电力系统三相短路实用

《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
系统各序等值电路
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
5-1各种不对称短路时故障处的短路电流和电压
一、单相接地短路（A相）
a
K(1)
b
c
•
•
•
I ka I kb I kc
（一）故障边界条件：
•
•
•
Uk a0,Ik bIk c0
转换为对称分量(a为基准相）,如下：
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
（七）单相经阻抗接地短路
1．方法一： a
K (1)
b
c
故障边界条件：
•
R g I ka
•
•
I kb I kc
•
•
•
•
Ik b 0、 Ik c0、 Uk a Ik a Zg
序边界条件
• • •• • •
•
Ik1a Ik2 a Ik0 a ,U k1 aU k2 a U k0 a 3 Ik1a Z g
Uka(1)
Ukb(1)
Ukb
Ukb(2)
Ukb(0) 电压相量图
2021年3月6日星期六
非故障相电压变化情况：
Ukc
Ukc(0)
Ukc(k0=0)
Ukb(k0 )
.
《电力系统分析》
Ukb(k0=0) Ukb(0)
2021年3月6日星期六
（五）基本特点：
（1）短路点各序电流大小相等，方向相同。
（2）短路点正序电流大小与短路点原正序网络上
k 时X0 中性点不直接接地
中性点不直接接地,非故障相电压为 3 倍
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
故障点非故障相电压升高，严重时要引起过电 压。为此，在中性点直接接地的系统中，必须 要保证一定数量的变压器中性点接地，以控制 的数值不要过大。
负序电压： 故障点的负序电压与负序电流大小各序相同。 零序电压：故障点的零序电压与零序电流成正 比，所以零序电流与零序电压的大小关系相同。
I• ka1
•
I ka2
•
I ka0
1
•
I
ka
3
U•
ka1
•
U
ka2
•
U
ka0
0
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
(二)复合序网
《电力系统分析》
（三）短路点电气量
•
•
I ka 1
E a1
•
•
I ka 2 I ka 0
Z 1 Z 2 Z 0
•
•
•
U ka 0 I ka 0 Z 0 I ka 1 Z 0
第五章 不对称故障的分析计算
5-1各种不对称断路时故障处的 短路电流和电压
5-2非故障处的短路电流和电压
5-3 非全相运行的分析计算
5-4 计算机计算程序原理框图
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
概述：
简单不对称故障: 仅在一处发生短路或断线的故障。可分为二类： （1）横向不对称故障：两相短路、单相接地短路、 两相接地短路；其特点为由系统网络中的某一点（ 节点）和公共参考点（接地点）构成故障端口。 （2）纵向不对称故障：一相断线、二相断线；其特 点为由电力网络中的两个高电位点之间构成故障端 口。 分析方法： （1）解析法：联立求解三序网络方程和故障边界条 件方程； （2）借助于复合序网进行求解。
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
（四）向量图：（假定阻抗为纯电抗）
参考向量：Uka|0|
Ikc(2) Ikb(1)
Ikc(1) Ikb(2)
Ukc(0) Ukc(2)
Ukc Ukc(1)
Uka|0|
Uka(2)
Ika(0) Ika(1)
Ika(2)
Ikc
电流相量图
《电力系统分析》
Uka(0)
•
•
I kb I kc 0
•
U ka 0
•
•
•
•
U kb a 2 U ka 1 a U ka 2 U ka 0
•
I ka 1 a 2 a Z 2 a 2 1 Z 0
•
•
•
•
U kc a U ka 1 a 2 U ka 2 U ka 0
•
I ka 1 a a 2 Z 2 a 1 Z 0
增时加的一电个 流附 相加 等阻: I•抗k1aZ (1Z ) 1 Z 2E Z •a 2Z1 0 而Z0发生三Z1相 E • a 短1 Z路 (1)
（3）短路点故障相电压等于零。
（4）若 Z0Z2 两非故障相电压的幅值总相
等，相位差 u 的大小决定于
如果
0 Z0 Z2
有
Z0 Z2
60 u 180
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
•
•
•
•
U ka U ka1 U ka2 U ka0 0
I• kb
•
I ka0
a2
•
I
ka1
a
•
I ka2
•
•
•
•
I kc I ka0 a I ka1 a2 I ka2
( a 2
a)
•
I
ka 1
(a 2
a)
•
I
ka 2
•
•
0 I ka 0 ( a 2 a ) I ka 1
当 k 0
U U U 1
kb
2 k b0
k a0
U U U U 当 k
3 e j30
kb k0 b k0 a
k0 b
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
U ka 0
U kb
U kc 0
U kb 0
x k 0 中，因为X 1定，X 0 可变。
x 1
k 0 时 X0 0
•
•
•
U ka 2 I ka 2 Z 2 I ka 1 Z 2
•
•
•
U ka 1 (U ka 2 U ka 0 )
•
I ka 1 ( Z 2 Z 0 )
•
•
E a 1 I ka 1 Z 1
2021年3月6日星期六
短路处各相电压电流为：
•
•
•
•
•
•
I ka I ka 1 I ka 2 I ka 0 3 I ka 1 3 I ka 0
变压 接地 点的
器中 方式 位置
有关，有可能在
0～∞范围内取
值
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
为分析简便，电阻忽略不计，只考虑各元件的电抗。
假设： X1 X2 Ik1aIk2 aIk0 a
x 令 k 0 x1
U U U U U a 2 k 1 k 1 kb k0 ak 2k0 a k0 bk 2k0 a
《电力系统分析》
2021年3月6日星期六
（六）系统参数变更时不对称短路处各电气量的 变化特点：
系统参数 X1,X2,X0 及 Z2Z1,Z0Z1
由旋转电机的正序和负序阻抗值的差
异而引起。在靠近旋转电机附近的地
点之其值间短可；路以在时近远，似离取为旋值1转范电围机约的在地0.点1短～路1.与性及时45点系短，的统 路