5.3不对称短路时短路点电流和电压的分析及...

第第 5 5 章章 电力系统不对称短路的计算分析电力系统不对称短路的计算分析 5 15 1 基本认识基本认识 5 25 2 元件的序阻抗及系统序网络的拟制及化简元件的序阻抗及系统序网络的拟制及化简 5 35 3 不对称短路时短路点电流和电压的分析及计算不对称短路时短路点电流和电压的分析及计算 前言 前言 1 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 计算关键是求出其中一相的各序电流 电压分量 2 2 各序电流 电压分量分量的计算方法 各序电流 电压分量分量的计算方法 解析法解析法 解方程 上述解方程 上述 5 15 1 中三序网的基本式中三序网的基本式 三个补充方程 据不同类短路型的边界条三个补充方程 据不同类短路型的边界条 件列出 件列出 繁 不用繁 不用 有两种有两种 复合序网法复合序网法 将三个序网适当连接将三个序网适当连接 组成复合序网法 求组成复合序网法 求 各序电流 电压 该法易记 方便 故广泛用各序电流 电压 该法易记 方便 故广泛用 实际上是由解析法推导出的 实际上是由解析法推导出的 3 何谓何谓 复合序网复合序网 将三个序网适当连接 体现将三个序网适当连接 体现 a a 相各序电流 电相各序电流 电 压关系的网络图 压关系的网络图 4 4 设对短路点各序网络图以简化到最简单的形式 见下图 设对短路点各序网络图以简化到最简单的形式 见下图 且表达形且表达形 式有三种式有三种 正序网正序网 表达表达 1 1 表达表达 2 2 表达表达 3 3 表达表达 1 1 表达表达 2 2 表达表达 3 3 零序网零序网 表达表达 1 1 表达表达 2 2 表达表达 3 3 E f f n n 1a I E 1 jX 1a I G G 1 X 2 jX f f n n 2a I 2a U 2 X 2 jX 2a I 2a U 1a U 1a U 0 jX f f n n 0a I 0a U 0 X 0 jX 0a I 0a U 1 jX 一 一 复合序网图及相量图复合序网图及相量图 一 一 单相接地单相接地 如下图所示 如下图所示 1 a f a a 相相 故障相 特殊相故障相 特殊相 bcbc 相相 非故障相非故障相 a I b I c I 分析 分析 边界条件 边界条件 0 1 1 cb II 0 1 a U 据对称分量法 得 1 0 1 2 1 1 2 1 1 1 1 3 1 3 1 aaacbaa IIIIaIaII 即三序电流相等 0 1 0 1 2 1 1 1 aaaa UUUU 三序电流 电压可用下图 5 30 体现 称为复合序网 a E b E c E 图 5 30 f f 1 1 复合序网 E 1 jX 1a I 2a U 2 jX 2a I 1a U 0a U 0 jX 0a I 注 1 复合序网 体现了三序电流 电压的关系 1 0 1 2 1 1aaa III 0 1 0 1 2 1 1 aaa UUU 2 由复合序网 可直接写出短路点 f f 1 1 点的各序电流 电压 1 0 1 2 321 1 1 aa a a II XXXj E I 1 0 1 2 1 1 1 1 1aaaaa UUXI jEU 2 1 2 1 2 0XI jU aa 0 1 0 1 0 0XI jU aa 3 短路点故障相电流 即为正序电流的 3 倍 1 1 1 0 1 2 1 1 1 3 aaaaa IIIII 1 1a I 2 相量图 设 0 1 1 1 1 o aa II 注 1 由相量图可见 短路点 故障相电压 0 1 a U 1 1 1 3 aa II 非故障相电压 O cb UU120 1 1 但相位差 0 1 1 cb II 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 二 两相短路两相短路 如下图所示 如下图所示 2 cb f bcbc 相相 故障相故障相 a a 相相 非故障相 特殊相非故障相 特殊相 a I b I c I 分析 分析 边界条件 边界条件 0 2 a I 2 2 cb II 0 2 2 cb UU 据对称分量法 得 无零序网 0 0 2 0 2 0 aa UI 2 2 2 1aa II 2 2 2 1aa UU 三序电流 电压可用下图 5 31 体现 称为复合序网 a E b E c E 图 5 31 f f 2 2 复合序网 E 1 jX 1a I 2a U 2 jX 2a I 1a U 注 1 复合序网 体现了三序电流 电压的下列关系 2 2 2 1aa II 无零序电流 电压 2 2 2 1aa UU 2 由复合序网 可直接写出短路点 f f 2 2 点的各序电流 电压 2 2 21 2 1 a a a I XXj E I 2 2 2 2 2 2 1 0XI jUU aaa 3 短路点故障相电流 即为正序电流的倍 2 1 2 1 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 3 a a aa aacb I Iaa IaIa IaIaII 2 1a I 3 2 相量图 设 0 2 1 2 1 o aa II 注 1 由相量图可见 短路点 非故障相电压 2 1 2 2 aa UU 0 2 a I 故障相电压 2 2 2 2 1 acb UUU 2 1 2 2 2 2 3 acb cb III II 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 三 两相接地短路两相接地短路 如下图所示 如下图所示 1 1 cb f a a 相相 非故障相 特殊相非故障相 特殊相 bcbc 相相 故障相故障相 a I b I c I 分析 分析 边界条件 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 即三序电压相等 1 1 0 1 1 2 1 1 1aaa UUU 即三序电流相量和等于 0 0 1 1 0 1 1 2 1 1 1 aaa III 三序电流 电压可用下图 5 32 体现 称为复合序网 a E b E c E 图 5 33 f f 1 1 1 1 复合序网 E 1 jX 1a I 2a U 2 jX 2a I 1a U 0a U 0 jX 0a I 注 1 复合序网 体现了三序电流 电压的下列关系 1 1 0 1 1 2 1 1 1aaa UUU 0 1 1 0 1 1 2 1 1 1 aaa III 2 由复合序网 可直接写出短路点 f f 1 1 1 1 点的各序电流 电压 021 1 1 XXXj E I a a 02 0 1 1 1 1 1 2 XX X II aa 02 2 1 1 1 1 1 2 XX X II aa 1 1 0 1 1 2 1 1 1aaa UUU 0 1 1 0 0XI j a 3 短路点故障相电流 0 2 02 2 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 1 2 1 1 X a aaab X aXX aI IIaIaI 0 2 0 2 2 1 1 1 1 1 0 1 1 2 2 1 1 1 1 1 X a aaac X XaX aI IIaIaI 绝对值 1 1 1 2 02 02 1 1 1 1 13 acb I XX XX II 2 相量图 设 0 1 1 1 1 o aa II 注 1 由相量图可见 短路点 故障相电压 0 1 1 1 1 cb UU 1 1 1 1 cb II 非故障相电压 1 1 1 1 3 aa UU 0 1 1 a 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 二 短路点正序电流正序电流及故障相电流故障相电流绝对值通式 1 正序电流正序电流 1 1 n an a XX E I 附加电抗 表表 7 3 简单短路时的简单短路时的和和 n Z n m 短路类型 n f n Z n m 单相短路 1 f20ZZ 3 两相短路 2 f2Z 3 两相接地短路 1 1 f 02 02 ZZ ZZ 2 02 02 13 ZZ ZZ 三相短路 3 f01 式中 表示附加阻抗 其值随短路的型式不同而不同 上角标 n 是代表短路类型的符号 n Z 式 7 52 表明了一个很重要的概念 在简单不对称短路的情况下 短路点电流的正序分量与在短 路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相