电力系统不对称运行分析方法
不对称三相电路如何分析计算不对称三相电路
中线的作用
• 中线的作用就在于使星形连接的不对称负 载的相电压对称。为了保证负载的相电压 对称，就不应让中线断开。因此，为防止 误动作，规定中线内不允许接入熔断器或 闸刀开关。
例4求负载相电压、负载电流及 中线电流。
• 已知电路如图所示，电源电压对称，每相 电压Up=220V；负载为电灯组，在额定电 压下其电阻分别为RA=5Ω，RB=10Ω， RC=20Ω。（灯泡的额定电路为220V）
IC'A' = 1.11 –118.20 A
求解负载端 线电压
• 从原图中可知： UA'B' = IA'B' Z△=1.11 –1.80×300/300 =333/ 28.20V
求解负载端线电压
IA
或根据一相等效电路先求出负载相电压 UA'N' = IA ZY = 1.93 –31.80× 100 300 =193 –1.80 V
• 当三相系统发生故障时也会引起不对称。
不对称星形连接的三相电路
IN
不对称星形负载的相电压(S断开)
• 开关S断开时，由弥尔曼定理得：
UN'N =
UA ZA
+
UB ZB
+
UC ZC
1 ZA
+
1 ZB
+
1 ZC
≠0
各相电压为 UAN' =UA－ UN'N
UBN' =UB－ UN'N
UCN' =UC－ UN'N
幻灯片
IA
IA= UA/Z=220 00 /22 200=10 –200A • 根据对称性可写出
IB= IA –1200=10 –1400A
电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计
电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计电力系统是现代社会不可或缺的组成部分。
在电力系统中，不对称故障是一种严重的故障，其影响可以导致电力系统的瘫痪。
因此，不对称故障分析与计算非常重要，是电力系统维护的基础工作之一。
本文将重点讨论电力系统不对称故障分析与计算及其程序设计。
1. 不对称故障的概念不对称故障是指在电力系统中，一侧电源与另一侧负载不对称导致的故障。
不对称故障通常包括短路故障和开路故障两种情况。
短路故障是指两个相之间或者相与地之间的短路，导致电路异常加热、设备损坏、电压降低等问题。
开路故障是指电路中出现的缺失和断路，导致电流无法正常流动，使电力系统无法正常运行。
2. 不对称故障分析与计算在出现不对称故障时，需要进行分析和计算。
基本的不对称故障分析和计算包括以下内容：（1）不对称故障电流的计算。
不对称故障电流是指出现不对称故障时电路中的电流。
不同类型的故障电流计算方法不同，需要根据具体情况进行计算。
不对称故障电流的计算非常关键，可以为后续的故障处理提供依据。
（2）故障影响分析。
不对称故障会对电力系统产生不同程度的影响，包括电压降低、设备故障、负荷损失等。
需要进行故障影响分析，为后续处理提供依据。
（3）电力系统稳态分析。
在不对称故障发生时，需要进行电力系统的稳态分析，分析电力系统受故障干扰后的运行情况，为后续处理提供可靠的指导。
3. 不对称故障计算程序设计对于电力系统不对称故障计算，可以设计相应的计算程序，以提高计算效率和准确性。
根据不同的故障情况和计算需求，可以设计不同的计算程序。
一般而言，不对称故障计算程序应包括以下部分：（1）输入信息。
输入信息主要包括电路图、电力系统参数、故障类型等。
输入信息的准确性对计算结果具有重要的影响。
（2）故障电流计算。
根据输入的电路图和电力系统参数，计算不对称故障电流。
不对称故障电流是不对称故障计算的基础。
（3）故障影响分析。
根据不对称故障电流，计算电力系统电压降低、设备故障等影响，预测故障对电力系统的影响程度。
电力系统不对称故障的分析计算
电力系统不对称故障的分析计算1. 引言电力系统是现代社会中不可或缺的根底设施之一。
然而，由于各种原因，电力系统可能会发生不对称故障，导致电力系统的正常运行受到严重影响甚至导致短路事故。
因此，对电力系统不对称故障进行分析和计算是非常重要的。
本文将分析电力系统不对称故障的原因、特点以及进行相应计算的方法，并使用Markdown文本格式进行输出。
2. 不对称故障的原因和特点不对称故障是指电力系统中出现相序不对称的故障。
其主要原因包括：单相接地故障、双相接地故障以及两相短路故障等。
不对称故障的特点如下：1.电流和电压的相位不同：在不对称故障中，电流和电压的相位不同，通常表现为电流和电压波形的不对称。
2.非对称系统功率：由于不对称故障，电力系统中的功率将变得非对称。
正常情况下，三相电流和电压的功率应该平衡，但在不对称故障中，这种平衡被破坏。
3.对称分量的存在：在不对称故障中，由于相序的不同，电流和电压中会存在对称正序分量、对称负序分量和零序分量。
3. 不对称故障的分析计算方法对于不对称故障的分析计算，一般可以采用以下步骤：3.1 系统参数获取首先，需要获取电力系统的各项参数，包括发电机、变压器、线路和负载的参数等。
这些参数将用于后续的计算。
3.2 故障状态建模根据故障的类型和位置，对故障状态进行建模。
常见的故障状态包括单相接地故障、双相接地故障和两相短路故障等。
3.3 网络方程建立基于故障状态的建模，可以建立电力系统的节点方程或潮流方程。
通过求解节点方程或潮流方程，可以得到电流和电压的分布情况。
3.4 不对称故障计算根据网络方程的求解结果，可以计算不对称故障中电流、电压和功率的各项指标，包括正序分量电流、负序分量电流、零序电流等。
3.5 故障保护和控制根据不对称故障的计算结果，可以对故障保护和控制系统进行设计和优化。
通过故障保护和控制系统的响应，可以及时检测和隔离故障，保证电力系统的平安运行。
4. 结论电力系统不对称故障的分析计算是确保电力系统平安运行的重要步骤。
