电力系统各元件序阻抗和等值电路

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1、电力系统各元件序阻抗和等值电路姚东晓2008.10.20主要内容一.对称分量法在不对称故障中的应用二.同步发电机的负序和零序电抗三.变压器零序等值电路及参数四.架空输电线路的零序阻抗及其等值电路五.架空输电线路的零序电纳六.综合负荷的序阻抗七.电力系统各序网络的制定一.对称分量法在不对称故障中的应用1.不对称三相电量的分解在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量（电压或电流），都可分解为三组三相对称相量。对称分量法是分析不对称故障的常用方法，一组不对称的三相相量可分解为正序、负序、零序三组对称的三相分量。一.对称分量法在不对称故障中的应用1.不对称三相电量的分解以A相作为基准相时

2、，三相相量与其对称分量之间的关系为：式子中，运算子，，且有1+a+a2=0，a3=1；对于B、C相有：1.不对称三相电量的分解式子（1-1）可以看成一种坐标变换，这种变换将实际的三相电流列向量变换为由基准相电流的正序、负序、零序分量组成的列向量。可写成如下形式：故：一.对称分量法在不对称故障中的应用2.序阻抗的概念以一个静止的三相电路元件为例来说明序阻抗的概念，如右图所示。一.对称分量法在不对称故障中的应用2.序阻抗的概念上图中各量之间的关系可用下式表达，式中Zab=Zba，Zbc=Zcb，Zac=Zca。上式可写成如下形式：采用对称分量法将上式变换为：Zsc称为序阻抗矩阵。一.对称

3、分量法在不对称故障中的应用2.序阻抗的概念当元件结构参数完全对称时，即Zaa=Zbb=Zcc=Zs，Zab=Zbc=Zca=Zm时，Zsc可化为：元件两端各序电压分量为左式，故元件的序阻抗为右式：一.对称分量法在不对称故障中的应用3.对称分量法在不对称短路计算中的应用假设一台发电机接于一条空载线路，中性点经阻抗Zn接地。其中A相线路在某点发生了金属接地故障，使故障点出现不对称情况。用不对称电势源代替故障点不对称电压，将不对称电压和电流利用对称分量法进行分解,可得各序分量的独立等值网络和回路方程。序分量分解.ppt一.对称分量法在不对称故障中的应用3.对称分量法在不对称短路计算中的应

4、用根据各序等值网络，可以列出各序的回路方程如下：结合各种故障类型下的边界条件，便可解得短路点电压和电流的各序对称分量。在继电保护中，我们是先计算各序的电压电流，并据此判断故障类型。对称分量法就是将故障处的三相阻抗不对称表示为电压和电流相量的不对称，使系统其余部分保持为阻抗对称的系统。这样就可以利用阻抗对称电路各序具有独立行的特点简化分析计算。二.同步发电机的负序和零序电抗1.同步发电机负序电抗同步发电机在对称运行时，只有正序电势和正序电流，此时只存在正序电抗。正序电抗包括等。当发电机定子绕组中通过负序基频电流时，其产生的负序旋转磁场与转子旋转方向相反，所以相对转子有两倍同步转速的相对运动

5、。这样负序旋转磁场与转子间的相对位置是不断变化的，位置不同，其所遇磁阻就不同，导致负序电抗周期变化。负序旋转磁场分别对正转子纵轴和横轴时的等值电路（含阻尼绕组）如下图所示。直轴负序交轴负序对于不含阻尼绕组的的同步发电机，只需在其等值电路中断开阻尼绕组。二.同步发电机的负序和零序电抗1.同步发电机负序电抗同一台发电机，在不同类型的短路时，负序电抗也不同：单相短路两相短路两相接地短路也可近似取为对于无阻尼绕组的凸极机，可近似为以上各式中x（0）为发电机零序电抗。二.同步发电机的负序和零序电抗电机类型x(2)x(0)电机类型x(2)x(0)汽轮发电机0.160.06有阻尼的水轮发电机0.450

6、.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作为近似估计，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，也可按表1取值.1.同步发电机负序电抗表1.同步电机负序和零序电抗典型值2.同步发电机零序电抗当发电机定子绕组通过基频零序电流时，由于各相零序电枢磁势大小相等，相位相同，而在空间相差120度，其在气隙中的合成磁势为零，所以零序电抗仅由零序漏抗组成，大致为绕组结构三.变压器零序等值电路及参数1.普通变压器的零序等值电路及其参数变压器的等值电路表征的是一相原、副方绕组间的电磁关系，因此其正序、负序、和零序等

7、值电路具有相同的形状。而且由于正、负序分量所经变压器绕组电回路及铁心磁路是完全一样的，故其正、负序等值电路参数完全一致。a.双绕组变压器（零序）b.三绕组变压器（零序）变压器各绕组的电阻、漏抗与各绕组电流分量的序别无关。但变压器的零序激磁电抗与变压器铁心结构是密切相关的。三.变压器零序等值电路及参数1.普通变压器的零序等值电路及其参数变压器铁心结构对变压器零序激磁电抗的影响可通过以下两种情况说明。a.对于三个单相变压器组成的三相变压