电力系统三相短路实用

《电力系统分析》
与系统变压器中 性点的接地方式 及短路点的位置 有关，有可能在 0～∞范围内取 值
2020年3月24日星期二
为分析简便，电阻忽略不计，只考虑各元件的电抗。
假设： X1 X 2 Ika1 Ika2 Ika0
x 令 k 0 x1
U U U U U a2
k 1
k 1
kb
ka 0 k 2 ka 0
I• ka1
•
I ka2
•
I ka0
1 3
•
I ka
U•
ka1
•
U
k
a2
•
U
ka0
0
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(二)复合序网
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（三）短路点电气量
•
•
I ka1
E a1
•
•
I ka2 I ka0
Z1 Z2 Z0
•
•
•
U ka0 I ka0 Z0 I ka1 Z0
•
•
I kb I kc 0
•
U ka 0
•
•
•
•
U kb a2 U ka1 aU ka2 U ka0
•
I ka1 a2 a Z2 a2 1 Z0
•
•
•
•
U kc aU ka1 a2 U ka2 U ka0
•
I ka1 a a2 Z2 a 1 Z0
《电力系统分析》
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•
•
•
•
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
ka1
(a2
a)
•
I
ka2
•
•
0 I ka0 (a2 a) I ka1
Ukb(1)
Ukb
Ukb(2)
Ukb(0) 电压相量图
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非故障相电压变化情况：
Ukc
Ukc(0)
Ukc(k0=0)
Ukb(k0 )
.
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Ukb(k0=0) Ukb(0)
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（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
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（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
•
•
•
•
I kb 0、I kc 0、U ka I ka Z g
序边界条件
•
•
••
•
•
•
I ka1 I ka2 I ka0 ,U ka1U ka2 U ka0 3 I ka1 Z g
kb0 k 2 ka 0
当 k0
U U U
1
kb
2 kb 0
ka 0
U U U U 当 k
kb
kb 0
3
ka 0
e j30
kb 0
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Uka 0
Ukb
Ukc 0
Ukb 0
x k 0 中，因为X 1定，X 0 可变。
x1
k 0 时X0 0
k 时X 0 中性点不直接接地
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
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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。
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（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
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Uka(0)
Uka(1)
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系统各序等值电路
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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：
•
•
•
U ka 0, I kb I kc 0
转换为对称分量(a为基准相）,如下：
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（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 , X 2 , X 0 及 Z2 Z1 , Z0 Z1
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 地点短路时，取值范围 约在0.1～1.45之间；在 远离旋转电机的地点短 路时，其值可以近似为1
中性点不直接接地,非故障相电压为 3 倍
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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。
•
•
•
U ka2 I ka2 Z2 I ka1 Z2
•
•
•
U ka1 (U ka2 U ka0 )
•
I ka1(Z2 Z0 )
•
•
E a1 I ka1 Z1
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短路处各相电压电流为：
•
•
•
•
•
•
I ka I ka1 I ka2 I ka0 3 I ka1 3 I ka0
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复合序网如下： •
E a1
Z1 K1
•
I ka1
•
U ka1
N1
Z2
K2
•
I ka2
•
U ka2
N2
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增加一个附加阻抗 时的电流相等: •
I ka1
Z
(1)
Z2
•
Z0
而发生三相短路 •
E a1
E a1
Z1 Z2 Z0
Z1
Z
(1)
（3）短路点故障相电压等于零。
（4）若 Z0 Z2 两非故障相电压的幅值总相
等，相位差 u的大小决定于 Z0
如果
0 Z0 Z2
Z2
有 60 u 180