电力系统分析课件 5.第五单元 电力系统不对称故障的分析计算

电力系统分析§5-1对称分量法在不对称短路计算中的应用第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用

§5.1知识点：§5.1重点：§5.1难点：1.对称分量法的概念2.对称分量法在不对称短路中的应用对称分量法的概念

一、对称分量法的概念第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用所谓对称分量法，是指将一组不对称三相系统的三个相量（电流或电压）分解为三组分别对称的三序分量（正序、负序、零序）。

1.用解析法解释：

设

为一组不对称三相电流相量,则有

正序分量负序分量零序分量

2.用图解法解释：

图

三相量的对称分量(a）正序分量(b)负序分量(c)零序分量（a）（b）（c）第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用

=∴可得=3.证明旋转因子第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用二、在不对称短路计算中的应用

以A相接地短路为例说明第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用

ZG1ZL1正序等效电路ZG2ZL2负序等效电路ZG0ZL0零序等效电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用（c）（a）图

简化的三序等值网络图a）正序网b)负序网c)零序网（b）（c）近似计算中，忽略电阻，阻抗近似用电抗表示

第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用二、在不对称短路计算中的应用

（c）对称分量法的计算原理和求解步骤：1.原理：对称分量法+叠加定理2.求解步骤：1）画序网图；2）求各元件序参数;3）在序网图中求序电流、序电压；4）利用叠加定理求各相电流、电压。第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题一对称分量法在不对称短路计算中的应用电力系统分析§5-2同步发电机和异步电动机的序电抗第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题二

同步发电机和异步电动机的序电抗

§5.2知识点：§5.2重点：§5.2难点：1.同步发电机的三序电抗2.异步电动机的三序电抗同步发电机的三序电抗异步电动机的负序电抗一、同步发电机的负序与零序电抗第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题二

同步发电机和异步电动机的序电抗

1.正序电抗

描述的是当三相正序电流流过发电机定子绕组时，在空间产生与转子旋转方向相同的旋转磁场，两个磁场之间的漏磁通、电枢反应磁通关系。

2.负序电抗

描述的是当负序电流流过发电机定子绕组时，在空间产生与转子旋转方向相反的负序磁场，它以相对转子两倍的同步转速切割转子绕组，所以，X2取算术平均值或几何平均值（无阻尼绕组）：第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题二

同步发电机和异步电动机的序电抗一、同步发电机的负序与零序电抗

3.零序电抗三相零序电流所产生的合成磁势在电机气隙中之和为零，定子绕组电抗仅考虑漏磁通，所以，零序电抗很小。第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题二

同步发电机和异步电动机的序电抗

∴发电机的三序电抗关系：X1＞X2＞X0

（很小）二、异步电动机的序电抗

结论：旋转设备的正序电抗与负序电抗不同，零序电抗与之区别较大。第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题二

同步发电机和异步电动机的序电抗异步电动机与S关系曲线电力系统分析§5-3变压器的零序电抗及其等效电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

§5.3知识点：§5.3重点：§5.3难点：变压器的三序电抗影响变压器零序电抗的因素变压器的零序电抗变压器的正序电抗和负序电抗相等第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

正常运行时，一二次绕组的漏抗之和就是变压器的正序电抗。

一、变压器的零序电抗及其等效电路概述

无论变压器通以哪一序电流，均不会改变每一相的一次、二次绕组间或三侧绕组间的电磁关系，因此变压器的正序、负序和零序等效电路具有相同的形状。∴变压器的零序等效电路的形状与正序相似。(a)(b)第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

二、变压器的零序等效电路与外电路的连接

以YNd接线变压器为例说明2的位置3的位置变压器的零序等效电路与外接电路的连接：与变压器中性点是否接地和接线方式有关！第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

（一）双绕组变压器1.YNd接线变压器图5-10YNd接线变压器的零序等效电路（a）零序电流回路（b）零序等效电路（b）（a）第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路三、三相变压器的零序电抗和等效电路

