南京理工大学《电力系统分析》ppt课件第七章电力系统简单不对称故障的分析计算
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电力系统不对称运行分析方法PPT课件
x0=3x1=1.2
每回路数值 每回路数值 每回路数值
7.4 电力线路的各序参数和等效电路
• 常用的输电线路还有电缆，其正、负 序电抗要比架空线路小得多，但三芯 电力电缆的结构复杂，准确计算相当 困难，通常由制造厂提供。
• Yn/Y/Δ连接的三绕组变压器的等效电路如下 ，注意到实际上变压器的各绕组是通过电磁
耦合的，电路上并不相连，两侧的中性点电
压实际可能并不相等。
7.4 电力线路的各序参数和等效电路
• 三相电力线路也是静止元件，其正序 和负序参数相等。
• 三相电力线路中流过零序电流时，由 于零序电流大小相同，且相位也相同 ，因此零序电流必须与大地、架空地 线来构成回路，这样架空输电线路的 零序阻抗与电流在大地中的分布有关 ，精确计算是十分困难的。
U U U a a a0 2 1 1 31 1 1
a a2 1
a2 0 11 36.o0 9 a22 3-2 .1o013 9-1 .82o0 122 3-2 .12o0 25 .68o0
例7-1
• 求出另二相的各序电压分量
正序分量： U b 1a 2 U a 111 3 3o 0 .1 9 01 -3 6Vo.0 9 U c1 aU a1 11 3 1.8 o9 0 -11V3.9
表7-2 架空电力线路各序电抗的平均值
正、负序 x1/kmx2 0.4
架空电力线路分类 电抗 /km 零序电抗 /km
备注
单回路 无避雷线
x0=3.5x1=1.4
双回路
单回路 有钢质避雷
线
双回路
单回路 有良导体避
雷线 双回路
x1 x2 0.4
x0=5x1=2 x0=2x1=0.8
• 7.1.1 对称分量法
每回路数值 每回路数值 每回路数值
7.4 电力线路的各序参数和等效电路
• 常用的输电线路还有电缆，其正、负 序电抗要比架空线路小得多，但三芯 电力电缆的结构复杂，准确计算相当 困难，通常由制造厂提供。
• Yn/Y/Δ连接的三绕组变压器的等效电路如下 ，注意到实际上变压器的各绕组是通过电磁
耦合的，电路上并不相连，两侧的中性点电
压实际可能并不相等。
7.4 电力线路的各序参数和等效电路
• 三相电力线路也是静止元件，其正序 和负序参数相等。
• 三相电力线路中流过零序电流时，由 于零序电流大小相同，且相位也相同 ，因此零序电流必须与大地、架空地 线来构成回路，这样架空输电线路的 零序阻抗与电流在大地中的分布有关 ，精确计算是十分困难的。
U U U a a a0 2 1 1 31 1 1
a a2 1
a2 0 11 36.o0 9 a22 3-2 .1o013 9-1 .82o0 122 3-2 .12o0 25 .68o0
例7-1
• 求出另二相的各序电压分量
正序分量： U b 1a 2 U a 111 3 3o 0 .1 9 01 -3 6Vo.0 9 U c1 aU a1 11 3 1.8 o9 0 -11V3.9
表7-2 架空电力线路各序电抗的平均值
正、负序 x1/kmx2 0.4
架空电力线路分类 电抗 /km 零序电抗 /km
备注
单回路 无避雷线
x0=3.5x1=1.4
双回路
单回路 有钢质避雷
线
双回路
单回路 有良导体避
雷线 双回路
x1 x2 0.4
x0=5x1=2 x0=2x1=0.8
• 7.1.1 对称分量法
电力系统分析完整版ppt课件
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单回线路的等值电路（3）
Deq 为三相导线间的互几何间距
Deq 3 D1D2 D3
r 为导线的计算半径 μ r 为导线材料的相对导磁系数，有色金属的 相对导磁系数为1 Deq x0 0.1445lg 0.0157 r ( / km) r 第一项为外电抗，第二项为内电抗
2019/3/13 南京理工大学 23
第一章小结
• 电力系统由发电机、电网和用户组成，是动 力系统的一部分。由于电能不能大量储存、 暂态过程迅速，为保证可靠性、安全性和经 济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、 设计、运行调度和故障恢复。 • 在同一电压等级中，电力系统的各个环节的 额定电压各不相同。某一级的额定电压是以 用电设备为中心而定的。 • 电力系统分析的任务是建立电力系统 的等值模型，计算稳态潮流，并确定 故障和扰动对系统的影响。
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目录
• • • • • • 第一章电力系统的基本概念 第二章电网等值 第三章电力系统潮流计算 第四章电力系统运行方式的调整和控制 第五章电力系统故障分析 第六章电力系统稳定性分析
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2019/3/13
第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
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1.2我国的电力系统（5）
发电机的额定电压 UN(1+5%) 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压， 以变比表示为 k= U1N / U2N 一次侧 直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)<35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN 二次侧相当于发电机 空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%） Us%<7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%)
