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7.对称分量法及电力系统元件各序参数和等值电路

2022-05-19 09:10:56   1  举报

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对称分量法及电力系统元件各序参数和等值电路

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大纲/内容

基础常识

三相短路为对称短路，短路电流分流量三相是对称的。

在对称三相系统中，三相系统的参数相同，三相系统的变量相同，因此对于对称三相系统三相短路的分析和计算，可以只分析和计算其中一相，然后根据三相间的角差即可求得其余两相

在电力系统中，大量发生的单相接地短路、两相短路、两项接地短路，以及单相断线和两相断线均为不对称故障

当发生不对称故障时，三相阻抗不同，三相电压和电流的有效值不等，分析这样的三相系统就不能只分析其中一相，常用的方法是使用对称分量法，将一组不对称三相系统向量分解为正序、负序和零序三相对称的三相系统相量，来分析三相不对称故障问题。

在分析中先求出三相系统各元件的正序、负序和零序三相对称的三相系统相量，来分析三相不对称故障问题。在分析中先求出三相系统各元件的正序、负序和零序的参数和等值电路，然后求出三相系统的正序、负序和零序参数和等值电路。

以前章节所涉及的三相系统参数都是正序参数。因此，在正常运行和三相短路时只有正序分量，没有负序和零序分量

主要作用

分析电力系统不对称的有效方法。在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量各自具有独立性。

确定电力系统各元件零序和负序电抗。

对称分量法

对称分量法的概念

在三相电路中，对于任意一组不对称的三相向量，可以分解为正序、负序和零序三组三相对称分量之和，这就是对称分量法。

电力系统序阻抗

在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。即当电路中流过某序对称分量的电流时，只产生同序对称分量的电压降。反之，当电路施加某序对称分量的电压时，电路中也只产生同序对称分量的电流。这意味着可以对正序负序零序分量分别按序单独进行计算。

当三相参数不对称时，由于各相的自阻抗Zs可能不相等，各相相间互阻抗Zm也可能不相等，所以非对角元素就不会全部为零，这时就不能按序进行独立计算

对称分量法在不对称短路计算中的应用

此处有案例。P161页

基本原则

把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，维持电力系统故障点外的三相阻抗对称，而后勇对称分量法将不对称的三相电压和电流用对称的各序分量表示，然后再各序对称网中分别加以分析和计算

电力系统元件各序参数和等值电路

同步发电机各序参数和等值电路

同步发电机的正序电抗

同步发电机不对称短路时的高次谐波

同步发电机的负序电抗

同步发电机的零序电抗

变压器各序参数和等值电路

变压器正序、负序参数和等值电路

变压器的正负序等值电路及其参数是完全相同的，同前面章节给出的等值电路和参数完全一致

变压器的零序等值电路和变压器的正负序等值电路形状完全相同；在参数方面，变压器的零序励磁电抗有所不同，但是零序等值电阻、漏抗同正负序完全相同。

变压器的零序参数和等值电路

普通变压器的零序等值电路和参数

双绕组变压器

三绕组变压器

常用变压器铁心结构及零序励磁磁通的路径

三个单相的形式

三相四柱式

三相三柱式

双绕组变压器零序等值电路域外电路的联结

中性点有接地阻抗式变压器的零序等值电路

三绕组变压器零序等值电路

架空输电线路各序参数和等值电路

输电线路是静止元件，其正、负、零序等值电路完全相同，和前面章节的等值电路完全一致，其中正、负序的参数也完全相同，仅仅零序参数和正、负序不一致。

理论计算方法：假设打的体积无限大，且具有均匀的电阻率，它的导电作用可以用卡松线路来模拟，该模拟虚拟导线位于架空输电线的下方。架空输电线是三相，假设卡松线路来模拟的架空地线也是三相，这就形成了三个平行的“单导线-大地”回路，而后利用第二章计算思路求解。

在实用的短路计算中，不同类型架空线路的零序电抗和正序电抗之间的关系

无架空地线的单回路三相输电线路，x0/x1≈3.5

无架空地线的双回路三相输电线路，x0/x1≈5.5

有铁磁导体架空地线的单回路三相输电线路，x0/x1≈3.0

有铁磁导体架空地线的双回路三相输电线路，x0/x1≈4.7

有良导体架空地线的单回路三相输电线路，x0/x1≈2.0

有良导体架空地线的双回路三相输电线路，x0/x1≈3.0

综合负荷各序参数和等值电路

电力系统各序网络的制定

正序网络

正序网络就是通常计算对称短路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳时）及空载变压器（不计励磁电流时）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并用正序参数和等值电路表示。

负序网络

负序电流流通情况相同，但是所有电源的负序电势为零，电抗应为负序电抗，在短路点引入代替故障条件的负序电势，便可得到负序网络，从故障端口看负序网络，他是一个无源网络，也可以简化为戴维南等值电路。

零序网络

零序网络中不包括电源电势。在不对称短路点十佳代表故障边界条件的零序电势时，由于三相零序电流的大小及相位相同，他们必须经大地或架空地线才能构成通路，因此零序电流的流通与网络的结构（变压器的接线方式及中性点的接地方式）有关

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6.电力系统短路的基本概念及三相短路的实用计算方法

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