同步发电机不对称运行的分析
发 电机在对称运行 时的电磁现象完全相同。 所以稳态运行时正序 电流 ２１ 单相短路 单相短路是指单线对 中点短路 ，这种情况 只有在发 ． 所 遇 到 的 阻抗 就 是 同步 电抗 ， ｚ ＋ ＋其 中 ｒ 定 子 绕 组 电 阻 ， 电机 的 中 点 接 地 时 才 有 可 能 发 生 ， 电路 如 图 ２ 图 中 假 定 Ａ相 发 生 即 ｒ ， ＋ ＋ 为 ＋ 其 ， 为定 子 绕 组 的 同 步 电抗 。 短 路 而 Ｂ Ｃ两相 空 载 。 、
１ ． 负 序 阻 抗 Ｚ ： 谓 负 序 阻 抗是 指 负序 电流 流 过 定 子 三 相 绕 组 时 ．２ ２ ＿所
电势 ， 即
图 １ 同步 发 电机 不 对 称 运 行 时各 相 序 的 等 效 电 路 （ 相 Ｊ Ａ
Ｆｇ １ Ａ ｙ ｉ． ｓ ｍｍｅ ｒ ｎ ｉ ｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｇ ｎ ｒ ｔ ｒ ｈ ｓ ｔｉ ｒ ｎｎ ｔ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｅ ｅ ａｏ ａ ｅ ｃｕ ｇｈ ｐ
（ ） 得 １
Ｅ ： Ｕ Ｉ ｏ ：ＵＡ Ｉ ２ — Ａ
苞 Ｕ ｌ ｑ ｚ ＋
式中磊 为发 电机的励磁电势， Ｚ为同步 电抗 。
当发 电 机不 对 称 运 行 时 ， 电枢 电 流 、 其 电枢 电 压 、 电枢 磁 通 都 将 出 现 不 对 称 现 象 。按 照对 称 分 量 法 的 原 理 ， 以 将 不 对 称 的 三 相 系 统 分 可 解 为 正 序 、 序 、 序 三 个 对 称 的 分 量 。 就 每一 相 序 的对 称分 量 而 言 ， 负 零 可 认 为 各 自构成 一 个 独 立 的 对 称 系 统 ． 因此 公 式 １ 写 为 可
昂＾ ０
Ｅ￣ ＝０ ｏ
（） ３
不对称短路故障分析与计算(电力系统课程设计)
不对称短路故障分析
02
不对称短路故障类型
单相接地短路
其中一相电流通过接地电阻，其余两 相保持正常。
两相短路
两相接地短路
两相电流通过接地电阻，另一相保持 正常。
两相之间没有通过任何元件直接短路。
不对称短路故障产生的原因
01
02
03
设备故障
设备老化、绝缘损坏等原 因导致短路。
外部因素
如雷击、鸟类或其他异物 接触线路导致短路。
操作错误
如误操作或维护不当导致 短路。
不对称短路故障的危害
设备损坏
短路可能导致设备过热、烧毁或损坏。
安全隐患
短路可能引发火灾、爆炸等安全事故。
停电
短路可能导致电力系统的局部或全面停电。
经济损失
停电和设备损坏可能导致重大的经济损失。
不对称短路故障计算
03
方法
短路电流的计算
短路电流的计算是电力系统故障分析中的重要步骤，它涉及到电力系统的 运行状态和设备参数。
不对称短路故障分析与 计算(电力系统课程设计)
contents
目录
• 引言 • 不对称短路故障分析 • 不对称短路故障计算方法 • 不对称短路故障的预防与处理 • 电力系统不对称短路故障案例分析 • 结论与展望
引言
01
课程设计的目的和意义
掌握电力系统不对称短路故障的基本原理和计算 方法
培养解决实际问题的能力，提高电力系统安全稳 定运行的水平
故障描述
某高校电力系统在宿舍用电高峰期发生不对称短路故障，导致部 分宿舍楼停电。
故障原因
经调查发现，故障原因为学生私拉乱接电线，导致插座短路。
解决方案
加强学生用电安全教育，规范用电行为；加强宿舍用电管理，定 期检查和维护电路。
电力系统不对称故障
对称分量中分解和合成的相量关系
Fa2 Fa1
Fc1
Fb1
(a)
Fb2
(b)
Fa0
Fa2
Fa
Fa1
Fc2
Fa0 Fb0 Fc0
(c)
Fc1
Fc2
Fc
Fb1 Fc0
Fb2
Fb
(d)
Fb0
注意：
➢ a b c T 1 2 0 是一对一的线性变换。独立总变 量数不变。
➢ 这样的转换并非纯数学的，各序电流、电压 是客观存在的，可以测出。
U a
a
Zs
Ia
U b
Zm
b
Zm
Zs
U c
Ib
Zm
c
Zs
Ic
从变换上来看：
U UbaZZm a
Zm Zb
Uc Zm
Zm
U a b c Z a b c Ia b c
Zm Zm
IIba
Zc Ic
将三相电压降和三相电流变换成对称分量 ：
U 1 2 0 T 1 U a b c T 1 Z a b c T I 1 2 0 Z 1 2 0 I 1 2 0
Y0 /Y/ 开 开 Y0/Y0/ 开 合
x(0) xI xII//xIII
xI xIII xIxII/I/x(II )
3、自耦变压器
自耦变压器的中性点一般都直接接地，或者 经过阻抗接地。如果有第三个绕组，则通常
都采用 接线。
（1）中性点直接接地的 Y0 / Y0 和 Y0 / Y0 / 自耦变压器
Y0 / Y0 接线
1
R1jX1
•
U0
R2jX2 RmojXmo
两侧绕组中都可以有零序电流流过。即等值 电路中的两个端点都可以与外电路相连。
不对称短路的分析和计算
不对称短路的分析和计算Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】目录摘要电力系统的安全、稳定、经济运行无疑是历代电力工作者所致力追求的，但是从电力系统建立之初至今电力系统就一直伴随着故障的发生而且电力系统的故障类型多样。
在电力系统运行过程中，时常会发生故障，且大多是短路故障。
短路通常分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路。
其中三相短路为对称短路，后三者为不对称短路。
电力运行经验指出单相接地短路占大多数，因此分析与计算不对称短路具有非常重要意义。
