7-2 4 电力系统元件的序阻抗和等值网络(2015-12 修改后 ) (1)

同步发电机中性点接地时，零序电抗仅为定子绕 组对零序电流所呈现的漏电抗。
40
例题1
学生问题：老师打问号那个脚丫是什么啊？他有的接了个电抗，但它不接东西空 着干嘛？
41
例题1
学生问题：请问老师为什么那个电源 有脚标？就是发电机为什么打个角标 ？反正负序零序没电动势吧。同一副 图里，有的电源有角标，有的没有？
13

1）YN,d接线的零序等值电路

XI和XII等于变压器的正序和负序漏抗。

Xm0是变压器的零序激磁电抗，和铁心结构有关。
14

三角形绕组的零序电势所产生的零序电流不能作用 到外电路中，只在三相绕组中形成零序环流。 零序电势被零序环流在绕组漏抗上的电压降所平衡， 绕组两端电压为0，相当于变压器绕组被短接。
15

还要考虑铁心结构的影响
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三相三柱式变压器：
X m( 0)
X II X m0 X0 XI X II X m0
三相四柱（五柱）或三相组式变压器：
X m( 0)
X 0 X I X II
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2）YN,y接线的零序等值电路
零序电抗：
x0 xI xm 0
当II侧绕组开路时，自耦变压器成为普通YN,d连 接的双绕组变压器:
Ⅲ j xI j xⅢ j xI j3xn j xⅢ j xI
当I侧绕组开路时
2 j xⅡⅢ j xⅡ j xⅢ j xⅡ j3xn k12 j xⅢ
32
折算到I侧的考虑中性点接地电抗影响的各等值电抗：
零序电流的特点：大小相同、方向相同。
1 I a 0 I a I b I c 3
8

变压器三相绕组的联接形式：

①三角形接法（D接法）； ②星形接法（Y接法）


中性点不接地
中性点直接接地
中性点经阻抗接地
【中性点接地方式】
9

（1）零序电流的流通路径

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说明：
相同点：零序等值电路与YN,yn和YN,yn,d接线的
普通变压器完全相同（强调等值电路的构成）；
不同点：
①三相三柱式自耦变压器的励磁电抗大于普通变压 器的激磁电抗。不管变压器的铁心结构和接线方式 如何，自耦变压器的零序激磁电抗支路一般都可开 断。 ②中性点接地电抗对零序电流和参数的影响不同。
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中性点经电抗接地的YN,yn,d接线的自耦变压器 零序等值参数的计算 VIn I、Ⅱ侧变比：k12 VⅡn
VI0 VIn Vn VII0 VIIn Vn
I n

中性线上的电流有名值：
假设值的说明：
中性点电压：V n
、V 绕组端点对地电压：V I( 0 ) ( 0) 、V 绕组端点对中性点电压：V
1 -Ⅲ ) xI 3xn (1 k1 2 ) x ( x x xⅡ I I Ⅱ I Ⅲ 2 1 ( x -Ⅲ - x xⅡ xⅡ ) xⅡ 3xn k1 2 (k1 2 - 1) I Ⅱ I Ⅲ 2 1 ( xⅡ -Ⅲ x xⅢ - x ) xⅢ 3xn k1 2 I Ⅲ I Ⅱ 2
I I 0 I a b c
11
U0
.

变压器一次侧绕组是三角形或Y接法，零序电流不 能从外部直接流通。 变压器的一次侧绕组YN接法（直接接地或经阻抗接

地），才能构成零序电流流通路径。
I I I 3I I n a b c a ( 0)
12
（2）双绕组变压器的零序等值电路
In
3( I I ) I n I( 0 ) Ⅱ( 0 )

