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第5章电力系统不对称短路的计算分析

5.1 基本认识

5.2元件的序阻抗及系统序网络的拟制及化简

5.3不对称短路时短路点电流和电压的分析及计算

前言:

1. 不对称短路时短路点的电流和电压出现不对称,短路点电流和电压的计算关键是求出其中一相的各序电流、电压分量。

2.各序电流、电压分量分量的计算方法:

解析法——解方程:上述5.1中三序网的基本式

+三个补充方程(据不同类短路型的边界条

件列出。——繁,不用

有两种

复合序网法——将三个序网适当连接———组成复合序网法,求

各序电流、电压(该法易记,方便,故广泛用—

—实际上是由解析法推导出的)

3.何谓“复合序网’——将三个序网适当连接,体现a相各序电流、电压关系的网络图。

4.设对短路点各序网络图以简化到最简单的形式(见下图)——且表达形式有三种

正序网

表达3

表达1 表达2 表达3 表达1 表达2 表达3

一、 复合序网图及相量图

(一) 单相接地)1(a f

a 相——故障相,特殊相 bc 相——非故障相

分析: 边界条件:

0)1()1(==c b I I 0)1(=a

U

据对称分量法,得:

)1(0)1(2)1()1(2)1()1()1(13

1)(31a a a c b a a I I I I a I a I I ===++=

——即三序电流相等 0)1(0)1(2)1(1)1(=++=a a a a U U U U

三序电流、电压可用下图5-30体现,称为复合序网。

图5-30 f(1)复合序网

注:

(1)复合序网,体现了三序电流、电压的关系

)1(0)1(2)1(1a a a I I I == 0)1(0)1(2)1(1=++a a a U U U

(2) 由复合序网,可直接写出短路点f (1)

点的各序电流、电压

)1(0

)1(2321)1(1

)

(a a a a I I X X X j E I ==∑

+∑+∑=

)()1(0)1(21)1(1)1(1a a a a a U U X I j E U +-=∑

-=

-=2)1(2)1(20X I j U a a

-=0)1(0)1(00X I j U a a

(3)短路点故障相电流

)1(1)1(0)1(2)1(1)1(3a a a a a I I I I I =++= —— 即为正序电流)1(1a I 的3倍

2.相量图(设)0)1(1)1(1o a a I I ∠=

注:

(1)由相量图可见,短路点:

故障相电压0)1(=a U )1(1)1(3a a

I I = 非故障相电压O c b U U 120,)1()1(≤=但相位差 0)1()1(==c

b I I (2)作相量图方法

A 先作各相各序分量

B 再作各相U 、I 相量

(二) 两相短路)

2(,c b f

bc 相——故障相

a 相——非故障相,特殊相

分析: 边界条件:

0)2(=a

I )2()2(c b I I -= 0)2()2(=-c

b U U

据对称分量法,得:

0,0)2(0)2(0==a a U I (无零序网)

)2(2)2(1a a I I -=

)2(2)2(1a a U U =

三序电流、电压可用下图5-31体现,称为复合序网。

图5-31 f(2)复合序网

注:

(1)复合序网,体现了三序电流、电压的下列关系

)2(2)2(1a a I I -=

)2(2)2(1a a U U

= ——无零序电流、电压

(2) 由复合序网,可直接写出短路点f (2)

点的各序电流、电压

)2(2

2

1

)2(1)

(a a

a I X X j E I -=∑

+∑

=

-==2

)2(2)2(2)2(10X I j U U a a a

(3)短路点故障相电流

)2(1

)2(12)2(1

)2(1

2)2(2

)2(12)2()2(3)(a a a a a a c b I

I a a I a I

a I a I a I I =-=-=+=-= —— 即为正序电流)2(1a I

3倍

2.相量图(设)0)2(1)2(1o a a I I ∠=

注:

(1)由相量图可见,短路点:

非故障相电压)2(1)2(2a a U U = 0)2(=a

I

故障相电压

)2()2()2(2

1a

c b U U U -== )2(1

)2()2()2()2(3a c

b

c

b I I I I I =

=-=且 (2)作相量图方法:

A 先作各相各序分量

B 再作各相U 、I 相量

(三) 两相接地短路)1,1(,c b f

a 相——非故障相,特殊相 bc 相——故障相

分析:

边界条件:0)1,1(=b

U

0)1,1(=c

U 0)1,1(=a

I

据对称分量法,得:

)1,1(0)1,1(2)1,1(1a a a U U U == ——即三序电压相等

0)1,1(0)1,1(2)1,1(1=++a a a I I I ——即三序电流相量和等于0

三序电流、电压可用下图5-32体现,称为复合序网。

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