求解不对称短路，首先应该计算各原件的序参数和画出等值电路。
然后制定各序网络。
根据不同的故障类型，确定出以相分量表示的边界条件，进而列出以序分量表示的边界条件，按边界条件将三个序网联合成复合网，由复合网求出故障处各序电流和电压，进而合成三相电流电压。
关键词: 不对称短路计算、对称分量法、节点导纳矩阵1电力系统短路故障的基本概念短路故障的概述在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。
所谓短路：是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。
除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。
电力系统短路可分为三相短路，单相接地短路。
两相短路和两相接地短路等。
三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为不对称短路。
其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。
电力系统运行经念表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。
依照短路发生的地点和持续时间不同，它的后果可能使用户的供电情况部分地或全部地发生故障。
当在有由多发电厂组成的电力系统发生端来了时，其后果更为严重，由于短路造成电网电压的大幅度下降，可能导致并行运行的发电机失去同步，或者导致电网枢纽点电压崩溃，所有这些可能引起电力系统瓦解而造成大面积的停电事故，这是最危险的后果。
电力系统发生不对称短路故障分析
摘要电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的，本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。
关键字：标么值；等值电路；不对称故障目录一、基础资料 (3)二、设计内容 (3)1.选择110kV为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数。
(3)2.化简各序等值电路并求出各序总等值电抗。
(6)3.K处发生单相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(7)4.设在K处发生两相直接接地短路，列出边界条件并画出复合相序图。
求出短路电流。
(9)5.讨论正序定则及其应用。
并用正序定则直接求在K处发生两相直接短路时的短路电流。
(11)三、设计小结 (12)四、参考文献 (12)附录 (12)一、基础资料1. 电力系统简单结构图如图1所示。
图1 电力系统结构图在K 点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*） 发电机G1和G2：S n =120MV A ，U n =10.5kV ，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45；变压器T1：S n =60MV A ，U K %=10.5 变压器T2：S n =60MV A ，U K %=10.5线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MV A ，X 1=1.2，X 2=0.35 取S B =120MV A 和U B 为所在级平均额定电压。
二、设计内容1.选择110kV 为电压基本级，画出用标幺值表示的各序等值电路。
并求出各序元件的参数（要求列出基本公式，并加说明）在产品样本中，电力系统中各电器设备如发电机、变压器、电抗器等所给出的都是标么值，即以本身额定值为基准的标么值或百分值。
对称分量法和变压器不对称运行分析分析课件
变压器不对称运行的应对措施
调整电源电压
通过调整电源电压，尽量保持三相电 压平衡，减少变压器不对称运行的可 能性。
加强维护和检修
配置合适的保护装置
在变压器上配置合适的保护装置，如 差动保护、过流保护等，以在变压器 发生不对称运行时及时切断电源或发 出报警信号。
定期对变压器进行检查和维护，及时 发现并处理故障，确保变压器正常运 行。
变压器不对称运行分析
变压器不对称运行的原因
电源电压不对称
由于三相电源电压不平衡，导致 变压器输入侧电压不平衡，进而 引发变压器不对称运行。
变压器内部故障
变压器绕组、铁芯等部件发生故 障，导致变压器运行状态异常， 出现不对称运行的情况。
负荷不对称
变压器所带负荷不平衡，如三相 电动机、单相负荷等，也会引起 变压器不对称运行。
对称分量法的应用领域
01
02
03
电力系统
用于分析电力系统的正常 运行和故障状态，包括短 路故障、断线故障等。
电机学
用于分析电机的正常运行 和异常状态，如电机的启 动、制动和调速等。
电子பைடு நூலகம்程
用于分析电子设备的正常 运行和异常状态，如电源、 信号处理和通信设备等。
对称分量法的历史与发展
19世纪末期
对称分量法的概念开始萌芽，主要用于解决三相 交流电的平衡问题。
对称分量法和变压器不对称运行分 析分析课件
对称分量法简介
对称分量法的定义
对称分量法是一种用于分析不对称运行系统的数学方法，它将不对称的三相系统分 解为对称的正序、负序和零序分量。
它基于线性叠加原理，将原始的三相系统中的电压、电流和阻抗等物理量表示为对 称分量的线性组合。
电力系统不对称运行的分析