南京理工大学《电力系统分析》ppt课件第七章电力系统简单不对汇总
a 2 F a a Fb 1 Fc
S 1
• 三序量用三相量表示
F 1 a a1 1 2 Fa 2 1 a 3 1 1 Fa 0
1 2 a a
逆时针旋转1200
2 aF Fb1 a Fa1 , F c1 a1 2 aF ,F a F F b2 a2 c2 a2 F F F b0 c0 a0
ae
j120
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3
一、对称分量法
(Z Z ) V 0I a2 G2 12 a2
zab zbc zca zm
0 0 Z0
V120 Zsc I120
Z I V a1 1 a1 V a 2 Z 2 I a 2 Z I V a0 0 a0
结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独 立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 正序网
I (Z Z ) ( I a2I aI )Z V E a a1 G1 L1 a1 a1 a1 n a1
I I a1 b1 c1 2I I I
1 a a2
1 1 1
SF F 120 abc
S 1 F F abc 120
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二、序阻抗的概念
• 静止的三相电路元件序阻抗
Z V aa a Vb Z ab Z Vc ac Z ab Z bb Z bc Z ac I a Z bc I b Z cc I c
S 1
• 三序量用三相量表示
F 1 a a1 1 2 Fa 2 1 a 3 1 1 Fa 0
1 2 a a
逆时针旋转1200
2 aF Fb1 a Fa1 , F c1 a1 2 aF ,F a F F b2 a2 c2 a2 F F F b0 c0 a0
ae
j120
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一、对称分量法
(Z Z ) V 0I a2 G2 12 a2
zab zbc zca zm
0 0 Z0
V120 Zsc I120
Z I V a1 1 a1 V a 2 Z 2 I a 2 Z I V a0 0 a0
结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独 立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 正序网
I (Z Z ) ( I a2I aI )Z V E a a1 G1 L1 a1 a1 a1 n a1
I I a1 b1 c1 2I I I
1 a a2
1 1 1
SF F 120 abc
S 1 F F abc 120
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二、序阻抗的概念
• 静止的三相电路元件序阻抗
Z V aa a Vb Z ab Z Vc ac Z ab Z bb Z bc Z ac I a Z bc I b Z cc I c
电力分析第七章电力系统不对称故障的分析和计算
7-1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用 第七章 电力系统不对称故障的分析和计算
2019年10月30日星期三11时4分4
秒6
一、对称分量法-3
• 引入a后相量关系：
Fb1 e j 240 Fa1 a 2 Fa1 Fc1 e j120 Fa1 aFa1 Fb2 e j120 Fa1 aFa1 Fc2 e j 240 Fa1 a 2 Fa1 Fb0 Fc0 Fa0
• 由对称分量关系式(7-3)将式(7-15)扩充：
U a1 Z1Ia1 ; U b1 Z1Ib1 ; U c1 Z1Ic1 U a2 Z 2 Ia2 ; U b2 Z 2 Ib2 ; U c2 Z 2 Ic2 U a0 Z 0 Ia0 ; U b0 Z 0 Ib0 ; U c0 Z 0 Ic0
• 除故障点外，系统其它部分元件参数仍对称， 发电机电势也对称。
7-1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用 第七章 电力系统不对称故障的分析和计算
2019对称分量法在不对称故障分析中的应用-7
• 用对称分量法将不对称三相电流、电压分解为 三组对称分量：
1 3
1 1 1
a a2 1
a2 a
IIba
(7
10)
1
Ic
将三相不对称基频电流分解为正、负、零序三
组对称电流。
• 本课程只分析不对称故障后基频分量，以后略 去“基频”二字。三相不对称电压也可用式(78)分解，不再重复。
7-1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用 第七章 电力系统不对称故障的分析和计算
0 U fa2 (ZG2 ZT 2 ZL2 )Ifa2 Z2Ifa2 (7 17)
电力系统分析第七章-新
7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用
例题7－1：
如图所示简单电路中，如果将b相断开，流过a、c两相的电流 为10A，试以a相为参考相量，计算线电流的对称分量。
a
Ia = 100o A
b c
Ib = 0 A
Ic = 10180o A
7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用
解：三相不对称线电流为：
电力系统分析
第七章 电力系统不对称故障的分析和计 算
第七章 电力系统不对称故障的分析和计算 7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的 应用 7.2 电力系统各元件的序参数及等值电路
7.3
7.4 7.5 7.6
电力系统各序网络的制订
故障处短路电流和电压的计算 不对称故障时电网中电流、电压的分布 非全相运行的分析与计算
a
Ia = 100o A
