电力系统故障与实用短路电流计算1

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1、第五章电力系统故障与实用短路电流计算5.1故障的一般概念5.2三相短路电流的物理分析5.3简单系统三相短路电流的实用计算方法5.4对称分量法在不对称短路计算中的应用5.5同步发电机、变压器、输电线的各序电抗及其等值电路5.6简单电网的正、负、零序网络的制定方法5.7电力系统不对称短路的分析与计算5.8故障时网络中的电流、电压计算5.9非全相运行的分析5.4对称分量法在不对称短路计算中的应用三相短路对称故障单相接地短路两相短路两相短路接地单相断线两相断线不对称故障分解为正序、负序和零序三组对称的三相系统对称分量法一、对称分量法幅值相等，相序相

2、差120度，称为正序；图(a)、(b)、(c)表示三组对称的三相相量幅值和相位均相同，称零序。幅值相等，但相序与正序相反，称为负序；三组对称的相量合成得三个不对称相量写成数学表达式为：由于每一组是对称的，故有下列关系：写出矩阵形式对称分量的变换矩阵上式说明三组对称相量唯一合成一组不对称三相相量。其逆关系为：变换矩阵的逆矩阵上式说明三个不对称的相量可以唯一地分解成为三组对称的相量(即对称分量)：正序分量、负序分量和零序分量。将变换关系应用于基频电流（或电压），则有：注意则零序电流必须以中性线为通路，如图所示：有零序无零序无零序二、对称分量法在

3、不对称短路计算中的应用在一个三相对称的元件中（例如线路、变压器和发电机），如果流过三相正序电流，则在元件上的三相电压降也是正序的；负序零序同理。对于三相对称的元件，各序分量是独立的，即正序电压只与正序电流有关，负序零序也是如此。说明：图简单电力系统的单相短路如图:++分解以a相位参考相位，在正序网中，有因为正序电流不流经中性线，Zn在正序网络中不起作用，则上式可写成负序电流也不流经中性线，且发电机的负序电势为零，负序网络的电压方程为对于零序网，在zn中将流过三倍的零序电流，计及发电机的零序电势为零，零序网络的电压方程为图5-25正序(a),

4、负序(b),和零序(c)等值网络对于接线复杂的实际电力系统，通过网络化简，可绘出各序的一相等值网络：说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电压的相互关系，表示了不对称短路的共性。5.5同步发电机、变压器、输电线的各序电抗及其等值电路电力系统的元件静止元件旋转元件变压器输电线路正序阻抗=负序阻抗≠零序发电机电动机三相的电磁关系相同正序阻抗≠负序阻抗≠零序各序电流引起不同的电磁过程M一、同步发电机正、负、零序等值电路正序阻抗：负序阻抗：机端负序电压基频分量与流入定子绕组负序电流基频分量的比值。零序阻抗：机端零序电压基频分量与流入定子绕组零序电流

5、基频分量的比值。正序电势：正常对称运行时有阻尼绕组无阻尼绕组对汽轮发电机及有阻尼的水轮发电机，可采用；对于无阻尼绕组的发电机，可采用；如无电机的确切参数，也可按下表取值：近似估计数据电机类型X2X0汽轮发电机0.160.06有阻尼的水轮发电机0.450.07有阻尼的水轮发电机0.250.07同步调相机和大型同步电动机0.240.08注：均为以电机额定值为基准的标幺值二、变压器的正、负、零序等值电路变压器的等值电路在电机学中双绕组变压器的等值电路是变压器的正、负、零序等值电路变压器的等值电路表征了一相原、副绕组的电磁关系。各序通过变压器电流，

6、不会改变一相原、副方绕组间的电磁关系。（1）变压器各绕组的电阻，与所通过的电流序别无关，因此，变压器的正序、负序和零序的等值电阻相等。（2）变压器的漏抗反映了原、副方绕组间磁耦合的紧密情况。漏磁通的路径与所通过电流的序别无关，因此，变压器的正序、负序和零序的等值漏抗也相等。（3）变压器的励磁电抗，取决于主磁通路径的磁导。当变压器通过负序电流时，主磁通的路径与通过正序电流时完全相同。因此，负序励磁电抗和正序的也相同。变压器正、负序等值电路及其参数完全相同变压器零序等值电路（不计绕组电阻和铁芯损耗）零序呢？三相四柱式三相三柱式三个单相零序主磁通

7、变压器的零序等值电路与外电路的连接变压器绕组接法开关位置绕组端点与外电路的联接Y1与外电路断开YN2与外电路接通d3与外电路断开，但与励磁支路并联当外电路向变压器某侧三相绕组施加零序电压时，如果能在该侧绕组产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通。相线和大地之间的该侧感应的电势以电压降的形式降落于该侧的漏抗中，相当于该侧绕组短接在绕组Ⅰ侧施加零序电压时，各种连接方式的变压器零序电抗：1)双绕组变压器：a)YN,d(即Y0/Δ）连接：b)YN,yn(即Y0/Y0）连接：与Ⅱ侧相连负载无中性点接地点Ⅰ侧绕组有零序电流，Ⅱ侧各绕组中将感

8、应零序电压。与Ⅱ侧相连负载有中性点接地点在绕组Ⅰ侧施加零序电压时，各种连接方式的变压器零序电抗：1)双绕组变压器：c)YN,y(即Y0/y）连接：YN侧有零序电流，Y侧各绕组中有