2.YNy接线变压器接线变压器的零序等效电路a）零序电流回路b）零序等效电路（a）（b）图5-12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路三、三相变压器的零序电抗和等效电路∞

3.YNyn接线变压器图5-12图

接线变压器的零序等效电路（a）零序电流回路（b）零序等效电路（a）（b）第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路三、三相变压器的零序电抗和等效电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

三、三相变压器的零序电抗和等效电路（二）三绕组变压器4.YNdy接线变压器图5-12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路

5.YNdd接线变压器图5-12三、三相变压器的零序电抗和等效电路6.YNdyn接线变压器图5-12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题三变压器的零序电抗及其等效电路结论：变压器的零序电抗与变压器的中性点、接线方式、铁芯结构及外电路有很大关系，与变压器的正序（负序）电抗有很大区别。三、三相变压器的零序电抗和等效电路电力系统分析§5-4电力线路的零序电抗和等效电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题四电力线路的零序电抗和等效电路

§5.4知识点：§5.4重点：§5.4难点：电力线路的三序电抗影响电力线路零序电抗的因素电力线路的零序电抗第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题四电力线路的零序电抗和等效电路

电力线路正序电抗和负序电抗：三相导线经过换位，正序电抗等于负序电抗。电力线路零序电抗和等效电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题四电力线路的零序电抗和等效电路

1.“导线—大地”回路

2.

三相导线之间互感的影响互感起助磁作用

3.

平行线路的影响

平行线路互感起助磁作用第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题四电力线路的零序电抗和等效电路Ⅰ回线路

Ⅱ回线路互感

避雷线互感起去磁作用4.架空地线（避雷线）影响结论：X(0)=(2～5.5)X(1)，

在保护的近似计算中常取X(0)=3X(1)第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题四电力线路的零序电抗和等效电路互感电力系统分析§5-5电力系统各序网络的绘制第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

§5.5知识点：§5.4重点：§5.4难点：电力系统三序网络的绘制零序网络的绘制零序网络的绘制各序网络的绘制原则第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，查明各序电流的流通情况，凡是某序电流能流通的元件，必须包含在该序网络中，并用相应的序参数及等值电路表示。

三点：电源点、故障点、中性点；一通：通路即各序电流的通路。各序网络的绘制关键三点一通！第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

以某电力系统f点发生接地短路为例，来说明各序网络的制订方法(难度大例题！)f(1，1)~图5-20电力系统接线图~第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

以某电力系统f点发生接地短路为例，来说明各序网络的绘制方法(难度小例题！)第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

一、正序网络绘制正序网络就与计算对称短路时所用的等值网络类似。其绘制方法如下：1）故障点接入正序电压（

）。2）正序电动势为发电机电动势，流过正序电流的全部元件均用正序阻抗和等值电路表示。3）正序电流不流经的元件（中性点接地阻抗、空载线路、空载变压器等）不必画出。第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

一、正序网络绘制第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

二、负序网络绘制负序电流通过的元件与正序电流相同，因此，负序网络与正序网络结构基本相同。不同之处为：1）故障点接入负序电压（

）。2）发电机无负序电势，但可流通负序电流，应为短接。3）各元件的电抗用负序电抗表示。第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

二、负序网络绘制第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

三、零序网络绘制零序网络结构与正、负序网络不一样，而且元件参数也不同。零序网络的制作方法如下：1）故障点接入零序电压（

）。2）各元件电抗用零序电抗表示。3）绘出与故障点相连线路的零序等值电路。4）延伸到与线路相连的变压器：①对

（Yd）接线，不计变压器及其外部电路；②对（YNy）、（

YNd

）接线，计及变压器，但不及其外部电路；③对

（YNyn）接线，计及变压器，延伸网络。第五单元电力系统不对称短路的分析计算

课题五电力系统各序网络的绘制

三、零序网络绘制电力系统分析§5-6简单不对称短路的分析与计算（1）22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