别 相 的绕组 可能超 过 额定值 而使 该绕组 过 装 置 。 在发 电和供 电系统 中发 电和输 电及配 电 外 ， 还会引起 转子发热和机械振动 。 因为当负序 ｅ 对称运 行时 ， ． 不 可能造成 继 电保 护装 置 线路都是按 照三相对称状 态下运行设 计的 ， 而 电流流过 发电机时 ， 将产生 负序旋转磁场 ， 这个 误 动作 ， 必须进行分析和校验。 因此 对于允许非 用电设备也 同样是按照三相对称运行条件设计 磁 场有两种作 用 ： 其一 ， 它与励磁磁场作 用 ， 产 全相运行 的系统 ，对继电保护装置要求 比较复 的， 因此 ， 电力系统的正常 运行情况 ， 指 电力 生 以两倍频 率脉动 的转矩 ，因而发电机将 出现 杂 。 是 系统运行在对称状态 ， 即系统各项 的参数对称 、 １０ Ｚ的振 动。 ０Ｈ 其二 ， 它以两倍 同步转速 与转子 ｆ 不对称运行时 ， ． 零序电流长期通过大地 ， 负荷对称 、 系统 内各处 的电压和 电流也对称 ， 发 相 切割 ， 产生 变电磁力矩 ， 因而在励磁绕组 、 阻 接地装置 的电位升高 ，跨步电压和接触 电压增 电机和变压器等电气设备处于此条件之下。 尼 绕组 以及转 子本身 内感应 １０ Ｚ的交流 电 大 ，故接地装置应按不 对称状态下保证人身安 ０Ｈ 电力 系统也会出现不对称运行 情况 ， 其不 流 ， 附加损耗 。 引起 因此 ， 动和转子发热 ， 振 往往 全加 以检验 。 对称 可能是暂时的事故性破坏 ，例如不对称短 是 限制发 电机不对称运行 的主要 因素。 昏 不对称 运行时 ，各相 电流大小不相等 ， 路故障、 事故断相和按相 自动重合闸等 ； 断相后 ｂ ． 称运 行 时 ， 不对 变压 器的三相 电流不 平 使系统的功率损耗增 大 ； 同时， 系统潮流不能按 的非全相运行 以及不对称 短路等也可能是 长时 衡 ， 每相绕组发热 经济分配 ， 也将影 响运行 的经济性 。 间存在 的， 例如负荷不对称（ 如电气铁道 ）非全 、 不一致 ， 很可能个别相绕组已经过热 ， 而其 结束语 相运行 、 各阻抗不相等。 余两相负荷不大 ， 温度不高 ， 因此必须按 发热 条 对于电力系统的不对称运行 ，既要认识 它 ２电力系统 不对称 运行 件来决定变压器的可用容量。 的实际意义 ， 也要考虑到它 的不 良影响。 在采用 通常认 为 电力系统 只能 在对称 的情况下 不对称 运行 时 ， 也将 引起 系统 电压的不 不对称运 行方 式时 ， 必须全面分析 ， 确定不对 称 运行 ， 对于负荷的不平衡 有着 严格的规定 ， 例如 对称 ， 电能质量变 坏 ， 使 对用户产生 不 良影响 。 运行时的允许 负荷 ， 采取适 当措施 ， 减少和限制 发 电机的 负荷电流 不准超 过额 定 电流的 ５ ， 对 于异步发电机 ， ％ 一般情况 下 ， 虽不至于破坏其 负序电流和零序 电流 的影响 。 这样规定 主要 是从发 电机 的安全来考 虑的 ， 对 正 常运行 ， 引起 出力减小 ， 也会 寿命降低 。例如 参 考 文献 于电力系统 的电力 可靠 性却 因此 受 到很 大 限 负序 电 压达 ５ ％时 ，异 步 电 动机 出力 将 降低 【】 ｌ王新 学． 电力网及 电力 系统【 ． Ｍ】 西安 ： 西安 电 制。 例如线路有一相故 障 ， 它两相不能继续运 １％ １％； 其 ０ 一 ５ 负序 电压达 ７ ％时 ， 出力降低 ２％ 力 学校 ，０ ６ 则 ０ ２ｏ ． ５ 行 ；变压器有一相损坏 ，其它两相也要停止工 ２ ～。 作者简介： 金英会 （９ ６ ）女 ， １７ 一 ， 出生于黑龙 ｄ当输 电线路上 流过零 序 电流 时 ， 沿输 江省伊春 市， ． 在 本科 ， 工程师 ， 黑龙江 东宁电业局 ， 作。但是 ， 。 通过 通过 电力系统 的运行实践和科 学实验 ， 步掌握 电力系统不正 常运行 的规律 ， 电线路平行架设 的通讯线上将 感应对地 电压 ， 变 电运 行 工 区 副主 任 。 逐 齐殿 刚 （ ９ ９ ） 男 ， １７ 一 。 出生 于 黑 龙 江 省 牡 丹 从而有可能在 一定 条件下利用 这种运行 方式 ， 危及通讯设备和工作人员 的安全 ，影响通讯质 以提高供 电的可靠性 。 在某些情 况下 ， 电力系统 量 ； 当输 电线路与铁路平行时 ， 也可能影响铁道 江市， 本科 ， 助理工程师 ， 黑龙江东宁电业局 ， 生 不对称 运行方式也具有很大的实际意义 。 自动 闭锁装置的正常工作 。 因此， 当核算电力 产计 划部 专责 。 应 ２ｌ在 中性点直接接地系统 中，当线路或 系统不对称运行时对通讯设备的影响 ，必要时 － 变压器组 的一相发生故障时 ，可以让该相停电 应采取措施 ， 减小影响 ； 或在通讯设备装设 保护 检修 ， 而其余两相继续供电。这样 ， 仅限制了部 分出力 ， 不致全线停电 ； 或者在短时间内继续两 （ 上接 ９ ９页Ｊ 这样在学生面前才能充 分展 经过多年教学实践， 我改变了传统的教学方法， 抓 相运行 ， 待将电源和负荷妥善安排 ， 系统具 备安 示教 师高超的专业技师 ，用行动和效果去感染学 住盘发的技术操作规律 ， 将完整的盘发分解成若干 全可靠性之后 ， 再把故障元件三相全部断开。 生， 使学生更好的专注与课堂 ， 并意识到掌握本技 个基本操作方法 ， 并教会学生应用技巧， 学生只要 ２ ． ２在中性点直接 接地系统内采 用分相 断 术 的重要 。 … ’ 熟练掌握了最基本的操作技法， ● 既可将技法技巧的 路器 和按相重合闸 ，当系统发生单相接地 短路 之后在亲 自示范—个完 进行组合搭配，Ｉ ５而变化出几十种， 甚至上百种的 时， 只切除故障相 ， 时间维持 两相运行 ， 短 然后 盘发洋式， 这样经过学生刻苦练习， 走上工作岗位 重合 闸。这样 ， 能提高电力 系统 运行的稳定性 。 ４培养学生创薪精神是—堂好课的关键 后就可以应付自 ， 如 因人而异的为顾客盘发。