I a = 10 0 o A I b = 0A o I = 10 180 A a
I a1 1 α 1 由式 I a2 = 1 α 2 3 I a0 1 1
2
b c
Ib = 0 A
Ic = 10180o A
α Ia α I b 可得a相线电流的各序分量为： 1 Ic
7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用
a相线电流的各序分量为：
a
Ia = 100o A
b c
b、c相线电流的各序分量：
Ib = 0 A
Ic = 10180o A
7.1 对称分量法及其在不对称短路计算中的应用
X m0
I 0 II
U0
要在II绕组中通过零序电流，其外电路必须有接地的中性点
电力系统分析第07章电力系统对称故障分析计算
−t
i ap = C e pt = C e T a
p=-R/L是特征方程R+pL=0的根，Ta=-1/p =L /R,是决定自由分量 衰减快慢的时间常数，C是积分常数，也是非周期分量的初始值
¾ 全电流：
−t
i = ia + iap = I pm sin(ω t + α − ϕ ) + C e Ta
5
3 短路后达到稳态值 ¾ 稳态电流--非周期电流衰减为零时，短路电流中剩下的
三相对称的周期分量 ¾ 其值大小取决于电源电压幅值和短路回路总阻抗
7
三、短路电流曲线
iap0
iap
0
t
ip
¾ 在短路发生的时刻，短路前与短路后电流的瞬时值相等 ¾ 在电路参数一定的前提下，周期电流幅值一定，若非周
期分量大，总电流的瞬时值大
−t
ib = Ipm sin(ωt +α −120o −ϕ) +[Im sin(α −120o −ϕ′) − Ipm sin(α −120o −ϕ)]e Ta
−t
ic = Ipm sin(ωt +α +120o −ϕ) +[Im sin(α +120o −ϕ′) − Ipm sin(α +120o −ϕ)]e Ta
电感电路电流不能跃变
短路前i[0] = Im sin(ωt + α −ϕ′)
=
Em
sin[ωt + α − arctg ω(L + L′)]
（R + R）′ 2 + (ωL + ωL′)2
R + R′
−t
短路后i0 = Ce Ta + Ipm sin(ωt +α −ϕ) = C + Ipm sin(α −ϕ)
电力系统分析(完整版)PPT课件
输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
第七章电力系统简单不对称故障的分析计算
0 Ia2 (Z G2 Z12 ) Va2
14
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 ➢ 零序网
Ia0 Ib0 Ic0 3Ia0
0 Ia0 (Z G0 Z L0 ) 3Ia0 Z n Va0
0 Ia0 (ZG0 Z L0 3Z n ) Va0
15
E a Ia1 (Z G1 Z L1 ) Va1 0 Ia2 (Z G2 Z12 ) Va2 0 Ia0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
7
二、序阻抗的概念
• 序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降 与通过该元件的同一序电流的比值。
正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗
Z1 Z2
Va1/ Ia1 Va2 / Ia2
Z0
Va0 /
Ia0
8
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用
• 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗 Zn接地。
Z Z Z
aa ab ac
Z ab Z bb Z bc
Z Z Z
ac bc cc
Ia Ib
Ic
Vabc ZI abc
V120 SZS 1 I120 Z sc I120
Z sc SZS 1 称为序阻抗矩阵
6
• 当元件参数完全对称时 zaa zbb zcc zs zab zbc zca zm
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三上午11时5分 45秒11:05:4520.10.21
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午11时5分20.10.2111:05Oc tober 21, 2020
•
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月21日星期 三11时5分45秒 11:05:4521 October 2020
14
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 ➢ 零序网
Ia0 Ib0 Ic0 3Ia0
0 Ia0 (Z G0 Z L0 ) 3Ia0 Z n Va0
0 Ia0 (ZG0 Z L0 3Z n ) Va0
15
E a Ia1 (Z G1 Z L1 ) Va1 0 Ia2 (Z G2 Z12 ) Va2 0 Ia0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
7
二、序阻抗的概念
• 序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降 与通过该元件的同一序电流的比值。
正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗
Z1 Z2
Va1/ Ia1 Va2 / Ia2
Z0
Va0 /
Ia0
8
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用
• 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗 Zn接地。
Z Z Z
aa ab ac
Z ab Z bb Z bc
