5(C-8)不对称故障分析 - 电力系统

.,1,8-1简单不对称短路的分析8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换8-3非全相断线的分析计算8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障,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,(1)基本原理与思路：基于序网电压平衡方程，利用短路点边界条件，求解故障点(口)各序电压、电流,(2)序网电压平衡方程：,概述：,(3)基本假设：(a)设A相为基准相(参考相)简单不对称故障的特殊相f(1)f(a)；f(2)f(b-c)；f(1,1)f(b-c-g)(b)假设短路为金属性的(c)实用计算时不计元件电阻和对地导纳,.,3,8-1简单不对称短路的分析,(1)边界条件：,(2)复合序网：,一、单相接地短路：,.,4,8-1简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,一、单相接地短路：,附加阻抗Z(1),(4)故障(短路)口的各相电流,.,5,8-1简单不对称短路的分析,一、单相接地短路：,(5)故障(短路)口的各相电压,.,6,8-1简单不对称短路的分析,一、单相接地短路：,(6)故障(短路)口的电流电压相量图,(7)分析与结论,短路电流If(1)=Ifa=m(1)Ifa(1)=3Ifa(1)Ig=3Ifa(0),(b)非故障相电压幅值相等Vfb=Vfc，幅值大小及相位差与Xff(0)/Xff(2)有关,.,7,8-1简单不对称短路的分析,二、两相短路：,(1)边界条件：,(2)复合序网：,.,8,8-1简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,二、两相短路：,附加阻抗Z(2),(4)故障(短路)口的各相电流,.,9,8-1,二、两相短路：,(5)故障(短路)口的各相电压,(6)短路点相量图,(7)分析与结论,特别：,(b)短路电压：短路两相V相等，为非短路相的1/2且相位相反。,(a)短路电流：,特别:,.,10,8-1简单不对称短路的分析,(1)边界条件：,(2)复合序网：,三、两相接地短路：,.,11,8-1简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,三、两相接地短路：,附加阻抗Z(1,1),(4)故障(短路)口的各相电流,忽略电阻时：,.,12,8-1简单不对称短路的分析,三、两相接地短路：,(5)故障口(短路点)各相电压,(6)故障口(短路点)电流电压相量图,.,13,8-1简单不对称短路的分析,三、两相接地短路：,(7)分析与结论,短路电流If(1,1)=Ifa=m(1,1)Ifa(1)Ig=Ifb+Ifc=3Ifa(0),(b)m(1,1)、两故障相电流间的相位差与Xff(0)/Xff(2)有关,.,14,8-1简单不对称短路的分析,四、正序等效定则1、基本内容,.,15,8-1简单不对称短路的分析,四、正序等效定则2、附加阻抗和短路电流倍数,.,16,8-1简单不对称短路的分析,四、正序等效定则3、应用正序等效定则计算t=0不对称短路的基本步骤,(1)计算正常运行状态，求取各电源的E0及点的Vf0(近似计算时直接令Vf0=1);(2)制订1、2、0序等值网络，求取Zff(1)、Zff(2)、Zff(0)(3)由f(n)类型确定复合序网，并求取Z(n)、m(n)(必要时，考虑过渡阻抗影响);(4)求f点串入Z(n)的后面f(3)时的短路电流，此即f点f(n)时短路电流正序分量;(5)求故障口电流、电压的各序分量;(6)对称分量合成，求故障口各相电流和各相电压;(7)计算短路电流时，可直接运用If(n)=m(n)I(n)fa(1),.,17,五、非故障处电流、电压分布计算,各序电压分布的基本特点：V1：电源点最高，离短路点越近越低；2.V2：短路点最高，离短路点愈远愈低，电源点(内电抗后)降至V20；3.V0：短路点最高，离短路点愈远V0愈低，YN,d之侧母线降至0；4.f(1)：短路点V2和V0反相；5.电压不对称程度主要由V2决定。V2越大，电压越不对称；离f（n)点越远，不对称程度减弱；6.电流、电压1、2序分量经变压器，引起相位偏移，且1、2序偏移特点不同！,8-1简单不对称短路的分析,.,18,六、非故障处电流、电压分布计算,8-1简单不对称短路的分析,f(n)时短路电流、电压分布计算的基本步骤：计算故障点电流、电压的各序分量；求各序电流、电压分量在各母线、各支路的分布考虑变压器对各序电流、电压的相位偏移作用；(3)对各母线、各支路，将电流、电压各相序分量合成各相电压、各相电流。