这种 ２３在某些中性点 不接 地的系统中 ，发生 ＿ 在大力提倡创新教育 ， 培养 堵 、 ＾的感召下， 仓 的尝试大大提高了学生 自 撕 主学习能力并开发 相接地故障 ， 供电系统 仍可运 行一定 的时问 ， 更应该注意培养学生的 了学生创作思维， 在教学中 贯穿剪发及修剪的知识 由此提高了系统供电的可靠性 。 创新意识， 创新思维和创新能力， 因为美发本身就 要有逻辑性 ， 剪发绝对不是单纯的剪短， 剪发它是 ２ 允许 大容量 不对称 负荷 接地系统 ， ． ４ 如 是—种极具创造性的专业， 它会随着社会的进步和 个艺术仓 怍的过程。 也就是说， 发型只能属于人 电气 化 铁 道 。 体美的做成部分，绝对不可能脱离 人 体而展示美， 如上所述 ， 电力系统采用 不对称或非全相 应时代的变化， 的不同需求 ， 人 为顾客时机并创造 那么—个发型就直与其他组成郭分， 如客人的脸型 运行方式的优点 ， 于减少 了备用设备 ， 在 节省 了 与之相适应的发型。 甚至与客 人 的职业， ， 爱好 服饰等都 学生是未来的 美发师， 教 在 头型身材气质， 投资 ， 而不停电分相检修 ， 改善事故后 系统的工 传授知识与技能的同时 ， 培养学生创薪意识、 创新 要去完美结合。 教育创新的目 的就是与 更多的关注 作条件 ， 提高对用户的供 电可靠性 。 思维、 创新能力是非常重要的。然而在过去的教学 学生色 精 神和实践能力自 钙 ， 弗 不要受之以渔， 电力系统不对称运行虽然具 有以上优点 ， 中体现的还不 汾 ， 发这吟 在移 课程 中， 过 而是授之以渔。 但当系统长期处在不对称运行情况下 ，也会带 去就是老师先示范—款盘发，然后学生照着作出， 总之， 在职业教育课程改革的实践中， 教师一 来许多不利影 响。 大家千篇—律。 这对于学生来说， 就是鼢 于老师， 定要更新教育观念 ， Ｅ 好—堂课是教师的责任， 教 ８ 电机不对称 运行时 ， ． 发 定子 电流中除正 照猫画虎， 舒服了 学生 自 ｌ 的空间而 目 我仓 腊 课程学 师应称为学生的引导者， 合作者， 支持者。 如果— 名 序分量外 ， 还有负序分量 。 正序 电流与正常工作 完 后学 生 所会 的也 就 是课 堂 匕苦师教 的那 十几 种 技能为主 ， 创新 的电流一样 ， 对发 电机没有什么特殊的影响。 负 发型样式 ， 走上社会进行实践时， 因为没有创新意 序电流则不然 ， 了使定子三相 电流不平衡 ， 除 个 识和能力， 所以就会出现—个发型大家梳的现象 ，
第七章不对称故障分析ppt课件
正序分量
负序分量
零序分量
合成
• 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。 超前 120°
• 负序分量：三相量大小相等，互差1200，且与系 统正常运行相序相反。 滞后 120°
➢ 负序网
0 I a 2 ( Z G 2 Z 1)2 V a 2
Ia2 Ib2 Ic2
Ia2 Ia2 2Ia2
0
三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 ➢ 零序网
I a 0 I b 0 I c0 3 I a 0
0 I a 0 ( Z G 0 Z L 0 ) 3 I a 0 Z n V a 0
• 零序分量：三相量大小相等，相位一致。
逆时针旋转1200
正序 负序
Fb1 Fb2
a2Fa1,Fc1 aFa2,Fc2
aFa1 a2Fa2
引入因子
aej1 20
零序 Fb0 Fc0 Fa0
一、对称分量法
• 三相量用三序量表示
Fa Fa1Fa2 Fa0 Fb Fb1Fb2 Fb0 a2Fa1aFa2
•简单不对称故障的分析计算
7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用
• 系统中发生最多的故障是不对称故障，即单 相短路、两相短路、单相断线等，与三相比最大 的区别就是不对称故障时三相电路时不对称的， 因此不能采用前面的“对称相分析法”分析。采 用将不对称问题 对称 化的处理方法
7.1.1、对称分量法
不含中性点阻抗
E 0
Ia1Z1 Ia2 Z 2
Va1 Va 2
0 Ia0 Z 0 Va0
电力系统不对称故障的分析计算
第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示：电力系统中发生的故障分为两类：短路和断路故障。
短路故障包括：单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路；断路故障包括：一相断线和两相断线。
除三相短路外，均属于不对称故障，系统中发生不对称故障时，网络中将出现三相不对称的电压和电流，三相电路变成不对称电路。
直接解这种不对称电路相当复杂，这里引用120对称分量法，把不对称的三相电路转换成对称的电路，使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便。
本章主要内容包括：对称分量法，电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。
§8—1 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量（正序分量、负序分量、零序分量）之和。
设c b a F F F ∙∙∙为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下：()()()()()()()()()021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙++=++=++= 三组序分量如图8-1所示。
