值调相机和大型同步电动机汽轮发电机水轮发电机电机类型电抗无阻尼绕组有阻尼绕组0.240.134~0.180.32~0.550.15~0.350.080.036~0.080.04~0.1250.04~0.125

第11页:同步发电机的零序电抗

同步发电机的零序电抗:2.同步发电机的零序电抗 三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零,因此其零序电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 同步发电机零序电抗在数值上相差很大(绕组结构形式不同): 零序电抗典型值

第12页:异步电动机和综合负荷的序阻抗

异步电动机和综合负荷的序阻抗:二、异步电动机和综合负荷的序阻抗 异步电机和综合负荷的正序阻抗:Z1=0.8+j0.6或X1=1.2; 异步电机负序阻抗:X2=0.2; 综合负荷负序阻抗:X2=0.35; 异步电机和综合负荷的零序电抗:X0=∞。

第13页:变压器的零序电抗及其等值电路

变压器的零序电抗及其等值电路:三、变压器的零序电抗及其等值电路稳态运行时变压器的等值电抗(双绕组变压器即为两个绕组漏抗之和)就是它的正序或负序电抗。变压器的零序电抗和正序、负序电抗不同。当在变压器端点施加零序电压时,其绕组中有无零序电流,以及零序电流的大小与变压器三绕组的接线方式和变压器的结构密切相关。

第14页:正序与零序激磁电抗的比较

正序与零序激磁电抗的比较

正序的激磁电抗都很大。这是由于正序激磁磁通均在铁芯内部,磁阻较小。零序的激磁电抗与变压器的结构有很大关系。

  • 正序的激磁电抗都很大。这是由于正序激磁磁通均在铁芯内部,磁阻较小。零序的激磁电抗与变压器的结构有很大关系。
  • (1)由三个单相变压器组成的三相变压器,各相磁路独立,正序和零序磁通都按相在本身的铁芯中形成回路,因而各序激磁电抗相等,而且数值很大,近似认为激磁电抗为无限大。
  • (2)对于三相五柱式和壳式变压器,零序磁通可以通过没有绕组的铁芯部分形成回路,零序激磁电抗也相当大,也可近似认为无限大。
  • (3)三相三柱式变压器的零序激磁电抗较小,其值可用试验方法求得,它的标幺值一般很少超过1.0。

第15页:单相变压器组

单相变压器组:本页以图示为主。

单相变压器组

第16页:三相三柱式变压器的零序励磁电抗

三相三柱式变压器的零序励磁电抗:图8-7三相三柱式变压器零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多:Xm0=0.3~1.0

第17页:中性点经阻抗接地的变压器

中性点经阻抗接地的变压器:本页以图示为主。

图8-8中性点经阻抗接地的变压器及其等值电路

第18页:三绕组变压器零序等值电路

三绕组变压器零序等值电路:本页以图示为主。

图8-9三绕组变压器零序等值电路

第19页:变压器绕组接法与零序通路

变压器绕组接法与零序通路:绕组端点与外电路的连接开关位置变压器绕组接法与外电路断开1Y与外电路接通2Y0与外电路断开,但与励磁支路并联3Δ变压器零序等值电路与外电路的联接

第20页:中性点直接接地的自耦变压器

中性点直接接地的自耦变压器:4.自耦变压器的零序阻抗及其等值电路 中性点直接接地的自耦变压器

第21页:中性点经电抗接地的自耦变压器

中性点经电抗接地的自耦变压器:本页以图示为主。

中性点经电抗接地的自耦变压器

第22页:架空线路的零序阻抗及其等值电路

架空线路的零序阻抗及其等值电路:四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 零序电流必须借助大地及架空地线构成通路

第23页:零序阻抗大于正序阻抗的原因

零序阻抗大于正序阻抗的原因

四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 零序阻抗比正序阻抗大

  • 四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 零序阻抗比正序阻抗大
  • (1)回路中包含了大地电阻
  • (2)自感磁通和互感磁通是助增的

第24页:平行架设双回线零序等值电路

平行架设双回线零序等值电路:四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 平行架设双回线零序等值电路

第25页:有架空地线时的零序阻抗

有架空地线时的零序阻抗:四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 有架空地线的情况:零序阻抗有所减小。

第26页:一相等值零序电抗的实用计算

一相等值零序电抗的实用计算:四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 实用计算中一相等值零序电抗无架空地线的单回线路有钢质架空地线的双回线路有钢质架空地线的单回线路有良导体架空地线的单回线路无架空地线的双回线路有良导体架空地线的双回线路

第27页:五、电力系统各序网络

五、电力系统各序网络:五、电力系统各序网络 等值电路的绘制原则根据电力系统的原始资料,在故障点分别施加各序电势,从故障点开始,查明各序电流的流通情况,凡是某序电流能流通的元件,必须包含在该序网络中,并用相应的序参数及等值电路表示。

