电力系统分析第章_001.ppt

1、第第10章章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路电力系统各元件的序阻抗和等值电路 本章内容本章内容10.1 对称分量法对称分量法 10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用 10.3 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗 10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗异步电动机的负序电抗和零序电抗 10.5 变压器的零序电抗变压器的零序电抗 10.6 架空输电线的零序阻抗架空输电线的零序阻抗 10.7 电缆线路的零序阻抗电缆线路的零序阻抗 10.8 电力系统的序网络电力系统的序网络 小结小结本章提示本章提示l对称分量法介绍；对称分量法介绍；l提出对称

2、分量法在电力系统不对称故障分析中的提出对称分量法在电力系统不对称故障分析中的应用；应用；l介绍了发电机及异步电动机的负序和零序电抗；介绍了发电机及异步电动机的负序和零序电抗；l介绍了常见变压器、输电线及电缆的零序电抗；介绍了常见变压器、输电线及电缆的零序电抗；l以各元件的序阻抗为基础，提出电力系统序网络以各元件的序阻抗为基础，提出电力系统序网络的绘制方法。的绘制方法。10.1 10.1 对称分量法对称分量法 将一组不对称的三相相量分解为三组将一组不对称的三相相量分解为三组对称的三相相量，或者将三组对称的三对称的三相相量，或者将三组对称的三相相量合成为一组不对称的三相相量的相相量合成为一组不对称

3、的三相相量的方法。方法。10.1 10.1 对称分量法对称分量法对称分量法对称分量法10.1 10.1 对称分量法对称分量法对称分量法对称分量法10.1 10.1 10.1 10.1 对称分量法对称分量法对称分量法对称分量法图中三组对称的相量合成得三个不对称相图中三组对称的相量合成得三个不对称相量。写成数学表达式为：量。写成数学表达式为：或简写为：或简写为：其逆关系为：其逆关系为：10.1 10.1 对称分量法对称分量法对称分量法对称分量法对于三相对称的元件，各序分量是独立的。对于三相对称的元件，各序分量是独立的。设输电线路末端发生了不对称短路设输电线路末端发生了不对称短路线路上流过三线路上流

4、过三相不对称的电相不对称的电流，则三相电流，则三相电压降也是不对压降也是不对称的称的 10.210.210.210.2对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用 10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用元元件件的的序序阻阻抗抗，即即该该元元件件通通过过某某序序电电流流时时，产生相应的序电压与该序电流的比值；产生相应的序电压与该序电流的比值；静静止止的的元元件件，如如线线路路、变变压压器器等等，正正序序和和负负序阻抗相等；序阻抗相等；对对于于旋旋转转设设备备，各各序序

5、电电流流会会引引起起不不同同的的电电磁磁过程，三序阻抗总是不相等的。过程，三序阻抗总是不相等的。10.210.210.210.2对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用 应用对称分量法将故障处电压分解为正序、负序、应用对称分量法将故障处电压分解为正序、负序、零序三组对称分量。零序三组对称分量。故障网络故障网络分解为三分解为三个独立的个独立的序网：序网：正序网正序网负序网负序网零序网零序网 10.210.210.210.2对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在

6、不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用 正序网正序网：包含发电机的正序电源电势和故障点正序电压分量，网：包含发电机的正序电源电势和故障点正序电压分量，网络中通过正序电流，对应的各元件阻抗皆为正序阻抗；络中通过正序电流，对应的各元件阻抗皆为正序阻抗；负负序序网网：只只有有故故障障点点电电压压的的负负序序电电势势，网网络络中中通通过过负负序序电电流流，对对应的各元件阻抗为负序阻抗。应的各元件阻抗为负序阻抗。零零序序网网：只只有有故故障障点点电电压压的的零零序序电电势势，网网络络中中通通过过零零序序电电流流，对对应的各元件阻抗为零序阻抗。应的各元件阻抗为零序阻抗。中性线电流中性线电