正序分量： ()1a F ∙、()1b F ∙、()1c F ∙三相的正序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系统正常对称运行方式下的相序相同，达到最大值的顺序a →b →c ，在电机内部产生正转磁场，这就是正序分量。
此正序分量为一平衡的三相系统，因此有：()()()111c b a F F F ∙∙∙++=0。
负序分量：()2a F ∙、()2b F ∙、()2c F ∙三相的负序分量大小相等，彼此相位互差120°，与系图 8-1 三序分量Fc(0) ·零序F b(0) ·F a(0) ·120°120° 120° 正序F b(1)·F a(1)·F c(1) ·ω120°120°120°负序 F a(2)·F c(2)·F b(2)·ω统正常对称运行方式下的相序相反，达到最大值的顺序a →c →b ，在电机内部产生反转磁场，这就是负序分量。
影响电力系统安全稳定运行的“元凶”——不对称短路故障分析
1.问题：如何理解电网中的短路概念及出现的各类故障？回答：所谓短路是指电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接时而流过非常大的电流。
其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
短路就是不同电位的导电部分之间的低阻性短接，相当于电源未经过负载而直接由导线接通成闭合回路。
通常这是一种严重而应该尽可能避免电路的故障，会导致电路因电流过大而烧毁并发生火灾。
值得注意的是，除中性点外，相与相或相与地之间都是绝缘的。
图2 电力系统短路的分类电力系统短路可以分为三相短路、单相接地短路、两相短路和两相接地短路等。
三相短路的三相回路依旧是对称的，故称为对称短路。
其他的几种短路的三相回路均不对称，故称为不对称短路。
根据电力系统运行经验表明，单相短路占大多数，上述短路均是指在同一地点短路，实际上也可能在不同地点同时发生短路，例如两相在不同地点接地短路。
图3 故障的分类电网中的故障可以分成两大类：简单故障和复杂故障。
复杂故障一般是指由两种或者两种以上的简单故障组合而成，简单故障又分为对称故障和不对称故障；而不对称故障又可以分为短路故障（横向故障）和断路故障（纵向故障）。
在电力系统运行过程中，时常发生故障，其中大多数是短路故障。
2.问题：产生短路的原因有哪些？回答：产生短路的原因有很多，主要有如下几个方面：（1）元件损坏。
例如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。
（2）气象条件恶化。
例如雷电造成的闪络放电或者避雷针动作，架空线路由于大风或者导线覆冰引起电杆倒塌等。
（3）违规操作。
例如运行人员带负荷拉刀闸。
（4）其他原因。
例如挖沟损伤电缆。
3.问题：短路可能造成的危害有哪些？回答：短路电流所产生的电动力能形成很大的破坏力，如果导体和它的支架不够坚固，可能遭到难以修复的破坏，短路时由于很大的短路电流流经网络阻抗，必将使网络产生很大的电压损失。
另外，短路类型如果是金属性短路，短路点电压为零，短路点以上各处的电压也要相应降低很多，一旦电压低于额定电压太多的时候就会使供电受到严重影响或者被迫中断，若在发电厂附近发生短路，还可能使全电力系统运行解列，引起严重后果。
不对称三相电路的分析
IA=
UAN' ZA
IB=
UBN' ZB
IC=
UCN' ZC
不对称星形连接负载的相量图
UCN' UC
UN'N N' N
UB UBN'
UAN' UA
中性点位移
- UA +
A
YA
IA
- UB +
B
YB
N
IB
- UC +
C
YC
IC
ZN
S
中线电流为
N’ IN
当合上开关S，即接上 中线时，如果ZN≈0，则 可强使UN’N =0。 此时尽 管电路不对称，但各相 保持独立，各相负载的 相电压对称。因此在负 载不对称时中线的存在 是非常重要的。
典型的不对称三相电路 (3)
不对称星形连接的三相电路
- UA +
A
YA
IA
- UB +
B
N
IB
- UC +
C
IC ZN
YB N’
YC
S
IN
（YA+ YB +YC）UN'N = UA YA + UB YB + UC YC
不对称星形负载的相电压(S断开)
开关S断开时，由节点电压法分析可知：
UA YA + UB YB + UC YC
上线电流滞后于相应的相电流300。
三相电路小结2
➢对称三相电路的计算，可归结为一相等效 电路的计算，再由电路的对称性求解。
➢一般取A相作为计算电路。 ➢三相功率的计算公式如下：
P 3U lIl cos Q 3U lIl sin
电力系统故障_知识概要
& Ia & Ib
& aEa
ZL
& Ic
& a2Ua1
& aUa 2 & Ua 0
& Ua1
Zn
& aUa1
& a2Ua 2
& Ua 2 & Ua0
& Ua 0
8
& Ea
& a2 Ea
电源： 电源：三相正序
ZG ZL
ZG
ZL
三相正序网、 三相正序网、三相负序网
& aEa
& Ia
& Ea
& a2 Ea
•
纵向不对称故障
断线或非全相运行: 断线或非全相运行: 手动合闸或自动重合闸非同期 手动合闸或自动重合闸非同期
基本分析方法： 基本分析方法：
1.确定故障特殊相，列写故障边界条件(相分量表示） 确定故障特殊相，列写故障边界条件 相分量表示 相分量表示） 确定故障特殊相 2.利用相分量 利用相分量——序分量变换关系，确定故障边界条 序分量变换关系， 利用相分量 序分量变换关系 以故障特殊相的序分量表示） 件(以故障特殊相的序分量表示） 以故障特殊相的序分量表示 3.画出正、负、零序网络图 画出正、 画出正 4.按照序分量表示的故障边界条件，连接正、负、零 按照序分量表示的故障边界条件，连接正、 按照序分量表示的故障边界条件 序网络， 序网络，构成复合序网图 5.求出短路点的各序电流和各序电压 求出短路点的各序电流和各序电压 6 .根据各序电流和电压计算各相电流和电压
