牵引变电所负序电流及其影响计算.ppt

第七章第七章 牵引变电所负序电流及其影响计算牵引变电所负序电流及其影响计算§7.1 负序电流 一、牵引负荷的特点：单相的、移动的、时刻变化的 对电力系统的运行会产生不良的影响： 1.在三相电力系统中产生随机波动的负序电流； 2.牵引负荷的功率因数低； 3.整流型电力机车产生的谐波电流会进入电力系统 二、单相负荷在电力系统中引起的负序电流任意一个不平衡负荷都可用对称分量法分为正序、 负序和零序三组对称分量对牵引供电系统来说，因为 牵引变压器二次侧都采用三角形或不完全三角形接线， 所以零序电流无法流通，也就是说不会产生零序分量 所以牵引供电系统产生的不平衡负荷对电力系统的影响 ，就是负序电流对称分量法对于三相系统，任意不对称的三相相量(电流 、电压等)，可分解为三组对称分量正序(A-B-C)零序(同相)负序(A-C-B)下标1表示正序 下标2表示负序 下标0表示零序即：根据对称分量的相位关系，可引入一个表示相 量之间相位关系的运算符号“a”，定义为：复数运算符号(1)式运算符号a的特性矢量图运算特性引入a 后，各组序分量的三相相量间的关系通常以A相为基准相量正序：负序：零序：将以上关系代入(1)式得：其逆关系为：可将已知的不对称相量分解得到各序对称分量； 或者已知各序对称分量，可合成得到不对称相量。

对称分量法从数学上讲就是两种坐标系统中变 量的变换及逆变换： 即A、B、C坐标系统中三个变量和对称分量的 012坐标系统的三个变量之间的变换和逆变换 对称分量是实际存在的，并且是可以测量出来 的，例如，零序电流是各种短路故障中必然存 在的电流分量，三相系统中各相负荷不相同将 出现负序分量单相负荷在电力系统中引起的电流根据对称分量法：负荷电流由于负荷电流而在 电力系统中引起的电流按对称关系和相序可得另外两相电流：单相负荷在电力系统中引起的不对称度，用不 对称系数表示：正序功率和负序功率相关结论：1.正序有功功率=单相负荷的有功功率2.负序有功功率=03.单相负荷的正序视在功率=其负序视在功率=负荷的视在功率牵引变电所负序电流负序电流的一般表达式用系统变换的方法研究牵引变电所负序的一般 表达式，同时将并联无功补偿系统PRC (Parallel Capacitor Compensation)作为独立端 口与牵引负荷端口做分别考虑一次) 电力系统牵引 变电所牵引系统并联无功补偿牵引变电所是联结两侧系统的变换单元设电力系统足够强大，即认为提供的电压是三 相对称的，并取A相电压为基准，则：定义设 滞后 为 则取端口p的电流滞后端口电压为 角，则：由于牵引侧任一端口单独运行时都不在三相电 力系统中产生零序电流，则由端口电流造成的 三相电流满足：再由功率守恒原理(电压取共轭)，得：此式左乘复数变换阵得：由上式可求出： 并用叠加原理可得n个单相端口电流共同作用 时的原边三相电流：由此，利用对称分量法可分解出正、序电流，并代入端口电流表达式可得正、负序电流通用表达式可求出通用三相系统的正、序视在功率表达式 ：由此可得如下结论： 1.牵引负荷通过三相系统的正序功率可分为有 功功率和无功功率两部分，即：其量值仅取于端口负荷的性质及其大小的代数和， 与牵引变压器的接线方式无关， 也与负荷在端口的分布方式无关。

2.各端口负荷在三相系统造成的负序功率，不 仅与各端口负荷的功率因数角有关，还因端口 接线角的不同而不同，也就是说也负荷在各端 口上的分布方式及牵引变压器的接线方式有关 3.负荷占三相系统的总容量，将因正序无功功 率和负序功率的存在而增大，同时负序功率的 存在还使总功率的瞬时值随时间脉动，使三相 系统设备容量利用率下降牵引变电所的负序特性1.单相的端口作用时的负序特性：给定端口负荷时产生的负序功率为：这说明，对另一端口l，(p≠l)，只要负序功率 与所在端口无关当单相的端口负荷功率给定时，不论牵引变压器接线方式如何， 不论如何变换所选端口，均产生相同的负序功率 也就是说，为降低纯单相负荷产生的负序功率或负序电流， 而选择牵引变压器的接线方式是无效的2.两个单相负荷同时作用时的负序特性牵引供电系统通常有两个相异相位的单相牵引 端口，且端口电压模值相等此时用负序电流 通用表达式分析牵引变电所的负序特性令此式中负序电流为零，得：显然，当 时，端口的接线角的任何选择，均不能使上式成立 当两臂负荷大小不等时， 无论采用何种接线方式的牵引变压器均不能自行彻底消除负序， 此时恒有剩余负序电流存在。

只有当 ，和时，才能使负序电流为零 但对于随机波动性较大的牵引负荷， 的几 率几乎不存在，因此，只要有牵引负荷存在， 就总有剩余负序电流注入电力系统若不考虑两臂负荷的功率因数角的差异，则 只需 ，即两臂(端口)电压相量垂直 ，此时剩余负序电流为：定义：单位负序电压 全负序相量图（1）分析各种接线方式牵引变电所合成负序电流（ 或负序功率）平均负序电流：静态法有效负序电流：动态法用途（2）研究负序电流在电网中的分布 （3）导出实用的全负序相量图 （4）分析PRC系统对牵引负荷产生的负 序电流（或功率）的补偿作用实用全负序相量图。