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1、电力电缆线路的相序阻抗哈尔滨理工大学卓金玉前言近年来,国外电力电缆订货日益增长了为了填好标书,必须对外商提出的一些参数给子准确的计算。其中线路的相序阻抗很多厂家不甚熟悉。为此就寸目序阻抗的计算墓木原理和方法子以简要的阐述,以供参考。电力使}#1部门也建议和希望电缆制造厂家应多了解一下电力系统的有关问题,以保证电力电缆的质量及电网安全运行。一、概述我们一般使用的导体电阻、绝缘电阻、电缆电容,电缆电感等计算公式都是指在电缆线路正常运行时的电气参数,即三相线路为对称线路,也即三相电气量在数值(绝对值)上相等,而相位差互差1200,其系统就处在对称运行状态。但是
2、电力系统在实际运行时还可能出现不对称的运行状态。如三相负载大小不等和不对称短路等。其中出现最多的一种故障形式即电力系统的短路,在中性点直接接地系统中,以单相接地(短路)的故障最多,约占全部故障的绷a左右。为此必须对不对称情况的线路的阻杭给子计算,以便确定电力线路电力电缆的允许短路能力和继电保护装置的设计。墓为了清楚地阐述相序阻抗的计算原理须引入几个有关的概念:1对称分里法二对称分量法是墓于电工墓础中的迭加原理。对称分量法认为妇洲可一组不对称的三相系统都是由三个对称的系统组成。这样可以运用分析对称运行的方法来解决不对称运行的问题,即任何一组三相不对称的量可
3、以分解为三个对称的分量。(1)相序:若对称的三相电路,随时间变化,各相电压(电流)最大值出现的先后次序称为相序。(2)正序分量(又称顺序分量)(正序分量的在下角注1)如图(1)中:所示J".领先于j,,1200,J。领先j,-,120-,相当于一般对称三相制‘的情况。217之7L志二.1!;拼
4、r上沙}、(夕1l勾一图1矛十才心若以复数运箕符号:二1?大小为单位相量,一个相量乘以x则表示该相量逆时针旋转1200,乘以al表示它顺U谁针旋转1200。;1其数学展开式为、份.一抽、;动、‘二卢“:、3sn浏1a‘+"'}人户从决一牙,“了0n二_二一日、护
5、Jj:1_,各二}AK二‘J/-01飞万(>tyt2,/户‘甲试二,十故正序分量为JAI,)B3=x与。,)cl一:j二(3)负序分量(又称逆序分量)(下标注2)。1如图向,同样是对称的,但旋转相序与正二系统洽好相反。J3A2领先Jcz1200,)C".!领,"C)sz1200P)B2=:)AZ,Jcz=x2i..!(4)零序分量(下标注。).t三..t..如图(C),它是一组大小相等,相位一致的量,故CB为一组对称系统。.,且...‘)A.JHO')-如将上述正序,负序、零序分量迭加在一起即可得到如图d听示的一组不对称三相系!卜鱼统即;。JA=JAI+
6、JA2+)Ao1.!)B=JS1+J$AB.(1))C=JC1+Jc2+)co218t.1者IJ.月t将上沈各序分is代入上式可得厂1*二,.,*+,},十,.,之]f,二a一JAI+aJ、二〕。。〔JC-:jA1+a2j.+JAO自、,矛11ll若令A恤21e︸-1压上写成矩阵形式l,se工weLa2少、州则(2)式为叫1同可简写成I、二AI虽然A为非奇异户矩阵,它的逆矩阵为川A-1=a21叼烟依线性变换的rK则k<,(2)两端分别乘A-1,2,,=A`IAIfC:1即:/JAl=一(7A+“iB+x2iJ!3〕二二—JA+:2jB+ajC}!!111
7、又ilO—IJA+]B+)C)3上式即任何一组不对称电流系统分解为三个电流对称分量的计算公丸&(3)式中可看出,对一组不对称的三相系统当)A+Js+jC=O时,iAo=O,只有当iA+Js+i-4:c)时,]AO=-O,就是说,在不对称系统中,三相加起来等于零的部分是由正序和负序分量构成的,而不等于零的那部分则是由零序分量构成的。这是对称分量的一个重要特点。2192不对称故障的序网图当电方系统的某一点发生不刘仃故;,'时,三相系级的对称条往将受到破坏,但这种破坏甘仁只是局部性的,即除了在故玲点出现戈种菜盯称之外.电六系统其余的部分仍旧是刘杯白;,故可以用
8、对称分量法书故pk处的电压,毛流分A_为正序、负序和零序三相对称分量系统。由于电路的其余部分是三相对称的,所以各序分量都是独立性,从而可以形成独立的三个序网络。以单相接地故障为例:设网络为中性点直接接地电力网,三相电X:电力EA,EH,Ec都是对称的,如图(2)fiff示若材目发生单相接地,则A相对地电压为零,而B相和C相的对地电压则不为零,故在接地点共出现三相电压不对称系统。引起线路上的电流也出现三相电流不对称系统,但三相电源系统仍是对称的,不对称系统只是出现在故障点。根据对称分量法,把接地点出现的电压、电流不对称系统分解为三组对称分量系统。如图〔3际
9、。零序网络如将零序电压、零序电流单独取出,即得零序网络,如图l4)0}了超[s"