Z Z Z
ac bc cc
Ia Ib
Ic
Vabc ZI abc
V120 SZS 1 I120 Z sc I120
Z sc SZS 1 称为序阻抗矩阵
6
• 当元件参数完全对称时 zaa zbb zcc zs zab zbc zca zm
•
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月21日星期 三上午11时5分 45秒11:05:4520.10.21
•
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午11时5分20.10.2111:05Oc tober 21, 2020
•
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月21日星期 三11时5分45秒 11:05:4521 October 2020
电力系统简单不对称故障的分析计算
Ia1 Va1
Ia2 Va2
Ia0 Va0
0
E
jX 1 Ia1 jX 2 Ia2
Va1 Va
2
jX 0 Ia0
Va
0
两相短路接地故障相电流
Ib
a 2 Ia1
aIa2
Ia0
a 2
X 2 aX 0 X 2 X 0
Ia1
3X
2 j 3(X 2 2( X 2 X 0 )
3Ia1
I
(2) f
Ib
Ic
3I a1
Ia1
E j( X 1 X 2 )
Ia2 Va1
Ia1 Va2 jX 2 Ia2
jX
2
Ia1
两相短路的电压
Va Vb
Va1 Va2 Va0 2Va1 j2 X 2 Ia1
a 2Va1
aVa2
Va0
Va1
1 2
Va
Vc
Vb
开关位置 1
绕组端点与外电路的连接 与外电路断开
2
与外电路接通
3
与外电路断开，但与励磁支路并联
变压器零序等值电路与外电路的联接
4.自耦变压器的零序阻抗及其等值电路
• 中性点直接接地的自耦变压器
中性点经电抗接地的自耦变压器
X X
I II
X I 3X n X II 3X
(1 n k12
k12 ) (k12
X2
1 2
( X d
X q)
无阻尼绕组 X 2 X d X q
• 发电机负序电抗近似估算值
有阻尼绕组 X 2 1.22 X d 无阻尼绕组 X2 1.45Xd
• 无确切数值，可取典型值
电机类型 电抗
电力系统分析
暂态过程迅速，为保证可靠性、安全性和经
济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、 设计、运行调度和故障恢复。
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节的 额定电压各不相同。某一级的额定电压是以 用电设备为中心而定的。
• 电力系统分析的任务是建立电力系统 的等值模型，计算稳态潮流，并确定 故障和扰动对系统的影响。
M
10kv
•G:10.5kv
T4 X
10kv
380v
•T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400v
•M: 6kv
L:220v
2020/6/30
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29
第一章小结
• 电力系统由发电机、电网和用户组成，是动 力系统的一部分。由于电能不能大量储存、
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。
➢ 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动
➢ 输电线路的额定电压为线路的平均电压
[UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
2020/6/30
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34
单回线路的等值电路（2）
• 电抗 ➢导线流过交流电流时，由于导线的内部
和外部交变磁场的作用而产生电抗。 ➢循环换位的三相输电线路每相导线单位
长度的电抗为
x02f(4 .6lgD req 0 .5r) 1 0 4( /km )
2020/6/30
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35
单回线路的等值电路（3）
空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%） Us%<7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%)
济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、 设计、运行调度和故障恢复。
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节的 额定电压各不相同。某一级的额定电压是以 用电设备为中心而定的。
• 电力系统分析的任务是建立电力系统 的等值模型，计算稳态潮流，并确定 故障和扰动对系统的影响。
M
10kv
•G:10.5kv
T4 X
10kv
380v
•T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400v
•M: 6kv
L:220v
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第一章小结
• 电力系统由发电机、电网和用户组成，是动 力系统的一部分。由于电能不能大量储存、
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。
➢ 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动
➢ 输电线路的额定电压为线路的平均电压
[UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