– 发电机不产生负序电势 ， 故所有电源 发电机不产生负序电势， 的负序电势为零。 的负序电势为零。 – 负序网络的组成元件与正序网络完全 相同。 相同。 – 发电机等旋转元件的电抗应以其负序 电抗代替， 电抗代替 ， 其它静止元件的负序电抗 与正序电抗相同。 与正序电抗相同。
浅析电力系统故障分析中的对称分量法
浅析电力系统故障分析中的对称分量法摘要：对故障电力系统的分析中，对称分量法是一种十分重要的分析方法，可以将非对称的故障部分分解为正序、负序和零序，从而组建对称系统，使得适用于对称电力系统的分析方法依然适用于非对称故障系统。
为了能有效掌握对称分量法，本文结合非对称故障电力系统进行推导并有效验证了对称分量法。
电力系统在正常运行情况下，三相元件参数和电路完全相同，可以由单相电路等效三相电路进行分析。
当电力系统出现单相短路或断线、两相短路或断线等非对称故障时，三相电路不再对称【1】，此时无法直接用单相电路等效进行分析【2】。
在发生不对称故障时，三相电路的电压、电流、阻抗等存在差异，单相电路无法等效三相进行分析，因此需要一种新的分析三相电路的方法【2】。
依据线性数学知识可知，三个不对称相量可以被唯一地分解成三组对称相量【3】。
这样，就可以将出现不对称故障的三相电力系统，分解为正序、负序和零序三组对称相量表示【4、5】。
正序、负序和零序是在电力系统分析中常见的三相对称分量，如图1所示。
（a）正序分量（b）负序分量（c）零序分量图1 正序、负序和零序电流分量图1中，、和代表正序电流，、和代表负序电流，、和代表零序电流。
正序电流三相相量大小相等、相位顺时针依次相差，负序电流三相相量大小相等、相位逆时针依次相差，零序电流三相相量大小、相位都相等，如公式（1～3）所示【5】。
（1）（2）（3）为了方便计算，令，则有：（4）从上述公式，我们可以进行如下推导：（5）如果取：（6）则有公式（7）成立，从而可以推算出对称相量法的成立，同理我们也可以得出电压等相量的相序分解。
（7）从上述推导过程，可以得知，对称分量法在电力系统不对称故障分析中的有效性，则可以将电力系统不对称故障部分分为正序、负序和零序三个对称部分的叠加。
对称分量法用于分析不对称故障电力系统时，首先将故障电力系统分为正常部分和故障部分，正常部分是三相对称电路不需要单独用对称分量法分解，故障部分则依据对称分量法将电路中参数分为正序、负序和零序再依据对称电路分析方法对整个电力系统进行处理。
电力系统不对称故障的分析
电力系统不对称故障的分析电力系统不对称故障是指在三相电力系统中，其中一相发生了损坏或故障，导致系统中三相电压、电流、功率等参数不再保持对称。
不对称故障会导致电力系统运行不稳定，甚至造成设备损坏和系统瘫痪。
因此，对电力系统不对称故障的分析非常重要。
首先，对电力系统不对称故障进行分析需要进行故障现象的测量和记录。
可以通过测量故障相电压和电流、功率因素等参数来了解故障的具体情况。
同时，还可以记录故障发生时的系统状态和操作情况，为后续的故障分析提供依据。
其次，根据故障现象的测量和记录，初步判断故障的类型。
电力系统不对称故障可以分为单相短路故障、单相接地故障和线路不平衡故障等。
通过分析故障相电压和电流的变化规律，可以初步判断故障的类型。
然后，根据故障类型，进行故障点的定位。
故障点的定位可以通过测量故障传播速度和故障电流的方向来实现。
根据故障点位置的确定，可以进行局部化抢修和恢复供电，减少故障对系统的影响。
最后，进行故障原因分析。
故障原因分析是解决电力系统不对称故障的关键步骤，可以通过多种方法来实现。
例如，可以通过现场勘查、设备检测和故障模拟等方法来找出故障的具体原因。
同时，还可以利用故障记录仪、故障模拟软件等辅助工具，对故障进行仿真和分析。
在进行故障原因分析时，还需要考虑故障的影响范围、时间和条件等因素。
通过对故障原因的准确分析，可以采取相应的措施来防止和排除类似故障的再次发生。
综上所述，电力系统不对称故障的分析是一个复杂而重要的过程，需要对故障现象进行测量和记录，初步判断故障类型，进行故障点的定位，并最终进行故障原因分析。
通过准确的故障分析，可以及时恢复系统运行，确保电力系统的稳定和安全。
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7.3 变压器的各序参数和等效电路
• 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁芯结构有关，
(a)三个单相组合式 (b)三相四柱式
Xm
(c)三相三柱式 Xm* 0.3～1
Xm
Xm* 0.3～1
第14页/共38页
7.3.2 变压器等效电路与外电路的连接
• 变压器的正序、负序等效电路都是直接与 外电路相连接。
第12页/共38页
7.3 变压器的各序参数和等效电路
• 7.3.1 普通变压器的各序参数
• 变压器的正序、负序和零序电路具有相同的 形状且和前面给出的等效电路完全一致，
• 注意双绕组变压器的画法略有变化，有
XI+XII=XT ，
短路分析时，略去电阻与电导
(a) 双绕组变压器
(b) 三绕组变压器
第13页/共38页
第7页/共38页
7.1.2 对称分量法 在不对称短路计算中的应用
• 根据对称分量法，这一组不对称的电 压源可以分解成正序、负序和零序三 组对称电压源。根据叠加原理，可以 把电力系统看成三部分的叠加。
第8页/共38页
=
讨论：
1、分别用
下标1、2、
0表示各序 参数。
+
2、各8页
Ic Ia1 Ia2 Ia0 aIa1 a 2Ia2 Ia0
IIba
1 a 2
1 a
