变压器短路计算分析共35页
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正序分量Y-D相位偏移30度,D-Y相位偏移-30度 负序分量Y-D相位偏移－30度,D-Y相位偏移30度
y/d-11(y/d-1)变压器短路
对于y/d-11(y/d-1)型接线的变压器一侧短路后 另一侧短路的电流电压电气量将发生变化.零 序电流,测量阻抗也将发生变化.
下面讨论各种情形下各侧电气量的计算和分 析,为后面变压器主保护的原理,整定,调试打 下基础.
主要内容
变压器短路计算的基本方法 y/d-11型变压器D侧相间短路分析 y/d-11型变压器y侧相间和单相接地短路分析 y/y-12型变压器短路分析 自耦变压器短路分析 全国继电保护竞赛选拔题讲解
源自文库
变压器短路计算分析方法
一、采用对称分量法: 根据故障类型计算短路点处序分量 计算分支系数计算变压器短路侧电流电压的序分量及相分量 根据变压器的连接组别计算其它侧序分量 计算其它侧相分量 二、全电流法 计算短路点的电流 短路绕组电流 另一侧绕组电流 另一侧线电流 需用到kcl 和kvl及电流大小关系
ZB=Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA>ZK 单相阻抗一相反应高
压侧相间短路阻抗;相 间0度接线不能反应高 压侧接地短路阻抗
y/yn-12接线变压器
Ic=-1/3Ik(1) C B Ib=-1/3Ik(1)
A Ia=2/3Ik(1)
Ic=0
c
Ib=0
b
Ka a
D侧两相短路时电压相量图
Yn侧电压最低相为D侧两故障相中的滞后相，其它两 相电压较高，相位差近180度，yn侧相间电压较高， 电流相等的两相间电压最高
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA=ZK(短路阻抗)
ZB>Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA>ZK 单相阻抗能反应低压
Ia=Ik(1) n
y/yn-12接线变压器yn侧a相接地短路
自耦变压器的短路分析
基本分析方法同普通变压器,利用y型等值电 路进行分析计算
不同之处在于两侧共用一个绕组,公共绕组的 电流与零序电流与短路点位置,各侧阻抗大小 等有关.
自耦变接地故障分析
A’B’C’
I0c=(1-Kfzm*nhm)*Ioh I0m
D侧两相短路
A 1/sqrt(3)Ik(2) B1/sqrt(3)Ik(2) C2/sqrt(3)Ik(2)
1/3Ik(2)
Ia=0 a
1/3Ik(2)
Kbc Ib=Ik(2)
b Ic=-Ik(2)
c
-2/3Ik(2)
Y/D-11接线变压器d侧bc两相短路
D侧两相短路时电流相量图
Yn侧最大相电流是故障电流的2/sqrt(3)倍，其它两相 为最大相的一半，方向相反；最大相电流为D侧两故 障相中的滞后相
在单侧电源线路上发生A相接地短路，假设系统图如下。T变压器Y0/Y-12 接线，Y0侧中性点接地。T′变压器Y0/△-11接线，Y0侧中性点接地。T′ 变压器空载。(10分) 问题：①请画出复合序网图。
②求出短路点的零序电流。
③求出M母线处的零序电压。 ④分别求出流过M、N侧线路上的各相电流值。 设电源电势E=1，各元件电抗为XS1=j10，XT1=j10，XMK1=j20， XNK1=j10，XT′1= XT′0=j10，输电线路X0=3X1
复合序网图
② X1∑=j10+j10+j20=j40
X2∑=j10+j10+j20=j40
X0∑=j30+j10 =j40
I1 k I2 k I0 k E 1 1 j0 .008 X 1 X 2 X 0 j4 0 j4 0 j40 j120
③由于流过MK线路的零序电流为零，所以在 XMK0上的零序电压降为零。所以M母线处的 零序电压UM0与短路点的零序电压相等，其 值为UM0=UK0=-IK0*X0∑= j0.00833* j40=0.3332
Y侧单相接地电压相量图
y侧接地相电压为0，其它两相电压较高；d侧电流为0 相电压最高，其它两相电压相等，相间电压较高；d 侧无零序电压。
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA>ZK(短路阻抗)