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单回线路的等值电路（2）
• 电抗 ➢导线流过交流电流时，由于导线的内部
和外部交变磁场的作用而产生电抗。 ➢循环换位的三相输电线路每相导线单位
长度的电抗为
x02f(4 .6lgD req 0 .5r) 1 0 4( /km )
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35
单回线路的等值电路（3）
空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%） Us%<7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%)
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• a相接地的模拟
Va 0 Vb 0 V 0
c
Ia 0 I 0
b
Ic 0
2013-7-14
南京理工大学807
9
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 将 不 对 称 部 分 用 三 序 分 量 表 示
2013-7-14 南京理工大学807 10
应 用 叠 加 原 理 进 行 分 解
a1 a1
a1
0
E a I a1 (Z G1 Z L1 ) Va1
2013-7-14
南京理工大学807
12
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用
负序网
0 I a 2 (Z G 2 Z12 ) Va 2
2013-7-14
南京理工大学807
13
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 零序网
20
三、变压器的零序电抗及其等值电路
1. 普通变压器的零序阻抗及其等值电路 • 正序、负序和零序等值电路结构相同。
2013-7-14
南京理工大学807
21
1 .普通变压器的零序阻抗及其等值电路
漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压 器的各序等值漏抗相等。 励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的 主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗 相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完 全相同。 • 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。
I a0 Ib0 I c0 3I a0
0 I a0 (Z G0 Z L0 ) 3I a0 Z n Va0
0 I a0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
2013-7-14
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14
E a I a1 (Z G1 Z L1 ) Va1
0 I a 2 (Z G 2 Z12 ) Va 2
0 I a0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
E I a1 Z 1 Va1 Z V 0 I a 2 2 a2 Z V 0 I a 0 0 a0
Vabc ZI abc
V120 SZS 1 I120 Z sc I120
2013-7-14 南京理工大学807
Z sc SZS 1
称为序阻抗矩阵
5
二、序阻抗的概念
• 当元件参数完全对称时 zaa zbb zcc zs
Zs Zm Z sc 0 0 0 Zs Zm 0 Z1 0 0 Z s 2Zm 0 0 0 Z2 0
逆时针旋转1200
a 2 F , F aF Fb1 a1 c1 a1 2 Fb 2 aFa 2 , Fc 2 a Fa 2 Fb 0 Fc 0 Fa 0
2013-7-14 南京理工大学807
ae
j120
3
一、对称分量法
2013-7-14 南京理工大学807 30
四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 零序电流必须借助大地及架空地线构成通路
2013-7-14
南京理工大学807
31
四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 零序阻抗比正序阻抗大 （1）回路中包含了大地电阻 （2）自感磁通和互感磁通是助增的
2013-7-14
zab zbc zca zm
0 0 Z0
V120 Zsc I120
V a1 Z 1 I a1 Z I V a 2 2 a2 V a 0 Z 0 I a 0
结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独 立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。
a 2 Fa a Fb 1 Fc
S 1
• 三序量用三相量表示
Fa1 1 a 1 1 a 2 Fa 2 3 Fa 0 1 1
1 a 2 a
•简单不对称故障的分析计算
2013-7-14
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1
7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用
一、对称分量法
正序分量
负序分量
零序分量 合成
2013-7-14
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2
一、对称分量法 • 正序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系 统正常运行相序相同。 • 负序分量：三相量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小相等，互差1200，且与系 统正常运行相序相反。 • 零序分量：三相量大小相等，相位一致。
