第12章 电力系统的不对称故障(三)

1、第第1212章章 电力系统的不对称故障电力系统的不对称故障 （三）（三） 正序增广网络正序增广网络 ZZUI ff)1(0)1( )1(f I )1( Z 0f U 1f U 故障相电流与正序电流之间的关系为：故障相电流与正序电流之间的关系为： )1 (ff IMI 各种短路故障的各种短路故障的 及及M Z 短路种类短路种类 M 三相短路三相短路 01 单相短路单相短路 3 两相间短路两相间短路 两相接地两相接地 Z f ZZZ3 )0()2( f ZZ )2( f ZZZ )0()2( / 3 3 1 13 2 0 0 k k 不对称短路时任意时刻短路电流不对称短路时任意时刻短路电流 在正序

2、网络中的故障点处加一附加阻抗在正序网络中的故障点处加一附加阻抗 ； 应用运算曲线，求得任意时刻的正序电流应用运算曲线，求得任意时刻的正序电流 ； 乘以乘以M得故障相电流，得故障相电流， 。 t f I )1( Z t f t f MII )1 ( 非故障处电流、电压的计算非故障处电流、电压的计算 一、基本步骤一、基本步骤 二、各序网络中电压及电流分布二、各序网络中电压及电流分布（第（第3 3步）步） 三、各序分量经变压器后的相位变化三、各序分量经变压器后的相位变化（第（第4步合成）步合成） 一、基本步骤一、基本步骤 1作各序网络并化简；作各序网络并化简； 2求短路点各序电压及电流；求短路点各序

3、电压及电流； 3由原详细各序网络求任意处电压、电流各序由原详细各序网络求任意处电压、电流各序 分量；分量； 4由各序分量合成叠加得相量。由各序分量合成叠加得相量。 二、各序网络中电压及电流分布二、各序网络中电压及电流分布（第（第3 3步）步） 1正序网络中，已求得正序网络中，已求得 ，计算同三相短，计算同三相短 路全量。路全量。 2负序及零序网络中，无电源，只有故障点负序及零序网络中，无电源，只有故障点 有有 及及 ，计算同三相短路故障分量。，计算同三相短路故障分量。 )1(f I )2(f I )0(f I ) 1 () 1 (0) 1 (fifii IZUU (2)(2)(2) ; iif

4、f UZI )0()0()0(fifi IZU 3电压分布电压分布 0 )1( U 0 )0()2()1( UUU 05 . 0 )0(01)2() 1 ( UUUU )0()2() 1 ( UUU 结论：正序结论：正序 负零序负零序 三、各序分量经变压器后的相位变化三、各序分量经变压器后的相位变化 （第（第4步合成）步合成） 1正序分量正序分量 1A U 1a U 1A I )1 (a I o aA N30 )1()1( *)1(*)1(*)1(*)1( aaAA IUIU )*1( 30 )*1(A jN a UeU o o jN a A A a e U U I I 30 )*1( )*1

5、( )*1( )*1( （电压电流均滞后（电压电流均滞后N30o） 00 11 3030 (1)* o jj YY UUeUe 11/ 0 Y 例：例： 3零序分量：零序分量： )*2( 30 )*2(A jN a UeU o )*2( 30 )*2(A jN a IeI o 2负序分量：负序分量：（电压及电流超前（电压及电流超前N30o） 结论：结论： 正序滞后正序滞后N30o，负序超前负序超前N30o，零序相位不变。零序相位不变。 （无相位变化）（无相位变化） 例例 在例在例1中计算中计算a相短路时发电机相短路时发电机1母线的电母线的电 压，压， 。 0 1/11TY为 159. 1 18

6、33. 01083. 0 1083. 0 12. 3 )2(1)1(1 j jj j jII GG ,116. 0159. 11 . 0 )2( 1 jjUG 884. 0116. 01 )1(1 G U 解：（解：（1）由各序网络计算该母线的各序电压分量）由各序网络计算该母线的各序电压分量 （2）相位变化：）相位变化： oo jj G eeU 303011 )1(1 884. 0884. 0 oo jj G eeU 303011 )2(1 116. 0116. 0 （3）转为）转为abc相量：相量： 5 . 0665. 0 5 . 0665. 0 0 116. 0 884. 0 1 1 11