22:14:12§5.6知识点：§5.6重点：§5.6难点：1.三种不对称短路故障点的边界条件2.三种不对称短路故障点的特征1.三种不对称短路故障点的边界条件2.三种不对称短路故障点的特征问题提出：第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

三序网络，三个方程，6个未知数？简单不对称短路的分析与计算思路：1）画序网图；2）求各元件序参数;3）在序网图中求序电流、序电压；4）利用叠加原定求各相电流、电压。22:14:12

一、单相接地短路

图5-24单相接地短路电路图1．列出故障边界条件或+=22:14:12+第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

一、单相接地短路

图5-24单相接地短路电路图2．新故障边界条件正序、负序、零序电流相等22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

一、单相接地短路

3．用复合序网法求解基准相的序电压和序电流（b）（a）图5-26单相接地短路时短路点的电流、电压相量图（a）电流相量图（b）电压相量图图5-25单相接地短路的复合序网f（1）复合序网为三网串联22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

一、单相接地短路

4．求解故障相电流和非故障相电压22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

零序电抗越大，非故障电压越高！

一、单相接地短路

小结：22:14:121）复合序网：三网串联2）序电流关系：3）正序电流：4）短路电流：第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

二、两相短路

1．列出故障边界条件=或22:14:12图5-27两相短路电路图第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

二、两相短路

2．新故障边界条件图5-27两相短路电路图f（2）没有零序分量3．用复合序网法求解基准相的序电压和序电流图5-28两相短路的复合序网f（2）复合序网为两网并联22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

二、两相短路

图5-28两相短路的复合序网4．求解故障相电流和非故障相电压22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

二、两相短路

（a）（b）

两相短路时短路点的电流、电压相量图a)

电流相量图

b)

电压相量图22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

二、两相短路

小结：22:14:121）复合序网：二网并联2）零序分量：无零序分量（即Ia0=0，Ua0=0）3）正序电流：

4）短路电流：

短路点电压：

第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

三、两相接地短路

1．列出故障边界条件+2．新故障边界条件22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

3．用复合序网法求解基准相的序电压和序电流f（1.1）复合序网为三网并联三、两相接地短路

22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

三、两相接地短路

4．求解故障相电流22:14:12第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

小结：三、两相接地短路

22:14:121）复合序网：三网并联2）序电压关系：3）正序电流：4）短路电流：第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（1）

电力系统分析§5-6简单不对称短路的分析与计算（2）第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

§5.6知识点：§5.6重点：§5.6难点：正序等效定则正序等效定则第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

观察正序电流表达式！◆三相短路短路电流（即正序电流）：◆不对称短路电流正序电流：比较

正序等效定则：电力系统中某点发生简单不对称短路时，短路点电流的正序分量，与其短路点加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等，这一重要的概念称为正序等效定则。

附加电抗四、正序等效定则的应用观察短路电流表达式！第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

四、正序等效定则的应用第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

四、正序等效定则的应用第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

四、正序等效定则的应用解：（1）计算各元件的各序电抗的标么值（2）绘制各序网等值电路，并化简各序网络第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

1.正序电路2.负序电路第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

第五单元电力系统不对称故障的分析计算

课题六简单不对称短路的分析与计算（2）

3.零序电路（3）计算各种不对称短路时的短路电流1）单相接地短路2）两相短路3）两相接地短路电力系统分析§5-7不对称短路网络中电压电流计算

第五单元电力系统不对称故障分析计算

课题七不对称短路网络中电压电流计算一、各序分量经变压器后的相位关系1.经Yy0联结变压器两侧正序、负序电压（电流）分别相位相同，即2.经Yd11（YNd11）联结变压器

第五单元电力系统不对称故障分析计算

课题七不对称短路网络中电压电流计算一、各序分量经变压器后的相位关系

2.经Yd11（YNd11）联结变压器

第五单元电力系统不对称故障分析计算

课题七不对称短路网络中电压电流计算二、非故障处电流、电压的计算

因为单相接地时故障点的正序、负序和零序电流相等，即

第