2013-7-14 南京理工大学807 25
Y0/Δ接法三角形侧的零序环流
2013-7-14
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26
变压器绕组接法 Y Y0 Δ
开关位置 1 2 3
绕组端点与外电路的连接 与外电路断开 与外电路接通 与外电路断开，但与励磁支路并联
变压器零序等值电路与外电路的联接
2013-7-14 南京理工大学807 27
无架空地线的单回线路 有钢质架空地线的单回线路
x0 3.5 x1 x0 3 x1 x0 2 x1 x0 5.5 x1 x0 4.7 x1 x0 3 x1
2013-7-14 南京理工大学807 6
二、序阻抗的概念
• 序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降 与通过该元件的同一序电流的比值。
正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗
2 a2 a2 Z 0 V a 0 / I a 0 Z 1 V a1 / I a1 Z V / I
2013-7-14
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15
7.2 电力系统各序网络
• 静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序 阻抗。如：变压器、输电线路等。 • 旋转元件：各序阻抗均不相同。如：发电机、电 动机等元件。
2013-7-14
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16
一、同步发电机的负序和零序电抗
1 同步发电机的负序电抗
第七章 电力系统简单不对称故障的分析计算
1、什么是对称分量法？ 2、为什么要引入对称分量法？
•对称分量法
分析过程是什么？ 1、各元件的序参数是怎样的？ •对称分量法在不对称故障分析计算中的应用 如何利用对称分量法对 2、如何绘制电力系统的序网图？ 简单不对称故障进行分 析与计算？ •电力系统元件序参数及系统的序网图
• 负序旋转磁场与转子旋转 方向相反，因而在不同的 位置会遇到不同的磁阻 （因转子不是任意对称 的），负序电抗会发生周 期性变化。 • 有阻尼绕组发电机 X d ~ X q • 无阻尼绕组发电机 X d ~ X q
2013-7-14
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17
1 同步发电机的负序电抗
• 实用计算中发电机负序电抗计算 有阻尼绕组 X 2 1 ( X d X q) 无阻尼绕组 X 2 X d X q
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32
四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 • 平行架设双回线零序等值电路
2013-7-14
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33
四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。
2013-7-14
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34
四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
实用计算中一相等值零序电抗
2013-7-14
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 正序网
Ea I a1 (Z G1 Z L1 ) (I a1 a 2 I a1 aI a1 )Z n Va1
I a1 I b1 I c1 I 2 I I
0.134~0.18 0.036~0.08
调相机和 大型同步电动机
0.24 0.08
18
X2 X0
2013-7-14
2.同步发电机的零序电抗
• 三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因 此其零序电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 • 同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结 构形式不同）： X 0 (0.15 ~ 0.6) X d • 零序电抗典型值
• 三相量用三序量表示
Fa Fa1 Fa 2 Fa 0 Fb Fc F F a 2 F aF F Fb1 b 2 b0 a1 a2 a0 2 Fc1 Fc 2 Fc 0 aFa1 a Fa 2 Fa 0
2013-7-14
南京理工大学807
22
零序励磁电抗等于正序励磁电抗
零序励磁电抗比正序励磁 电抗小得多：Xm0=0.3~1.0
零序励磁电抗等于正序励磁电抗
2013-7-14 南京理工大学807 23
2.变压器的零序等值电路与外电路的连接
基本原理 a) 变压器零序等值电路与外电路的联接取决于
零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组
2
• 发电机负序电抗近似估算值 有阻尼绕组 X 2 1.22X d 无阻尼绕组 X 2 1.45X d • 无确切数值，可取典型值
电机类型 电抗 水轮发电机
有阻尼绕组 0.15~0.35 0.04~0.125 无阻尼绕组 0.32~0.55 0.04~0.125
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汽轮发电机
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 • 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗 Zn接地。 • a相发生单相接地