1 1
IIaa21
T
IIaa21
Ic a a 2 1Ia0 Ia0
对称分量变换矩阵，用T表示
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7.1.1 对称分量法
• 简写成：
Iabc TI120
• 已知了三个序相量，就可以通过T的逆变换 可求出三个不对称的电流相量
• 任何一组不对称的三个相量（电压或电流 ）总可以分解成为正序、负序和零序三组 （每组三个）相量。
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7.1.1 对称分量法
• 任选一相（这里选a相）电流作为基准相量，
Ia Ia1 Ia2 Ia0
a e j120o
Ib Ib1 Ib2 Ib0 a 2Ia1 aIa2 Ia0
第7章 电力系统不对称运行分析方法
• 对基波分量而言，由于只有故障点发 生不对称故障导致三相阻抗不相等， 电力系统其它各元件的三相阻抗仍保 持相等，针对此特点，可以采用一种 比较简单的对称分量法进行分析。
• 本章重点掌握对称分量法和三序等效 电路的画法。
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7.1 对称分量法及其应用
• 7.1.1 对称分量法
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表7-2 架空电力线路各序电抗的平均值
x1/kmx2 0.4
正、负序
架空电力线路分类 电抗 /km 零序电抗 /km
单回路 无避雷线
x0=3.5x1=1.4
双回路
单回路 有钢质避雷
• 设变压器的至少有一个中性点直接接地， 则变压器零序等效电路与外电路的连接 ：
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7.3.3 中性点有接地阻抗时变压器的零序等效电路
• 当变压器的Yn接法绕组的中性点经阻抗接 地时，若有零序电流流过变压器，则中性 点接地阻抗中将流过三倍的零序电流。
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7.3.3 中性点有接地阻抗时变压器的零序等效电路
7.2同步发电机的各序参数
• 在讨论短路时我们往往采用近似方法，只计 入电抗，如果精确求解要计入电阻时，因为 电阻与频率无关，所以正、负、序等效电路 中的电阻都是相等的。
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7.2同步发电机的各序参数
同步电机类型 汽轮发电机 有阻尼绕组的水轮发电机 无阻尼绕组水轮发电机 调相机和大型同步电机
• 试求其三组序电压分量。
• 解：取a相为基准相，
UUaa21
Ua0
1 3
1 1 1
a a2 1
a2
0
113.9 60o
a
223.1 - 20o
139.8
-
120
o
1 223.1 - 220 o 25.8 60o
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例7-1
• 求出另二相的各序电压分量
正序分量： Ub1 a2Ua1 113.9 300 o 113.9 - 60oV Uc1 aUa1 113.9 180 o -113.9 V
IIaa21
Ia0
1 3
1 1 1
a a2 1
a2 a
IIba
T-1 IIba
1 Ic
Ic
对不对称的三相电压，也可以用对称分量 法进行分解。
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例7-1
• 设电力系统某点发生a相单相接地故障，现 测得短路点的三相线电压分别为：
Ua 0, Ub 233.1 - 20o V，Uc 233.1 - 220 o V
• 当外电路向变压器某侧三相绕组施加零序 电压时，如果能在该侧绕组产生零序电流 ，则等效电路中该侧绕组与外电路接通， 如果不能产生零序电流，则认为变压器该 侧绕组与外电路断开。根据这个原则，只 有中性点接地的星形接法（用YN表示）的 绕组才能与外电路接通。
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7.3.2 变压器等效电路与外电路的连接
负序分量：Ub2 a Ua2 139.8 0o 139.8 V Uc2 a2Ua2 139.8 120 o V
零序分量：Ub0 Uc0 Ua0 25.8 60o V
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7.1.2 对称分量法 在不对称短路计算中的应用
• 电力系统发生不对称短路时，仅在短 路点不对称。——转化为对称
• 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。
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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。
XG2* 0.16
XG0* 0.06
0.25 0.06
0.45 0.07
0.24 0.08
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7.2同步发电机的各序参数
• 讨论： • 当发电机定子绕组中通过负序基频电流时，
它产生的负序旋转磁场与转子之间有两倍 转速的相对运动，因此，同步发电机的负 序电抗是不等于其正序电抗的。 • 发电机的零序电抗只由定子线圈的等值漏 磁通决定，与发电机内部绕组的结构有关。