第28页:正序网络

正序网络:本页以图示为主。

正序网络

第29页:负序网络

负序网络:本页以图示为主。

负序网络正序网络

第30页:零序网络

零序网络:本页以图示为主。

零序网络:必须首先确定零序电流的流通路径。

第31页:零序网络例8-1

零序网络例8-1:本页以图示为主。

零序网络例8-1

第32页:8.3简单不对称短路的分析计算

8.3简单不对称短路的分析计算:8.3简单不对称短路的分析计算 当网络元件只用电抗表示时,不对称短路的序网络方程该方程组有三个方程,但有六个未知数,必须根据边界条件列出另外三个方程才能求解。

第33页:一、单相接地短路

一、单相接地短路:本页以图示为主。

一、单相接地短路

第34页:单相接地故障的复合序网

单相接地故障的复合序网:本页以图示为主。

单相接地故障的复合序网

第35页:单相接地的短路电流与非故障相电压

单相接地的短路电流与非故障相电压:本页以图示为主。

单相接地的短路电流和短路点非故障相电压

第36页:二、两相短路

二、两相短路:本页以图示为主。

二、两相短路

第37页:两相短路的复合序网

两相短路的复合序网:本页以图示为主。

两相短路的复合序网

第38页:两相短路的短路电流

两相短路的短路电流:本页以图示为主。

两相短路的短路电流

第39页:两相短路的电压

两相短路的电压:本页以图示为主。

两相短路的电压

第40页:三、两相短路接地

三、两相短路接地:本页以图示为主。

三、两相短路接地

第41页:两相短路接地序网图

两相短路接地序网图:本页以图示为主。

两相短路接地序网图

第42页:两相短路接地故障相电流

两相短路接地故障相电流:本页以图示为主。

两相短路接地故障相电流

第43页:两相短路接地相量图

两相短路接地相量图:本页以图示为主。

两相短路接地相量图

第44页:四、正序等效定则

四、正序等效定则:本页以图示为主。

四、正序等效定则正序分量的计算

第45页:正序等效定则的短路电流计算

正序等效定则的短路电流计算:本页以图示为主。

四、正序等效定则短路电流的计算

第46页:附加电抗和比例系数表

附加电抗和比例系数表:下表列出本页数据。

附加电抗和比例系数
短路类型f(n)附加电抗 XΔ比例系数 m
三相短路f(3)01
两相短路接地f(1,1)X2Σ∥X0Σ√3
两相短路f(2)X2Σ√3
单相接地短路f(1)X2Σ+X0Σ3

注:源文件该表数字与公式粘连,此处按正序等效定则的标准结果补全(两相短路接地附加电抗为 X2Σ 与 X0Σ 并联)。

第47页:8.4不对称短路时网络中电流电压的计算

8.4不对称短路时网络中电流电压的计算:8.4不对称短路时网络中电流电压的计算 电力系统设计运行中,除需要知道故障点的短路电流和电压外,有时还需要知道网络中某些支路电流和节点电压。 基本思路:先求出电流电压的各序分量在网络中的分布,然后将相应的各序分量进行合成求得各相电流和相电压。

第48页:Y/Y-12连接变压器的相位变化

Y/Y-12连接变压器的相位变化:一、对称分量经变压器后的相位变化1.Y/Y-12连接的变压器:不发生相位移动。

第49页:Y/△-11连接变压器的移相

Y/△-11连接变压器的移相:本页以图示为主。

2.Y/△-11连接的变压器:移相300

第50页:Y/△-11连接变压器(续)

Y/△-11连接变压器(续):本页以图示为主。

2.Y/△-11连接的变压器

第51页:Y/△-11连接变压器(再续)

Y/△-11连接变压器(再续):本页以图示为主。

2.Y/△-11连接的变压器

第52页:网络中电流电压的分布计算

网络中电流电压的分布计算:二、网络中电流电压的分布计算1.电流分布计算常用电流分布系数法。2.电压分布的计算:例8-4

第53页:8.5非全相断线的分析计算

8.5非全相断线的分析计算:8.5非全相断线的分析计算 非全相断线 横向故障和纵向故障

第54页:非全相断线与纵横向故障

非全相断线与纵横向故障:本页以图示为主。

8.5非全相断线的分析计算

第55页:一、单相断开

一、单相断开:本页以图示为主。

一、单相断开

第56页:单相断开的复合序网

单相断开的复合序网:本页以图示为主。

单相断开的复合序网

第57页:非故障相电流和断口电压

非故障相电流和断口电压:本页以图示为主。

非故障相电流和断口电压

第58页:二、两相断开

二、两相断开:本页以图示为主。

二、两相断开

第59页:两相断开时的复合序网

两相断开时的复合序网:本页以图示为主。

两相断开时的复合序网

第60页:非故障相电流和断口电压例8-5

非故障相电流和断口电压例8-5:本页以图示为主。

非故障相电流和断口电压例8-5

第61页:正序、负序与零序分量的合成

正序、负序与零序分量的合成:本页以图示为主。

正序分量零序分量负序分量合成

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