Va 0 Vb 0 V 0
Va 0 Vb 0 V 0
c
Ia 0 I 0
b
Ic 0
2013-7-14
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 将 不 对 称 部 分 用 三 序 分 量 表 示
2013-7-14 南京理工大学807 10
应 用 叠 加 原 理 进 行 分 解
a1 a1
a1
0
E a I a1 (Z G1 Z L1 ) Va1
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用
负序网
0 I a 2 (Z G 2 Z12 ) Va 2
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 零序网
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三、变压器的零序电抗及其等值电路
1. 普通变压器的零序阻抗及其等值电路 • 正序、负序和零序等值电路结构相同。
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1 .普通变压器的零序阻抗及其等值电路
漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压 器的各序等值漏抗相等。 励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的 主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗 相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完 全相同。 • 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。
I a0 Ib0 I c0 3I a0
0 I a0 (Z G0 Z L0 ) 3I a0 Z n Va0
0 I a0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
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E a I a1 (Z G1 Z L1 ) Va1
0 I a 2 (Z G 2 Z12 ) Va 2
0 I a0 (Z G0 Z L0 3Z n ) Va0
E I a1 Z 1 Va1 Z V 0 I a 2 2 a2 Z V 0 I a 0 0 a0
Vabc ZI abc
V120 SZS 1 I120 Z sc I120
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Z sc SZS 1
称为序阻抗矩阵
5
二、序阻抗的概念
• 当元件参数完全对称时 zaa zbb zcc zs
Zs Zm Z sc 0 0 0 Zs Zm 0 Z1 0 0 Z s 2Zm 0 0 0 Z2 0
逆时针旋转1200
a 2 F , F aF Fb1 a1 c1 a1 2 Fb 2 aFa 2 , Fc 2 a Fa 2 Fb 0 Fc 0 Fa 0
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ae
j120
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一、对称分量法
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四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 零序电流必须借助大地及架空地线构成通路
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四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 零序阻抗比正序阻抗大 （1）回路中包含了大地电阻 （2）自感磁通和互感磁通是助增的
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zab zbc zca zm
0 0 Z0
V120 Zsc I120
V a1 Z 1 I a1 Z I V a 2 2 a2 V a 0 Z 0 I a 0
结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独 立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。
a 2 Fa a Fb 1 Fc
S 1
• 三序量用三相量表示
Fa1 1 a 1 1 a 2 Fa 2 3 Fa 0 1 1
1 a 2 a
•简单不对称故障的分析计算
2013-7-14
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1
7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用
一、对称分量法
正序分量
负序分量
零序分量 合成
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2
一、对称分量法 • 正序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系 统正常运行相序相同。 • 负序分量：三相量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ小相等，互差1200，且与系 统正常运行相序相反。 • 零序分量：三相量大小相等，相位一致。
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Y0/Δ接法三角形侧的零序环流