中性点的电位为：
j3( I I )x V n I(0 ) Ⅱ( 0 ) n
n
28
？
？
？
当III侧绕组开路时，折算到I侧的I、II侧之间的变压 器零序等值电抗为:
？ ？ ( 0 ) VI( 0) VⅡ j xIⅡ j xI j xⅡ I
I( 0 )
29
？
？
？
折算到I侧绕组端点的对地电压：
V V V I0 In n (V V )k V II 0 IIn n 12
中性点的电位:
VIn k12 VⅡn
k12 IⅡ( 0) II(0)
30
j3( I I ) x j 3x I (1 k ) V n I(0 ) Ⅱ( 0 ) n n I(0 ) 12
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①自耦变压器的零序激磁电抗支路都可开断。
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②中性点接地电抗对零序电流和参数的影响不同。

中性点是两侧绕组所共有的，中性点的电位要同时受到两个绕 组中零序电流的影响。 不能在变压器两侧的漏抗中各自串联3倍中性点阻抗的方法来 构成零序等值回路。


零序等值参数只能根据电磁感应关系计算出相应等值参数。
当III侧绕组开路时，折算到I侧的I、II侧之间的变压 器零序等值电抗为:
V V I( 0 ) Ⅱ( 0 ) j xIⅡ j xI j xⅡ I
I( 0 )
V ) (V V )k (V n Ⅱn n 12 In I I( 0 ) V k (1 k ) V V 12 I n Ⅱn 12 n I I I( 0 ) I( 0 )
N xL Rm
2
（3）负序励磁电抗=正序励磁电抗（取决于主 磁通路径的磁导，零序励磁电抗特殊）
结论：正、负序等值电路完全相同
4
一、普通变压器的序参数

（4）变压器零序励磁电抗与变压器的铁心结构 (磁路)密切相关。

变压器铁心结构的形式：
①三相组式
②三相四柱（或五柱式）式 ③三相三柱式
5
N2 xL Rm
正序网络同三相短路计算时的网络:

①故障点的电压不为零而为正序电压；
②中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳） 以及空载变压器（不计励磁电流）中不会有 正序电流通过，不出现在正序网络中。

当特别说明负荷为大容量电动机或专门给出了负荷参数，在画正、负序 网络时，需考虑大容量电动机会向电网反送短路电流，即所以负荷应用 等值电动势和等值电抗表示。
.
将中性点的接地阻抗增大3倍。 接地阻抗和相连的那一侧绕组的漏抗相串联。
学生问题：发电机中性点经消弧线圈接地，如果有出现在零序网络的话，也是3 倍串联吧？
23
（4）自耦变压器的零序等值电 路及其参数

自耦变压器的中性点一般是接地的，如 果有第三绕组，通常是三角形接线。

常用接线形式 ： YN,yn,d（Y0／Y0／△）
42
例题1
43
例题1
44
例题2
戴维南等效电路
正序网
45
例题2
负序网
46
例题2
零序网
47
已知系统接线及k点a相接地短路时的正序、负序、零序网络和参数如
例题3
图所示。请绘出各序网络的戴维南等效电路图，并计算电源的等值电 势Eeq和短路点的各序输入电抗Xff(1)、 Xff(2)、 Xff(0)。
变压器T - 1：S N 60MV A, VS % 10.5, kT 1 10.5 / 115 变压器T - 2：S N 60MV A, VS % 10.5, kT 1 115 / 6.3
能吧…正序的时候不是画了吗
37
二、负序网络的制定

