电力系统分析第10章课件.ppt

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1、第10章电力系统各元件的序阻抗和等值电路本章提示10.1对称分量法10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用10.3同步发电机的负序和零序电抗10.4异步电动机的负序电抗和零序电抗10.5变压器的零序电抗10.6架空输电线的零序阻抗10.7电缆线路的零序阻抗10.8电力系统的序网络本章提示对称分量法介绍；提出对称分量法在电力系统不对称故障分析中的应用；介绍了发电机及异步电动机的负序和零序电抗；介绍了常见变压器、输电线及电缆的零序电抗；以各元件的序阻抗为基础，提出电力系统序网络的绘制方法。10.1对称分量法电力系统在正常运行时是三相对

2、称的。当系统发生不对称故障时，电源电势及其阻抗仍然对称，但是在故障点处，三相阻抗将不对称。通常采用故障分量法对此类电路进行分析。对称分量法：就是将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相相量，或者将三组对称的三相相量合成为一组不对称的三相相量的方法。图中相量、、幅值相等，相位彼此互差，且a超前b，b超前c，称为正序分量图中相量、、幅值和相位均相同，称为零序分量，图中相量、、幅值相等，相位关系与正序相反，称为负序分量（10.1）将三组对称的各序相量进行合成，得到一组不对称的相量由电路知识可知：将一组不对称相量用a相的各序分量表示：（1

3、0.3）简写为：简写为：其逆关系为：（10.4）说明：一组不对称相量可以分解为三组对称相量或可以由三组对称相量合成为一组不对称相量。对称分量法的实质是叠加原理在电力系统中的应用。只适用于线性系统的分析。例10.1三相负载角接，若c相断开，流过a、b端线的电流为10A。以a端线电流为参考相量，计算线电流的各对称分量。当电力系统发生不对称短路时，可以应用对称分量法，将出现不对称电流和电压的原网络分解为正、负、零序三个对称序网络，任一元件上流过的三个对称电流分量或任一节点的三个对称电压分量的相量之和，等于对应原网络中同一元件上流过的电流相

4、量或同一节点的电压相量。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，如果该元件流过三相正序电流，则元件上的三相电压降也是正序的。设输电线路末端发生了不对称短路，由于三相输电线是对称元件，每相自阻抗相等，为ZS；任意两相间的互阻抗设为Zm。线路上流过三相不对称的电流，则三相电压降也是不对称的。10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用Z1、Z2、Z0分别称为线路的正序、负序、零序阻抗。应用对称分量法：元件的序阻抗，即该元件通过某序电流时，产生相应的序电压与该序电流的比值。静止的元件，如线路、变压器等，正序和负序阻

5、抗相等；对于旋转设备，各序电流会引起不同的电磁过程，三序阻抗总是不相等的。a相电压降的序分量表示为：可见，对于三组对称元件中的不对称电流电压的计算，可以分解成三组对称的分量，分别进行计算。简单系统中发生a相短路接地，介绍应用对称分量法分析短路电流及短路点电压。故障前网络是三相对称的，故障点f发生的不对称短路，使f点的三相对地电压和由f点流出的三相电流均为三相不对称量，而发电机的电动势仍为三相对称的正序电动势，各元件的三相参数依旧对称。应用对称分量法将故障处电压分解为正序、负序、零序三组对称分量。故障网络分解为三个独立的序网：正序网负

6、序网零序网正序网：包含发电机的正序电源电势和故障点正序电压分量，网络中通过正序电流，对应的各元件阻抗皆为正序阻抗；负序网：只有故障点电压的负序电势，网络中通过负序电流，对应的各元件阻抗为负序阻抗。零序网：只有故障点电压的零序电势，网络中通过零序电流，对应的各元件阻抗为零序阻抗。在正序网络和负序网络中，因三相对称，流过中性线的电流为零，故可将中性点的接地阻抗ZN略去；在零序网络中，中性线电流为三倍零序电流，故在单相零序网中接入3ZN的接地阻抗。10.3同步发电机的负序和零序电抗在工程计算中，同步发电机零序电抗的变化范围为：(10.5)

7、如果发电机中性点不接地，不能构成零序电流的通路，此时其零序电抗为无限大。同步发电机的负序电抗一般由制造厂提供，也可按下式估算：无阻尼绕组的水轮发电机：（10.7）（10.6）汽轮发电机及有阻尼绕组的水轮发电机：10.4异步电动机的负序电抗和零序电抗负序阻抗：（10.8）零序电抗：由于异步电动机的三相绕组通常接成三角形或不接地的星形，无零序电流的通路，因而零序电抗数值为无限大。10.5变压器的零序电抗10.5.1双绕组变压器10.5.2三绕组变压器的零序电抗10.5.3自耦变压器的零序电抗对于静止元件，二者总是相等的正序电抗：即稳态运

8、行时变压器的等值电抗负序电抗：其值与正序电抗相等。零序电抗：取决于变压器三相绕组的接线方式和变压器的铁心结构。10.5.1双绕组变压器不计绕组电阻和铁芯损耗，双绕组变压器的零序等值电路如图10.4。其中、分别为两侧绕组漏抗，为零序励磁