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变压器绕组接法 Y Y0 Δ
开关位置 1 2 3
绕组端点与外电路的连接 与外电路断开 与外电路接通 与外电路断开，但与励磁支路并联
变压器零序等值电路与外电路的联接
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无架空地线的单回线路 有钢质架空地线的单回线路
x0 3.5 x1 x0 3 x1 x0 2 x1 x0 5.5 x1 x0 4.7 x1 x0 3 x1
2013-7-14 南京理工大学807 6
二、序阻抗的概念
• 序阻抗：元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降 与通过该元件的同一序电流的比值。
正序阻抗 负序阻抗 零序阻抗
2 a2 a2 Z 0 V a 0 / I a 0 Z 1 V a1 / I a1 Z V / I
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7.2 电力系统各序网络
• 静止元件：正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序 阻抗。如：变压器、输电线路等。 • 旋转元件：各序阻抗均不相同。如：发电机、电 动机等元件。
2013-7-14
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一、同步发电机的负序和零序电抗
1 同步发电机的负序电抗
第七章 电力系统简单不对称故障的分析计算
1、什么是对称分量法？ 2、为什么要引入对称分量法？
•对称分量法
分析过程是什么？ 1、各元件的序参数是怎样的？ •对称分量法在不对称故障分析计算中的应用 如何利用对称分量法对 2、如何绘制电力系统的序网图？ 简单不对称故障进行分 析与计算？ •电力系统元件序参数及系统的序网图
• 负序旋转磁场与转子旋转 方向相反，因而在不同的 位置会遇到不同的磁阻 （因转子不是任意对称 的），负序电抗会发生周 期性变化。 • 有阻尼绕组发电机 X d ~ X q • 无阻尼绕组发电机 X d ~ X q
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1 同步发电机的负序电抗
• 实用计算中发电机负序电抗计算 有阻尼绕组 X 2 1 ( X d X q) 无阻尼绕组 X 2 X d X q
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四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 • 平行架设双回线零序等值电路
2013-7-14
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四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
• 有架空地线的情况：零序阻抗有所减小。
2013-7-14
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四、架空线路的零序阻抗及其等值电路
实用计算中一相等值零序电抗
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 正序网
Ea I a1 (Z G1 Z L1 ) (I a1 a 2 I a1 aI a1 )Z n Va1
I a1 I b1 I c1 I 2 I I
0.134~0.18 0.036~0.08
调相机和 大型同步电动机
0.24 0.08
18
X2 X0
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2.同步发电机的零序电抗
• 三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因 此其零序电抗仅由定子线圈的漏磁通确定。 • 同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结 构形式不同）： X 0 (0.15 ~ 0.6) X d • 零序电抗典型值
• 三相量用三序量表示
Fa Fa1 Fa 2 Fa 0 Fb Fc F F a 2 F aF F Fb1 b 2 b0 a1 a2 a0 2 Fc1 Fc 2 Fc 0 aFa1 a Fa 2 Fa 0
2013-7-14
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零序励磁电抗等于正序励磁电抗
零序励磁电抗比正序励磁 电抗小得多：Xm0=0.3~1.0
零序励磁电抗等于正序励磁电抗
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2.变压器的零序等值电路与外电路的连接
基本原理 a) 变压器零序等值电路与外电路的联接取决于
零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组
2
• 发电机负序电抗近似估算值 有阻尼绕组 X 2 1.22X d 无阻尼绕组 X 2 1.45X d • 无确切数值，可取典型值
电机类型 电抗 水轮发电机
有阻尼绕组 0.15~0.35 0.04~0.125 无阻尼绕组 0.32~0.55 0.04~0.125
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汽轮发电机
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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 • 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗 Zn接地。 • a相发生单相接地
Va 0 Vb 0 V 0