第一章電力系統(tǒng)的基本概念

1、1,第四章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路,對稱分量法對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗變壓器的零序電抗和等值電路,2,§4-1 對稱分量法? 三個(gè)不對稱相量可用三組對稱相量來表示,3,（a）正序分量；（b）負(fù)序分量；（c）零序分量,4,? 三個(gè)不對稱相量可以分解為三組對稱相量,,5,§4-2 對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用三相阻抗的對

2、稱分量 對于三相對稱元件，各序分量是獨(dú)立的。三相靜止對稱元件：,,,6,,,,,7,,三相對稱系統(tǒng)對稱分量變換為三個(gè)互不耦合的正、負(fù)、零序系統(tǒng)。,8,故障點(diǎn)電流、電壓的對稱分量,,,不對稱,將三相電流、電壓作對稱分量分解，由于三相對稱系統(tǒng)的對稱分量互不耦合,,,,,由戴維南等值，即,,,,,,,,,,,對稱,9,故障點(diǎn)的序電壓方程,,,,是表征了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和故障前運(yùn)行方式的序電壓方程,單相接地短路故障的相分量邊界條件：,

3、,,用序分量表示為：,,,,,10,序電壓方程和邊界條件聯(lián)立求解,,,,,,用對稱分量法分析電力系統(tǒng)的不對稱故障問題： 首先要列出各序的電壓平衡方程，或者說必須求得各序?qū)收宵c(diǎn)的等值阻抗，然后結(jié)合故障處的邊界條件，即可算出故障處a相的各序分量，最后求得各相的量。,11,序電壓方程和邊界條件的聯(lián)立求解可用復(fù)合序網(wǎng)（電路形式）表示：,,,,,,,,,,,,12,§4-3 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗,,,等是正序電抗

4、,一.同步發(fā)電機(jī)不對稱短路時(shí)的高次諧波（負(fù)序電流的影響）,短路電流,中包含周期分量和非周期分量，因不對稱短路, Iω不對稱。,由于定子回路不對稱和轉(zhuǎn)子繞組不對稱，定子Iω在定子回路中引起一系列奇次諧波，而轉(zhuǎn)子回路中引起一系列偶次諧波；定子iα在定子回路中引起一系列偶次諧波，在轉(zhuǎn)子回路中引起一系列奇次諧波。,13,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,脈動(dòng)磁場,這些高次諧波均由定子電流基頻負(fù)序分量所派

5、生，而后者又與基頻正序分量密切相關(guān)。所以，在暫態(tài)過程中，這些高次諧波分量和基頻正序分量一樣衰減，至穩(wěn)態(tài)時(shí)仍存在。,周期分量電流Iω引起的高次諧波,14,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,脈動(dòng)磁場,定子直流分量iα引起的高次諧波,這些高次諧波分量與定子直流分量一樣衰減，最后衰減為零。,①不對稱短路時(shí)，輸電線路中出現(xiàn)強(qiáng)大的高次諧波干擾； ②施加負(fù)序電流（壓），機(jī)端不僅僅出現(xiàn)負(fù)序電壓（流）。,15,同步發(fā)電機(jī)

6、的負(fù)序電抗,定義:,,根據(jù)施加電壓、注入電流及不同的短路情況，可有,,,,計(jì)及遠(yuǎn)離機(jī)端的短路，因與外部電抗串聯(lián)，以上三式的結(jié)果接近。實(shí)用計(jì)算中，取,,16,同步發(fā)電機(jī)的零序電抗 零序電流只產(chǎn)生漏磁通，由于迭繞線圈，零序漏磁通小于正序漏磁通。,,發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通常是不接地的，即零序電流不能通過發(fā)電機(jī)，這時(shí)發(fā)電機(jī)的等值零序阻抗為無限大,17,§4-4 異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序和零序電抗,異步電動(dòng)機(jī)等值電抗、電阻與轉(zhuǎn)差率關(guān)系曲線,,

7、突變狀態(tài)下的電抗相當(dāng)于起動(dòng)電抗,2s的轉(zhuǎn)差，也相當(dāng)于快速變化的起動(dòng)電抗,,,繞組為△、Y接法，中線電流（零序電流）=0,異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序參數(shù)可以按轉(zhuǎn)差率為2—s來確定,當(dāng)轉(zhuǎn)差率增加到一定值，特別在轉(zhuǎn)差率為1~2之間時(shí)，曲線變化很緩慢。因此，異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)序參數(shù)可用s=1，即轉(zhuǎn)子制動(dòng)情況下的參數(shù)來代替，即,,18,§4-5 變壓器的零序電抗和等值電路,當(dāng)在變壓器端點(diǎn)施加零序電壓時(shí)，其繞組中有無零序電流，以及零序電流的大

8、小與變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。一、雙繞組變壓器,零序電壓施加在Y、d側(cè),,,因在三相繞組端并聯(lián)施加零序電壓，端點(diǎn)等電位，故 ，用阻抗表示為： 即開路。,結(jié)論1: 零序等值電路中，可不計(jì)d、Y側(cè)及其后的電路。,19,YN/d接法變壓器,,,,,,,,,⑴. YN側(cè)零序電流可流通;⑵. d側(cè)繞組內(nèi)零序電流相成環(huán)流, 電壓完全降落在漏抗上;⑶

9、. d側(cè)外電路中零序電流=0;表達(dá)以上三條的等值電路為：,結(jié)論2: YN/d 變壓器, YN側(cè)與外電路連通, d側(cè)接地, 且與外電路 斷開。,20,YN/y接法變壓器,,,,,YN側(cè)有零序電流，y側(cè)無零序電流通路，等值電路為,21,YN/yn接法變壓器,,,,II側(cè)因中性點(diǎn)接地, 提供了零序通路，等值電路為：,22,零序激磁電抗xm(0),對于由三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器組，每相的零序主磁通與正序主磁通一樣，都有獨(dú)立的鐵

10、芯磁路，因此，零序勵(lì)磁電抗與正序的相等。對于三相四柱式（或五柱式）變壓器，零序主磁通也能在鐵芯中形成回路，磁阻很小，即零序勵(lì)磁電抗的數(shù)值很大（也即勵(lì)磁電流很?。?。以上兩種變壓器，在短路計(jì)算中都可以當(dāng)作xm0=∞，即忽略勵(lì)磁電流，認(rèn)為勵(lì)磁支路斷開。,23,對于三相三柱式變壓器，由于三相零序磁通大小相等，相位相同，主磁通不能在鐵芯中構(gòu)成回路，而必須經(jīng)過氣隙由油箱壁中返回，要遇到很大的磁阻，這時(shí)的勵(lì)磁電抗比正、負(fù)序等值電路中的勵(lì)