不对称短路故障分析课件

不對稱短路故障分析第一節：對稱分量法一、對稱分量法1.序阻抗第一節：對稱分量法二、對稱分量法在不對稱故障分析中的應用其中：第一節：對稱分量法2、對稱分量法在不對稱故障分析中的應用電力系統的正常運行一般是對稱的，它的三相電路、各相電流、電壓對稱，只有正序分量。當電力系統的某一點發生不對稱故障時，三相電路的對稱條件受到破壞，三相對稱電路也就成為不對稱的了。關鍵：故障點的不對稱是使原來的三相對稱電路變成不對稱的關鍵所在。在計算不對稱故障時，設法在一定條件下，把故障點的不對稱化為對稱的，使由故障破壞了對稱性的三相電路轉化成三相對稱電路，從而可以用單相電路進行計算。那如何把故障點的不對稱轉化為對稱的呢？這就用到了對稱分量法。第一節：對稱分量法當f點發生單相（a相）接地短路時，由於f點三相對地阻抗不相等，導致三相電壓和三相對地電抗不相等。將三相阻抗不相等處用三相不對稱的理想電壓源代替。將f點三相不對稱的電壓源分解為三組電壓對稱的電壓源，即正序、負序、和零序電壓。應用疊加原理分三次求解。分析：正序網路：各發電機電勢及短路點所加的電壓源都是三相對稱得正序電勢和電壓。而網路各元件的阻抗也是三相對稱，所以網路中各支路電流，各節點電壓必然是三相對稱的正序分量，不可能出現負序、零序分量。

所以可以採用單相分析法（以a相為例）。等值電勢等於端口f的對地開路電壓，亦即故障前f點的相電壓。

從f點看進去的等值阻抗。第一節：對稱分量法第一節：對稱分量法負序、零序網路分別都是三相對稱，可以採用單相分析法，且均為單口無源網路，可用等值阻抗表示。各序網的電壓方程式分別是：計算起始次暫態電流時用，電勢採用負序網路結構與正序網路相同，但發電機電勢為零，負序阻抗與正序阻抗不同。計算穩態電流時用，電勢採用計算暫態電流時用，電勢採用

第一節：對稱分量法分析不對稱故障暫態過程時，發電機的正序電抗與三相短路時相同。另外，根據邊界條件：第一節：對稱分量法所以:三序網串聯。由此可以計算出故障處f點各序電壓，序電流－>相電壓、相電流。第二節：序阻抗與各序網構成一、序阻抗發電機：正序負序（有阻尼）負序（無阻尼）零序正序負序零序輸電線路：變壓器：第二節：序阻抗與各序網構成正序＝負序＝零序：零序電壓施加在變壓器繞組的側或Y側時，無論另一側繞組的接線方式如何，變壓器中都沒有零序電流流通。1、變壓器零序等值電路與變壓器繞組接線方式關係。第二節：序阻抗與各序網構成(一)普通變壓器零序參數及等值電路（雙繞組）當在變壓器端點施加零序電壓時，其繞組中有無零序電流及零序電流的大小與變壓器三相繞組的接線方式和變壓器的結構密切相關。二、變壓器零序參數和等值電路零序電壓施加在時，大小相等，相位相同的零序電流將通過三相繞組經中性點流入大地，構成回路，但在另一側，零序電流流通情況則隨該側的接線方式而異。第二節：序阻抗與各序網構成(1)零序系統也是對稱三相系統其等值電路也可用一相表示三角形感應的電動勢以電壓降的形式完全降落在該側漏抗中，相當於該側繞組短接。一次星形側流過，二次側各繞組中將感應零序電動勢，但二次側中性點不接地。無通道。變壓器相當於空載。第二節：序阻抗與各序網構成(2)第二節：序阻抗與各序網構成(3)取決於外電路的連接。第二節：序阻抗與各序網構成2、零序電抗與變壓器鐵芯結構關係正序勵磁電抗一般很大，因為正序勵磁磁通都在鐵芯內部，磁阻較小。零序勵磁電抗與正序不一樣，取決於變壓器的結構。（1）、由三個單相變壓器組成的三相變壓器各相磁路獨立，正序、零序磁通都按相在其本身的鐵芯中形成回路。所以，各序勵磁電抗相等。第二節：序阻抗與各序網構成（2）、三相四柱式/三相五柱式零序磁通可以通過沒有繞組的鐵芯部分形成回路。第二節：序阻抗與各序網構成零序磁通只能通過箱壁構成回路，所以磁阻較大。（3）、三相三柱式較小，一般約為0.3到1.0第二節：序阻抗與各序網構成（4）、總結第二節：序阻抗與各序網構成3、中性點經阻抗接地變壓器流過正、負序電流時，三相電流之和為零，點N電位為0，接地阻抗無影響。