7、流为三倍零序为三倍零序电流，故在电流，故在单相零序网单相零序网中接入中接入 的接地阻抗的接地阻抗 10.210.210.210.2对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用对称分量法在不对称故障分析中的应用 10.3 10.3 同步发电机的负序和零序电抗同步发电机的负序和零序电抗在工程计算中，同步发电机在工程计算中，同步发电机零序电抗零序电抗的变化范围为：的变化范围为：如如果果发发电电机机中中性性点点不不接接地地，不不能能构构成成零零序序电电流流的的通通路路，此此时时其零序电抗为无限大其零序电抗为无限大同同步步发发电电机机的的负负序序

8、电电抗抗一一般般由由制制造造厂厂提提供供，也也可可按按下式估算下式估算：无阻尼绕组的水轮发电机：无阻尼绕组的水轮发电机：汽轮发电机及有阻尼绕组的水轮发电机：汽轮发电机及有阻尼绕组的水轮发电机：10.4 10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗异步电动机的负序电抗和零序电抗 负序阻抗：负序阻抗：零序电抗：零序电抗：由由于于异异步步电电动动机机的的三三相相绕绕组组通通常常接接成成三三角角形形或或不不接接地地的的星星形形，无无零零序序电电流流的的通通路路，因因而零序电抗数值为无限大。而零序电抗数值为无限大。10.5 10.5 10.5 10.5 变压器的零序电抗变压器的零序电抗变压器的零序电抗变压器

9、的零序电抗正序电抗：即稳态运行时变压器的等值电抗正序电抗：即稳态运行时变压器的等值电抗负序电抗：其值与正序电抗相等。负序电抗：其值与正序电抗相等。对于静止元对于静止元件，二者总件，二者总是相等的是相等的10.5 变压器的零序电抗变压器的零序电抗10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器 不计绕组电阻和铁芯损耗不计绕组电阻和铁芯损耗 其中其中 、分别为两侧绕组漏抗，分别为两侧绕组漏抗，为零序励为零序励磁电抗。磁电抗。零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星形侧，变压器中无零序电流流通形侧，变压器中无零序电流流通 10.5 10.5 10.

10、5 10.5 变压器的零序电抗变压器的零序电抗变压器的零序电抗变压器的零序电抗10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器1.接线变压器接线变压器10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器2.2.接线变压器接线变压器3.3.，接线变压器接线变压器如如果果二二次次侧侧除除接接地地的的中中性性点点外外，没没有有其其它它接接地地点点，此此时零序电抗的计算与时零序电抗的计算与 相同。相同。其中：其中：x为外电路接地电抗。为外电路接地电抗。10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器如果二次侧另外有一个接地点如果二次侧另外有一个接地点 YN YN，ynyn接线变压器零序等值电路

11、接线变压器零序等值电路 10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器 的数值主要决定于变压器的铁芯结构。的数值主要决定于变压器的铁芯结构。三三个个单单相相变变压压器器组组成成的的三三相相变变压压器器，三三相相四四柱柱式式或或（五五柱柱式式）变变压压器器以以及及铁铁壳壳式式变变压压器器,可可以以近近似似认认为：为：10.5.1 10.5.1 双绕组变压器双绕组变压器 对于三相三柱式变压器，磁通路径磁阻大，零序电对于三相三柱式变压器，磁通路径磁阻大，零序电抗较小，一般需经试验方法求得零序励磁电抗。抗较小，一般需经试验方法求得零序励磁电抗。10.5.2 10.5.2 三绕组变压器的零序电抗三