ZB>Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA=ZK 单相阻抗不能反应高
压侧接地短路阻抗;相 间0度接线有一相反应 高压侧接地短路阻抗
I0h
I0c
A
a
B
b
C
c
3I0c
-2/3Ik(2) 自耦变压器高压侧a相接地短路
高中侧发生接地故障时,中性点零序电流方向不固定,中 性点电流也可能出现为零的情形
继电保护竞赛选拔试题
Y,d-11接线的变压器△侧发生两相短路时,Y侧 有一相电流比另外两相电流大，该相是_ ( B )。 同名故障相中的超前相； 同名故障相中的滞后相； 同名的非故障相
④流过M侧线路电流只有正序,负序电流 所以 IMA=IK1+IK2=2*(- j0.00833)=- j0.0166
侧相间短路阻抗;相间 0度接线不能反应低压 侧相间短路阻抗
Yn侧单相接地短路
Ka
A
Ia=Ik(1)
Ia=1/sqrt(3)Ik(1) a
B
Ib=0
C
Ic=0
0
Ib=0 b
Ic=-1/sqrt(3)Ikc(1) 0
Y/D-11接线变压器y侧b相接地短路
Yn侧单相接地电流相量图
d侧各相电流分布与yn侧接地相有关，d侧滞后于yn侧 接地相的电流为0，其它两相大小相同，相位相反， 数值为故障电流的1/sqrt(3)倍。D侧无零序电流
电压电流对称分量经变压器的变换
序分量经不同连接的组别的变压器后将有相位偏移， 相位偏移的一般公式为(逆时针为正)： 正序分量：δ1＝±(12－N)×300
Y－D:取正；D-Y为负。 F1’=F1×ejδ1 负序分量： δ2＝- δ1
F2’=F2×ejδ2 零序分量：Y/D不能传变 特别的：对于Y/D-11
A
Ia=0
Kbc
B
Ib=Ik(2)
C
Ic=-Ik(2)
Yn侧两相短路
0 Ia=-1/sqrt(3)Ik(2) a
Ib=2/sqrt(3)Ik(2) b
Ic=-1/sqrt(3c)Ik(2)
Y/D-11接线变压器y侧bc两相短路
Yn侧两相短路电流相量图
Yn侧两相短路电压相量图
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA>ZK(短路阻抗)
y/d-11(y/d-1)变压器短路
对于y/d-11(y/d-1)型接线的变压器一侧短路后 另一侧短路的电流电压电气量将发生变化.零 序电流,测量阻抗也将发生变化.
下面讨论各种情形下各侧电气量的计算和分 析,为后面变压器主保护的原理,整定,调试打 下基础.
主要内容
变压器短路计算的基本方法 y/d-11型变压器D侧相间短路分析 y/d-11型变压器y侧相间和单相接地短路分析 y/y-12型变压器短路分析 自耦变压器短路分析 全国继电保护竞赛选拔题讲解
源自文库
变压器短路计算分析方法
一、采用对称分量法: 根据故障类型计算短路点处序分量 计算分支系数计算变压器短路侧电流电压的序分量及相分量 根据变压器的连接组别计算其它侧序分量 计算其它侧相分量 二、全电流法 计算短路点的电流 短路绕组电流 另一侧绕组电流 另一侧线电流 需用到kcl 和kvl及电流大小关系
ZB=Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA>ZK 单相阻抗一相反应高
压侧相间短路阻抗;相 间0度接线不能反应高 压侧接地短路阻抗
y/yn-12接线变压器
Ic=-1/3Ik(1) C B Ib=-1/3Ik(1)
A Ia=2/3Ik(1)
Ic=0
c
Ib=0
b
Ka a
D侧两相短路时电压相量图
Yn侧电压最低相为D侧两故障相中的滞后相，其它两 相电压较高，相位差近180度，yn侧相间电压较高， 电流相等的两相间电压最高
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA=ZK(短路阻抗)
ZB>Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA>ZK 单相阻抗能反应低压
Ia=Ik(1) n
y/yn-12接线变压器yn侧a相接地短路
自耦变压器的短路分析
基本分析方法同普通变压器,利用y型等值电 路进行分析计算
不同之处在于两侧共用一个绕组,公共绕组的 电流与零序电流与短路点位置,各侧阻抗大小 等有关.