變壓器流過零序電流時，接地支路流經，中性點電位為所以，等值電路應以來表示。Note：中性點阻抗實際流過的電流。在三繞組變壓器中，為了消除三次諧波的影響，使變壓器的電動勢接近正弦波，一般總有一個繞組接成三角形。所以可以不計。第二節：序阻抗與各序網構成4、三繞組變壓器(1)、(2)

第二節：序阻抗與各序網構成(3)

Note:是等值電抗，而不是個繞組的漏電抗。自耦變壓器有電的聯繫，從等值電路中不能直接求取中性點的入地電流，而必須標出一、二次側的電流有名值。第二節：序阻抗與各序網構成5、自耦變壓器自耦變壓器一般連接兩個中性點接地系統。本身中性點接地。若有第三繞組則為三角形接地。(1)

中性點直接接地的自耦變壓器的零序等值電路及參數，等值電路與外電路連接，以及的處理與普通變壓器相同。中性點電流為：（a）（即中性點直接接地時）與及關係。(2)中性點經阻抗接地

第二節：序阻抗與各序網構成（b）時，為中性點電位，。第二節：序阻抗與各序網構成折算到一次側的一、二次端電壓間的電位差為：第二節：序阻抗與各序網構成(3)三繞組自耦變壓器a、第III繞組斷開b、第II繞組斷開c、第I繞組斷開第三節：序網構成（電力系統序網的建立）正序網、負序網：（1）忽略電阻。（2）負荷處理（3）正序網、負序網的區別是負序網沒有發電機電動勢。空載恒定阻抗零序網：（1）不包含電源電動勢。（2）由零序電流流經的電力設備構成的網路。第三節：序網構成（電力系統序網的建立）1、各種不對稱短路時故障處的短路電流、電壓將故障點的短路電流、對地電壓分解成對稱分量相應形成正序、負序零序網路。正序：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）負序：零序：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）根據三個序網的等值電路，寫出一般的三序電壓平衡方程忽略電阻，則：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）一、單相接地短路：（1）直接短路：邊界條件：以a相為基準相：所以三序網串聯。第三節：序網構成（電力系統序網的建立）計算故障處的短路電流，對地電壓各序分量第三節：序網構成（電力系統序網的建立）（2）經阻抗短路：邊界條件：以a相為基準相：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）二、兩相相間短路：（1）直接短路：邊界條件：複合序網為：正序網並聯，零序網空載。計算故障點短路電流對地電壓各序分量為：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）（2）經阻抗短路：邊界條件：複合序網為：計算故障點短路電流對地電壓各序分量為：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）三、兩相接地短路：（1）直接短路：邊界條件：複合序網為三序網並聯計算故障點短路電流對地電壓各序分量為：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）（2）經阻抗短路：邊界條件：複合序網如圖：計算故障點短路電流對地電壓各序分量為：短路點的正序分量電流與在短路點每相中加上一個附加阻抗而發生三相短路時的電流相等，這就是正序等效法則。（1）在求解各種不對稱故障的正序電流分量時，可用一普通的形式來表示綜合簡單橫向不對稱故障的分析計算可以得出以下幾點結論：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）四、幾點結論：故障類型附加阻抗

在簡單不對稱短路情況下，短路支路的正序電流，與在短路支路每一相中加入了外加阻抗而發生的三相短路電流相等。第三節：序網構成（電力系統序網的建立）（2）短路點故障相電流模值的絕對值總是與短路點的正序分量電流成正比，表示成：（3）關於基準相的選擇一般採用特殊相作為基準相特殊相：從是否直接發生故障的角度來講，即是指故障處與另兩相情況不同的那一相。如果故障涉及一相，則故障相就是特殊相，如果故障涉及兩相，則非故障相為特殊相。以特殊相為基準做出的複合序網最簡單。第三節：序網構成（電力系統序網的建立）（4）採用平均額定電壓作為各電壓級的基準值作為標么值計算，且變比為平均額定電壓之比。第三節：序網構成（電力系統序網的建立）2、非故障處電流、電壓計算分析網路中任意處的電流、電壓，必須先在各序網中求得該處電流和電壓的各序分量，再轉換成三相電流、電壓。一、計算各序網中任意處各序電流、電壓假設故障前空載計算各序網中任意處各序電流、電壓步驟：（1)根據複合序網求出故障點流出的各序短路電流。（2)根據複合序網分別計算出任一處的序電壓、電流。單電源系統採用各種不同類型短路時，各序電壓有效值的分佈具有一定的普遍性：第三節：序網構成（電力系統序網的建立）

a.越靠近電源，正序電壓數值越大。

越靠近短路點，正序電壓數