,.,19,8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,概述:I、V的各序分量经变压器后可能有相位偏移，与T绕组接线组别、相序分量性质有关,1、I、V对称分量经YN,yn12/Y,y12的相位变换,(1)、Y,y12,结论：,1、2序分量经Y,y12后没有相位变换；,0序分量不能通过Y,y12变压器,.,20,8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,1、I、V对称分量经YN,yn12/Y,y12的相位变换,(2)、YN,yn12,结论：,1、2序分量经YN,yn12后没有相位变换；,0序分量经YN,yn12后没有相位变换；,.,21,8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,2、I、V对称分量经Y,d11的相位变换,结论：,0序分量不能通过Y,d11,1序分量经Y,d11，相位超前300,2序分量经Y,d11，相位滞后300,.,22,8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,2、I、V对称分量经Y,d11的相位变换,Y,d变压器I、V数量关系：,.,23,8-3非全相断线的分析计算,概述：(1)断线故障称为纵向故障一相断线、两相断线(2)原因操作、继电保护动作、自然因素(3)分析目的：研究保护动作行为、电力系统稳定性研究等(4)思路与方法：对称分量分解与合成(叠加)原理方法与简单短路分析同故障口：断口,非全相断线类型,故障口电压对称分量分解,特殊相：a相基准相(参考相),.,24,8-3非全相断线的分析计算,系统等值序网,概述,故障口电压平衡方程：,.,25,8-3非全相断线的分析计算,一、单相断线,(1)边界条件：,(2)复合序网：,.,26,(3)故障口电流、电压序分量：,(4)非故障相电流、故障相断口电压,一、单相断线,8-3非全相断线的分析计算,.,27,二、两相断线：,(1)边界条件,(2)复合序网,8-3非全相断线的分析计算,.,28,(3)故障口电流,(4)故障相断口电压,二、两相断线,8-3非全相断线的分析计算,电流序分量：,非故障相电流：,.,29,8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂电力系统简单不对称故障的计算,一、网络表示及变量约定：,.,30,8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,节点i正常运行电压,1、正序网络描述,故障口F与节点i之间的互阻抗,横向故障：,纵向故障：,(1)任意节点i：,.,31,8-4,二、各序网络的电压方程式,1、正序网络描述,(2)故障口通式：,F口输入阻抗(自阻抗),F与f间的互阻抗,F与k间的互阻抗,故障口F开路电压,.,32,8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,1、正序网络描述,(3)横向故障口fki.e.fo,(4)纵向故障口fki.e.ff,对1、2、0序均成立！,.,33,8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,2、负序网络描述,(1)任意节点i,(2)横向故障口fki.e.fo,(3)纵向故障口fki.e.ff,.,34,8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,3、零序网络描述,(1)任意节点i,(2)横向故障口fki.e.fo,(3)纵向故障口fki.e.ff,.,35,任一节点i的和：,故障口和：,三、横向不对称故障,1单相接地短路f(a),边界条件：,对称分量表示：,.,36,联立求解可得,支路ij的各序电流为,2两相短路接地f(b-c),边界条件：,对称分量法表示：,.,37,联立求解得,3两相短路f(b,c),故障口和：,.,38,四、纵向不对称故障,1、单相（a相）断开,边界条件:,与f(b-c)边界条件相似,2两相(b相和c相)断开,边界条件:,同f(a)边界条件相似,.,39,五、简单不对称故障的计算通式,故障口序电流：,正常运行时故障口开路电压：,横向故障：,纵向故障：,故障口相序输入阻抗：,横向故障：,纵向故障：,.,40,电流系数和附加阻抗：,串型故障、并型故障的概念：串型故障：复合序网为各相序等值