12、绕组变压器的零序电抗 1.1.接线变压器接线变压器 可以忽略其零序可以忽略其零序励磁电抗励磁电抗10.5.2 10.5.2 10.5.2 10.5.2 三绕组变压器的零序电抗三绕组变压器的零序电抗三绕组变压器的零序电抗三绕组变压器的零序电抗 2.2.接线变压器接线变压器 如没有另一接地点，变压器的零序电抗与如没有另一接地点，变压器的零序电抗与 相同相同 （10.1310.13）如如侧侧另另有有一一对对地地电电抗抗为为x x的的接接地地点点,零零序电抗为：序电抗为：10.5.2 10.5.2 10.5.2 10.5.2 三绕组变压器的零序电抗三绕组变压器的零序电抗三绕组变压器的零序电抗三绕组变压

13、器的零序电抗 3.3.接线变压器接线变压器10.5.3 10.5.3 自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗 自自耦耦变变压压器器中中两两个个有有直直接接电电气气联联系系的的自自耦耦绕组，一般用来联系两个直接接地系统绕组，一般用来联系两个直接接地系统两两个个自自耦耦绕绕组组共共用用一一个个中中性性点点和和接接地地线线，如果有第三绕组，一般接成三角形。如果有第三绕组，一般接成三角形。10.5.3 10.5.3 10.5.3 10.5.3 自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗 1.1.中性点直接接地的中性点直接接地的 和和 接线自耦变压器接线自耦变压器

14、 零序零序电抗的求解与普通的抗的求解与普通的变压器相同器相同。2.2.中中性性点点经经电电抗抗接接地地的的 和和 接接线线自自耦变压器耦变压器当自耦变压器的中性点经电抗接地时，两个绕组的当自耦变压器的中性点经电抗接地时，两个绕组的零序电流要影响中性点电位，其值为零序电流要影响中性点电位，其值为10.5.3 10.5.3 10.5.3 10.5.3 自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗 （1 1）接线的自耦变压器接线的自耦变压器折算到一次侧的等值零序电抗折算到一次侧的等值零序电抗如果如果中性点经电抗接地，折算到一次侧的零序等值电抗为中性点经电抗接地，折

15、算到一次侧的零序等值电抗为：10.5.3 10.5.3 10.5.3 10.5.3 自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗 10.5.3 10.5.3 10.5.3 10.5.3 自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗自耦变压器的零序电抗 从变压器从变压器I I侧观察到的零序等值电抗的有名值为：侧观察到的零序等值电抗的有名值为：（2 2）中性点经电抗接地的）中性点经电抗接地的 自耦变压器自耦变压器10.6 10.6 架空输电线的零序阻抗架空输电线的零序阻抗输电线的正、负序阻抗及等值电路完全相同。输电线的正、负序阻抗及等值电路完全相

16、同。研研究究零零序序阻阻抗抗，必必须须考考虑虑大大地地（或或架架空空地地线线）的影响。的影响。10.6.1 “导线大地导线大地”回路的自阻抗与互阻抗回路的自阻抗与互阻抗 1.1.“单导线大地单导线大地”回路回路单导线大地回路单位长度的自阻抗为：单导线大地回路单位长度的自阻抗为：“单导线大地大地”回路回路 10.6.1 10.6.1 “导线大地导线大地导线大地导线大地”回路的自阻抗与互阻回路的自阻抗与互阻回路的自阻抗与互阻回路的自阻抗与互阻抗抗抗抗2.2.“双双导线大地大地”回路回路 双回路间单位长度的互阻抗为：双回路间单位长度的互阻抗为：10.6.2 单回路架空输电线的零序阻抗单回路架空输电线的零序阻抗 零序电抗为：10.6.3 双回路架空输电线的零序阻抗双回路架空输电线的零序阻抗 两平行回路间的互阻抗：两平行回路间的互阻抗：经过完全换位后，第二回路对第一回路经过完全换位后，第二回路对第一回路a a相的互阻抗为：相的互阻抗为：两两回回路路间间的的距距离离愈愈小小，回回路路间间的的互互感感抗抗愈愈大大，使使每每回回输输电电线线的的零零序序等等值电抗愈大。值电抗愈大。式中，式中，称为两个回