自耦变接地故障分析
A’B’C’
I0c=(1-Kfzm*nhm)*Ioh I0m
D侧两相短路
A 1/sqrt(3)Ik(2) B1/sqrt(3)Ik(2) C2/sqrt(3)Ik(2)
1/3Ik(2)
Ia=0 a
1/3Ik(2)
Kbc Ib=Ik(2)
b Ic=-Ik(2)
c
-2/3Ik(2)
Y/D-11接线变压器d侧bc两相短路
D侧两相短路时电流相量图
Yn侧最大相电流是故障电流的2/sqrt(3)倍，其它两相 为最大相的一半，方向相反；最大相电流为D侧两故 障相中的滞后相
在单侧电源线路上发生A相接地短路，假设系统图如下。T变压器Y0/Y-12 接线，Y0侧中性点接地。T′变压器Y0/△-11接线，Y0侧中性点接地。T′ 变压器空载。(10分) 问题：①请画出复合序网图。
②求出短路点的零序电流。
③求出M母线处的零序电压。 ④分别求出流过M、N侧线路上的各相电流值。 设电源电势E=1，各元件电抗为XS1=j10，XT1=j10，XMK1=j20， XNK1=j10，XT′1= XT′0=j10，输电线路X0=3X1
复合序网图
② X1∑=j10+j10+j20=j40
X2∑=j10+j10+j20=j40
X0∑=j30+j10 =j40
I1 k I2 k I0 k E 1 1 j0 .008 X 1 X 2 X 0 j4 0 j4 0 j40 j120
③由于流过MK线路的零序电流为零，所以在 XMK0上的零序电压降为零。所以M母线处的 零序电压UM0与短路点的零序电压相等，其 值为UM0=UK0=-IK0*X0∑= j0.00833* j40=0.3332
Y侧单相接地电压相量图
y侧接地相电压为0，其它两相电压较高；d侧电流为0 相电压最高，其它两相电压相等，相间电压较高；d 侧无零序电压。
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA>ZK(短路阻抗)
ZB>Zk;Zc>ZK 相间测量阻抗:
ZAB>ZK;
ZBC>ZK;
ZCA=ZK 单相阻抗不能反应高
压侧接地短路阻抗;相 间0度接线有一相反应 高压侧接地短路阻抗
I0h
I0c
A
a
B
b
C
c
3I0c
-2/3Ik(2) 自耦变压器高压侧a相接地短路
高中侧发生接地故障时,中性点零序电流方向不固定,中 性点电流也可能出现为零的情形
继电保护竞赛选拔试题
Y,d-11接线的变压器△侧发生两相短路时,Y侧 有一相电流比另外两相电流大，该相是_ ( B )。 同名故障相中的超前相； 同名故障相中的滞后相； 同名的非故障相
④流过M侧线路电流只有正序,负序电流 所以 IMA=IK1+IK2=2*(- j0.00833)=- j0.0166
侧相间短路阻抗;相间 0度接线不能反应低压 侧相间短路阻抗
Yn侧单相接地短路
Ka
A
Ia=Ik(1)
Ia=1/sqrt(3)Ik(1) a
B
Ib=0
C
Ic=0
0
Ib=0 b
Ic=-1/sqrt(3)Ikc(1) 0
Y/D-11接线变压器y侧b相接地短路
Yn侧单相接地电流相量图
d侧各相电流分布与yn侧接地相有关，d侧滞后于yn侧 接地相的电流为0，其它两相大小相同，相位相反， 数值为故障电流的1/sqrt(3)倍。D侧无零序电流
电压电流对称分量经变压器的变换
序分量经不同连接的组别的变压器后将有相位偏移， 相位偏移的一般公式为(逆时针为正)： 正序分量：δ1＝±(12－N)×300
Y－D:取正；D-Y为负。 F1’=F1×ejδ1 负序分量： δ2＝- δ1
F2’=F2×ejδ2 零序分量：Y/D不能传变 特别的：对于Y/D-11
A
Ia=0
Kbc
B
Ib=Ik(2)
C
Ic=-Ik(2)
Yn侧两相短路
0 Ia=-1/sqrt(3)Ik(2) a
Ib=2/sqrt(3)Ik(2) b
Ic=-1/sqrt(3c)Ik(2)
Y/D-11接线变压器y侧bc两相短路
Yn侧两相短路电流相量图
Yn侧两相短路电压相量图
阻抗的变化
单相测量阻抗: ZA>ZK(短路阻抗)