電力系統(tǒng)分析-孟祥萍-PPT課件第10章分析.ppt

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1、第10章電力系統(tǒng)各元件的序阻抗和等值電路本章提示10.1對稱分量法10.2對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用10.3同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗10.4異步電動機(jī)的負(fù)序電抗和零序電抗10.5變壓器的零序電抗10.6架空輸電線的零序阻抗10.7電纜線路的零序阻抗10.8電力系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)小結(jié)本章提示對稱分量法；對稱分量法在電力系統(tǒng)不對稱故障分析中的應(yīng)用；發(fā)電機(jī)和異步電動機(jī)的負(fù)序和零序電抗；變壓器、輸電線及電纜的零序電抗；電力系統(tǒng)序網(wǎng)絡(luò)的繪制方法。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時，在故障點(diǎn)處的三相阻抗將不對稱；常用對稱分量法分析此類電路。對稱分量法：就是將一組不對

2、稱的三相相量分解為三組對稱的三相相量，或者將三組對稱的三相相量合成為一組不對稱的三相相量的方法。10.1對稱分量法10.1對稱分量法圖中相量、、幅值相等，相位彼此互差，且a超前b，b超前c，稱為正序分量。圖中相量、、幅值和相位均相同，稱為零序分量。圖中相量、、幅值相等，相位關(guān)系與正序相反，稱為負(fù)序分量。（10.1）10.1對稱分量法將三組對稱的各序相量進(jìn)行合成，得到一組不對稱的相量式中：將一組不對稱相量用a相的各序分量表示：10.1對稱分量法（10.3）簡寫為：簡寫為：其逆關(guān)系為：（10.4）10.1對稱分量法對稱分量法的實(shí)質(zhì)是疊加原理在電力系統(tǒng)

3、中的應(yīng)用只適用于線性系統(tǒng)的分析。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，可以應(yīng)用對稱分量法，將出現(xiàn)不對稱電流和電壓的原網(wǎng)絡(luò)分解為正、負(fù)、零序三個對稱序網(wǎng)絡(luò)。對于三相對稱的元件，各序分量是獨(dú)立的，即各序電壓只與各序電流有關(guān)。設(shè)輸電線路末端發(fā)生了不對稱短路：線路上流過三相不對稱的電流，則三相電壓降也是不對稱的。10.2對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用應(yīng)用對稱分量法將故障處電壓分解為正序、負(fù)序、零序三組對稱分量。故障網(wǎng)絡(luò)分解為三個獨(dú)立的序網(wǎng)：正序網(wǎng)負(fù)序網(wǎng)零序網(wǎng)10.2對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用正序網(wǎng)：包含發(fā)電機(jī)的正序電源電勢和故障點(diǎn)正序電壓分量，網(wǎng)絡(luò)中通

4、過正序電流，對應(yīng)的各元件阻抗皆為正序阻抗；負(fù)序網(wǎng)：只有故障點(diǎn)電壓的負(fù)序電勢，網(wǎng)絡(luò)中通過負(fù)序電流，對應(yīng)的各元件阻抗為負(fù)序阻抗。零序網(wǎng)：只有故障點(diǎn)電壓的零序電勢，網(wǎng)絡(luò)中通過零序電流，對應(yīng)的各元件阻抗為零序阻抗。中性線電流為三倍零序電流，故在單相零序網(wǎng)中接入的接地阻抗10.2對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用元件的序阻抗，即該元件通過某序電流時，產(chǎn)生相應(yīng)的序電壓與該序電流的比值。靜止的元件，如線路、變壓器等，正序和負(fù)序阻抗相等；對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，各序電流會引起不同的電磁過程，三序阻抗總是不相等的。10.2對稱分量法在不對稱故障分析中的應(yīng)用列寫電壓平衡方程，

5、并結(jié)合故障的性質(zhì)，解得故障點(diǎn)處a相各電壓和電流的序分量，再根據(jù)對稱分量法合成得到各相電壓和電流。10.3同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗同步發(fā)電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，在正序電動勢的作用下，定子電流是三相對稱的正序電流，相應(yīng)的電抗為正序電抗，又稱同步電抗。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生對稱三相短路時，其相應(yīng)的正序電抗為次暫態(tài)電抗。當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生不對稱短路時，定子電流中包含有基頻分量和直流分量。其中的基頻交流分量不對稱，可以分解為正序、負(fù)序和零序分量。與正序分量電流相對應(yīng)的電抗為正序電抗。加在發(fā)電機(jī)端的負(fù)序電壓基頻分量與流入定子繞組的負(fù)序電流基頻分量的比值，作為計算短路時的發(fā)電機(jī)

6、負(fù)序電抗。加在發(fā)電機(jī)端的零序電壓基頻分量與流入定子繞組的零序電流基頻分量的比值，定義為發(fā)電機(jī)的零序電抗。10.3同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗在工程計算中，同步發(fā)電機(jī)零序電抗的變化范圍為：(10.5)如果發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)不接地，不能構(gòu)成零序電流的通路，此時其零序電抗為無限大。同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗一般由制造廠提供，也可按下式估算：無阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：（10.7）（10.6）汽輪發(fā)電機(jī)及有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī)：10.4異步電動機(jī)的負(fù)序電抗和零序電抗負(fù)序阻抗：（10.8）零序電抗：由于異步電動機(jī)的三相繞組通常接成三角形或不接地的星形，無零序電流的通路，因而

7、零序電抗數(shù)值為無限大。系統(tǒng)中發(fā)生不對稱故障，電動機(jī)端的正序電壓下降，驅(qū)動轉(zhuǎn)矩減小；機(jī)端的負(fù)序電壓產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，轉(zhuǎn)差率接近于1。因此，負(fù)序阻抗可以用轉(zhuǎn)子制動情況下的參數(shù)代替，即10.5變壓器的零序電抗10.5.1雙繞組變壓器10.5.2三繞組變壓器10.5.3自耦變壓器10.5變壓器的零序電抗正序電抗：即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時變壓器的等值電抗。負(fù)序電抗：其值與正序電抗相等。對于靜止元件，二者總是相等的零序電抗：取決于變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)。變壓器的正序、負(fù)序、零序等值電路具有相同的形式。10.5.1雙繞組變壓器不計繞組電

8、阻和鐵芯損耗，雙繞組變壓器的零序等值電路如圖10.4。其中、分別為兩側(cè)繞組漏抗，為零序勵磁電抗。零序電壓施加在變壓器繞組的三角形側(cè)或不接