电力系统分析课件第八章电力系统不对称故障的分析和计算

2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,1,8-1简单不对称短路的分析正序等效定则（重点）8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换（重点）8-3非全相断线的分析,第八章电力系统不对称故障的分析和计算,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,2,8-1简单不对称短路的分析,各网络元件只用电抗表示。,（短路发生前故障点电压）,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,3,图8-1单相接地短路,单相（a相）接地短路的边界条件：,，,，,一、单相（a相）接地短路,用对称分量表示为:,和两相短路接地比较,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,4,化简整理后，得,各序分量的求解方法：解方程组复合序网法,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,5,1、解方程组,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,6,各序分量确定为:,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,7,边界条件：,2、复合序网法,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,8,构造复合序网,图8-2单相短路的复合序网,正、负、零三序网的串联,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,9,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,10,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,11,短路点非故障相的对地电压为,短路点故障相电流为,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,12,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,13,图8-4两相短路,边界条件为:,二、两相（b相和c相）短路,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,14,整理后，可得,由此构造复合序网（正序网和负序网相并联）,图8-5两相短路的复合序网,没有零序网络,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,15,短路电流绝对值：,短路点各相对地电压为:,短路点故障相的电流为:,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,16,图8-6两相短路接地,边界条件为:,三、两相（b相和c相）短路接地,用对称分量表示为:,和单相短路比较,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,17,化简整理后，得,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,18,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,19,各序分量确定为:,可求得:,图8-7两相短路接地的复合序网（正、负、零三序网的并联）,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,20,短路电流为,短路点非故障相的对地电压为,短路点故障相电流为,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,21,所有短路类型短路电流的正序分量可以统一写成,表示附加电抗，上角标（n）代表短路类型。,短路电流的绝对值与正序分量的绝对值成正比，即,式中,为比例系数，其值视短路类型而定。,四、正序等效定则,在简单不对称短路情况下，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等正序等效定则,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,22,如下表8-1所示：,请比较85、811、817公式,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,23,正序等效定则的物理意义,把不对称短路可以转化为对称短路通过添加附加电抗,f(n),f(3),n3,不对称短路，短路电流的正序分量Ia（1）：,串联一个附加电抗，并发生三相对称短路的电流：,n3,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,24,五、不对称短路时网络中电流和电压的分布,1、正序电压分量越靠近电源点，电压分量越高；越靠近短路点，电压分量越低。电源点的正序电压最高，在电源与短路点之间正序电压逐渐降低，短路点处正序电压最低，就等于故障点正序电压分量。单相短路接地时正序电压值降低最少；两相短路接地时正序电压降低的情况仅次于三相短路；三相短路时，短路点的正序电压为零，系统中其他各点的正序电压降低最严重。,f,X(1):hf间的正序电抗,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,25,2、负序和零序网络中没有电源，短路点的负序和零序电压分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值最大，最大等于故障点的负序、零序电压分量。越远离短路点负序和零序电压值越小。,f,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,26,无零序电压，负序电压分量到电源中性点降为零。,零序电流在T的侧是环流，发电机和T之间无共同接地，无零序通路。零序分量在变压器的侧为零，不会到发电机中性点。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,27,各节点负序分量越大，电压不对称程度越大单相短路的不对称程度最小无论何种短路方式，短路点的电压最不对称，而且电压不对称程度随着f点距离增大而减弱。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,28,重点难点分析,复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序量表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序网等效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等效成正、负序并联；两相短路接地等效成正、负、零序网的并联。正序等效定则：根据各种简单不对称故障，总结出统一的正序分量算式。公式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等。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,29,8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,图8-13Y,y0接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,30,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,31,图8-14Y,d11接法变压器两侧电压的正负序分量的相位关系,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,32,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,33,结论,Y：正序分量逆时针移30；负序分量顺时针移30；侧无零序。Y：正序分量顺时针移30；负序分量逆时针移30；侧无零序，Y侧也无零序。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,34,8-3非全相断线的分析计算,电力系统中大多数是短路故障（横向故障）电力系统还会发生断线故障（纵向故障）纵向故障主要是单相断线和两相断线，又称非全相运行。造成电力系统非全相运行的原因：例如导线的一相或两相断线；某一线路发生单相短路接地后，故障相的断路器跳闸。电力系统非全相运行时，同样会产生负序和零序分量的电流。负序电流对发电机的转子有危害；零序电流对输电线附近的通讯线路有干扰；负序和零序电流还可能引起某些继电保护误动作。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,35,非全相断线,为便于分析，用替代方法，在端口处引入一组不对称电势来代替三相不对称电压。从端口ff看，电力系统的其余部分是三相对称的，可以用独立序网代替。,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,36,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,37,1、一相断线（a）,用对称分量表示化简后:,边界条件:,类似于f(1,1),2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故障的分析和计算,38,2020/5/3,电力系统分析第八章电力系统不对称故