①组成负序网络的元件与组成正序网络的元件 完全相同。

②负序网络中发电机的电势为零。
③如无特别说明，静止元件的负序电抗与正序 电抗相同。
38

三、零序网络的制订

①组成零序网络的元件和组成正序、负序网络的 元件是不同的。

②从故障点开始，查明零序电流可能通过的路径。 零序电流能通过的元件即组成零序网络。
第七章
电力系统的序阻抗和等值 网络
1
§2.变压器的各序等效电路及 其序阻抗参数
【重点是零序等效电路、零序阻抗参数】
2
一、普通变压器的序参数
变压器各序等值电路具有相同的形状。 等值参数既同铁心结构有关，又和所通电流序别有关。
3
一、普通变压器的序参数
（1）变压器各序等值电阻相等。 （2）变压器各序等值漏抗相等。
xm0 xm1
磁阻很小，零序励 磁电抗数值很大， 等值电路中近似认 为xm0≈∞。
可将励磁支路当做断开处理
6
N2 xL Rm
磁阻很大，零序励磁电抗数值很小。三相三柱式 变压器的励磁回路不能当做开路处理。
7
二、普通变压器的零序等值电路与 外电路的联接
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，与变压器三相绕组联接形式 及中性点是否接地有关。
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练习题2
如图所示输电系统，在f点发生接地短路，请绘出各序网络，并计算 电源的等值电势Eeq和短路点的各序输入电抗Xff(1)、 Xff(2)、 Xff(0)。系 统各元件参数如下：
发电机：S N 120MV A, VN 10.5kV , E1 1.67, x(1) 0.9, x(2) 0.45
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三、零序网络的制订

负荷一般不需要建立零序等值电路（异步电动 机三相绕组通常接成三角形或不接地星形）。

问：零序等值电路中电动机怎么处理？ 答：主要看有没有专门说明电动机绕组的连接方法， 如果说是星形且中性点接地，就和发电机一样处理； 如果没说就按照是三角形或不接地星形接法处理，不 出现在零序网。
只有三相电流之和不等于0时，才有零序分量。
I I 0 I a b c

如果三相系统是三角形接法，或者是没有中性线的 星形接法，三相线电流之和总为0，不可能有零序 分量电流。 I I 0 I
a b c
10
I ab
I bc
I ca
I I I a ab ca I I I b bc ab I I I c ca bc
20
（3）普通三绕组变压器的零序 等值电路

为了消除3次谐波磁通的影响，使变压器 的电动势接近于正弦波，一般总有1个绕 组要连接成三角形。

构造零序电路时需考虑的接线形式 ：
YN, d, y
YN, d, yn YN, d, d
21
相应的零序等值电路可按照双绕组变 压器所述原则得到。
22
I0
48
49
50
51
52
例题4
T3高压绕组9中性点直接接地
k1
处发生不对称接地短路：
53
例题4
T3高压绕组9中性点直接接地
k2
处发生不对称接地短路：
54
练习题1
T3高压绕组9中性点不接地
k1处发生不对称接地短路：
55
练习题1
T3高压绕组9中性点不接地
k2
处发生不对称接地短路：
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学生问题：在制定正负序网络的时候，空载变压器在网络中不会出现， 指的是空载侧不会出现，还是指整个变压器都不会出现？如果三绕组变 压器中有一侧空载而另一侧不空载，怎么处理？
学生问题：老师，潮流计算时如果有变压器一次绕组星型连接，且有中性 点电抗该如何计算? 学生问题：老师，星形接法中性点接地的变压器绕组可以流过正序电流么？
中性点没有接地电抗
j xI Ⅱ j xI j xⅡ
j 3x I (1 k ) V n n I(0 ) 12
31
Ⅱ j xI j xⅡ j 3xn (1 k12 ) 2 j xI
j xIⅡ j xI j xⅡ j 3xn (1 k12 ) 2
33
§3.电力系统各序网络的制订
34
各序网络是三相对称的，在制订各序网
络的等值电路时，只需画出一相的等值
网络。
基本方法 ：
• ①在故障点与地间加上序电压；
• ②从故障点开始，逐步查明各序电流流通的 路径；
• ③将某一序电流能流通的元件以其序参数加 入该序网络中。
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一、正序网络的制订

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3）YN,yn 接线的零序等值电路
零序电抗取决于二次侧绕组所接负荷有无接地的中性 点。
18
还要考 虑外电 路中零 序电流 的流通 情况
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4）中性点有接地阻抗的零序等值电路
I0
.
X 3I V X eq 0 0 n 3 X n I I 0 0
中性点接地阻抗只出现零序等值电路中。 将中性点的接地阻抗增大3倍。 接地阻抗和相连的那一侧绕组的漏抗相串联。