7、1 30 30 2 2 j j j e e aa aa U U U o o j j C b a 非全相运行的分析和计算非全相运行的分析和计算 一、概述一、概述 二、断相与短路的类比关系二、断相与短路的类比关系 三、断相与短路的区别三、断相与短路的区别 四、正序电势源的求法四、正序电势源的求法 一、概述一、概述 1断相原因很多如单相跳闸。断相原因很多如单相跳闸。（原因）（原因） 2非全相运行一般不会产生大电流及过低非全相运行一般不会产生大电流及过低 电压，故必要时仍可运行一段时间。电压，故必要时仍可运行一段时间。（小病带病（小病带病 工作）工作） 3但出现负序、零序电流，对转子、继保、但出现负序

8、、零序电流，对转子、继保、 通讯等有影响。通讯等有影响。 二、断相与短路的类比关系二、断相与短路的类比关系 边界条件：边界条件： 0 0 0 C B A U U I 类似于两相接地短路，故三序网络并联。类似于两相接地短路，故三序网络并联。 a I A U 1单相断相单相断相 0 0 0 C B A I I U 边界条件：边界条件： 类似于单相短路，故三序串联。类似于单相短路，故三序串联。 2两相断相两相断相 三、断相与短路的区别三、断相与短路的区别 1、电压电流意义不同、电压电流意义不同 电压是沿线方向电压差，电流是线电流。电压是沿线方向电压差，电流是线电流。 而短路时电压及电流均为对地而言。

9、而短路时电压及电流均为对地而言。 2 2、正负网络不同、正负网络不同 3 3、零序网络结构及零序电流路径均不同。、零序网络结构及零序电流路径均不同。 短路时短路时I有零序电流，有零序电流，II无；无； 断相时均无。断相时均无。 四、正序电势源四、正序电势源 的求法的求法 0qk U 若将正序网络中若将正序网络中qk两点短接，则成了正常两点短接，则成了正常 稳态网络。稳态网络。 因此：因此： )1( 0 0 Z U I qk A 0)1(0Aqk IZU 即即 例例 比较比较f处处a相短路与相短路与a相断线时相断线时2号母线电压。号母线电压。 解：（解：（1）标么值计算；）标么值计算； （2）作

10、出各序网：）作出各序网： （3）求等值阻抗及电势）求等值阻抗及电势 22. 0 22. 0 99. 0 )0( )2() 1 ( 0 jZ jZZ U f ff f 短路：短路： 25. 2 25. 2 1 . 1 )0( )2() 1 ( 0 jZ ZjZ U qk 断线：断线： （4）求故障点各序电流）求故障点各序电流 5 . 1 22. 022. 022. 0 99. 0 )0()2()1( j j III fff 326. 0 25. 2/25. 225. 2 1 . 1 )1( j j I 163. 0 )0()2( jII （三序并联）（三序并联） 短路：短路： 断线：断线： （三

11、序串联）（三序串联） （5）求号母线电压序分量）求号母线电压序分量 83. 1 2 5 . 122. 099. 0 5 . 1 2 )1( )1()1( j j jj j j U II f fG 8255. 083. 105. 01 . 01 . 1 )1( jjU G 0511. 115. 0326. 01 . 1 )1( jjUG 正序：正序： 3333. 15 . 1225. 0/2 )2( jjI G 2 . 015. 0 )2()2( jIU GG 02445. 015. 0163. 0 )2( jjUG 负序：负序： 3333. 15 . 1225. 0/2 )0( jjI G 0

12、6666. 005. 0 )0()0( jIU GG 00815. 005. 0163. 0 )0( jjUG 零序：零序： （6）求各相量）求各相量 55883. 006666. 02 . 08255. 0 Ga U 9653. 006666. 02 . 08255. 0 2 aaU Gb 9653. 006666. 02 . 08255. 0 2 aaU Gc )5 .120(035. 101. 002. 005. 1 )5 .120(035. 101. 002. 005. 1 0837. 100815. 002445. 00511. 1 )( 2 )( )( o cG o bG aG aaU aaU U Ga U Gc U Gb U Ga U Gb U Gc U （与正常相差较大）（与正常相差较大） （与正常相差很小）（与正常相差很小） 特殊相特殊相 k1 k2 k0 a 111 ba2 a 1 ca a2 1 a a相不为特殊相时的序网相不为特殊相时的序网 多重故障的概念多重故障的概念 1作正、负、零序网络作正、负、零序网络 2每个故障处可引出每个故障处可引出L个