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电力系统不对称故障的分析计算
22页1、第八章 电力系统不对称故障的分析计算主要内容提示:电力系统中发生的故障分为两类:短路和断路故障。短路故障包括:单相接地短路、两相短路、三相短路和两相接地短路;断路故障包括:一相断线和两相断线。除三相短路外,均属于不对称故障,系统中发生不对称故障时,网络中将出现三相不对称的电压和电流,三相电路变成不对称电路。直接解这种不对称电路相当复杂,这里引用120对称分量法,把不对称的三相电路转换成对称的电路,使解决电力系统中各种不对称故障的计算问题较为方便.本章主要内容包括:对称分量法,电力系统中主要元件的各序参数及各种不对称故障的分析与计算。81 对称分量法及其应用利用120对称分量法可将一组不对称的三相量分解为三组对称的三序分量(正序分量、负序分量、零序分量)之和。设为三相系统中任意一组不对称的三相量、可分解为三组对称的三序分量如下:图 8-1 三序分量Fc(0) 零序Fb(0) Fa(0) 120120120正序Fb(1) Fa(1) Fc(1) 120120120负序Fa(2) Fc(2) Fb(2) 三组序分量如图81所示。正序分量: 、三相的正序分量大小相等,彼此相位互差120,与系统
2、正常对称运行方式下的相序相同,达到最大值的顺序abc,在电机内部产生正转磁场,这就是正序分量。此正序分量为一平衡的三相系统,因此有:=0。负序分量:、三相的负序分量大小相等,彼此相位互差120,与系统正常对称运行方式下的相序相反,达到最大值的顺序acb,在电机内部产生反转磁场,这就是负序分量。此负序分量为一平衡的三相系统,因此有:=0。零序分量:、三相的零序分量大小相等,相位相同,三相的零序分量同时达到最大值,在电机内部产生漏磁,其合成磁场为零。这就是零序分量.如果以a相为基准相,各序分量有如下关系:其中 于是有: 缩写:FsFs s s为对称分量法的变换矩阵,s 1为对称分量的逆变换矩阵。于是有Fs -1F 展开式为:把对称分量法用于电力系统中,和120两种坐标系的互化,电压和电流的变换为:IsI Is 1I UsU Us 1UT图 8-2 简单系统单相接地故障图k(1)G电力系统正常运行时,三相电路的参数相同,只有正序分量。当电力系统发生不对称故障时,三相电路的条件受到破坏,三相对称电路变成不对称电路.但是,除了故障点出现不对称外,电力系统的其余部分仍旧是对称的.可见,故障点的不对
3、称是使原来三相对称电路就为不对称的关键,因此,在计算不对称故障时必须抓住这个关键,设法在一定条件下,把故障点的不对称转化为对称,此时,可用对称分量法,将实际的故障系统变成三个互相独立的序分量系统,而每个序分量系统本身又是三相对称的,从而就可以用单相电路进行计算了。图 8-3 简化三序网图零序k(0)Z0Ia0Ua0正序k(1)Ia1Z1Ea1Ua1负序k(2)Z2Ia2Ua2如图8-2所示的简单系统发生单相接地短路故障。应用对称分量法,可绘出三序网图(三序等值电路图),如图83所示为最简化的三序网图,三序网的参数可分为正序、负序、零序参数。图中、分别为正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗。列出电压方程:电力系统的三序网指正序网、负序网、和零序网。在正序网中,正序电动势就是发电机电动势,流过正序电流的全部元件的阻抗均用正序阻抗表示,短路点的电压为该点的正序电压。在负序网中,没有电源电动势,流过负序电流的全部元件其阻抗均用负序阻抗表示,短路点的电压为该点的负序电压.在零序网中,也没有电源电动势,仅有零序电流能够流通的那些元件的零序阻抗,短路点的电压为该点的零序电压.正序网与负序网其形式基本相同,仅
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