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76. 第四章第五节:短路电流计算(二)
2021-09-17 | 阅:  转:  |  分享 
  
(1)正序分量

三相量大小相等,彼此相位互差120(,且与系统在正常对称运行方式下的相序相同,这就是正序分量。此正序分量为一平衡三相系统,正序分量通常又称为顺序分量。

在正序分量中恒有下列关系:

(4-5-19)

式中

显然存在

(4-5-20)

(2)负序分量

三相量大小相等,彼此相位互差120(,且与系统在正常对称运行方式下的相序相反,这就是负序分量。负序分量亦为一平衡三相系统。负序分量通常又称为逆序分量。

在负序分量中恒有下列关系:



(3)零序分量由大小相等,而相位相同的相量组成。

在任意给定的三组对称分量中,分别把各相的三个对称分量叠加起来,组成一个三相系统,即



(4-5-23)





由上式即可得对称分量之值为



(4-5-24)



通常简单地把、、称为正序、负序和零序分量,它们都是以相为参考相(基准相)的各序分量。以后凡不加以说明都是指以相为参考相。

在许多情况下,还需要求解网络中某些支路上的电流及网络中某些节点上的电压。故在求得故障点的各序电流及各序电压以后,需进一步求出各序网络中各有关支路的各序电流和各有关节点的各序电压。把同一支路的各序电流按相相加,即得该支路的各相电流;将同一节点的各序电压按相相加,即得到该节点的各相电压。

应用对称分量法计算系统的不对称故障,其步骤大致如下:

(1)计算电力系统各元件的各序阻抗;

(2)制订电力系统的各序网络;

(3)由各序网络和故障条件列出对应方程;

(4)从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量,将相应的各序分量相加,以求得故障点的各相电流和各相电压;

(5)计算各序电流和各序电压在网络中的分布,进而求出各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压。

2.序阻抗的基本概念

所谓某元件的正序阻抗,系指仅有正序电流通过该元件(这些元件三相是对称的)时所产生的正序电压降与此正序电流之比。

设正序电流通过某元件产生的一相的压降为

正序阻抗,负序阻抗,零序阻抗

元件的三序阻抗完全不同。

电力系统中任何静止元件只要三相对称,当通入正序和负序电流时,由于其它两相对本相的感应电压是一样的,所以正序阻抗与负序阻抗相等。

在通入零序电流时,由于三相电流同相,相间的互感影响不同(对于变压器来讲,零序阻抗与变压器的结构及绕组的连接方式有关),因而零序阻抗和正序(负序)阻抗不同。

如果各相之间不存在互感,且中线阻抗为零,那么正序(负序)阻抗就和零序阻抗相等。

对于架空输电线、电缆、变压器有。对于由三个单相电抗器、电容器组成的三相电抗器、电容器以及由三个单相变压器构成的三相变压器组(如果零序电流能够流通)则有。

对于旋转元件,如发电机和电动机,各序电流分别通过时,将引起不同的电磁过程:

正序电流产生与转子旋转方向相同的旋转磁场;

负序电流产生与转子旋转方向相反的旋转磁场;

零序电流产生的磁场则与转子的位置无关。

因此旋转元件的正序、负序和零序阻抗互不相等。

3.同步发电机的序阻抗

同步发电机正常对称运行时,只有正序电流存在,电机的参数就是正序参数。稳态时用的同步电机电抗、

过渡过程中用的、以及、都属于正序阻抗。

汽轮发电机和有阻尼绕组的凸极电机可按

在近似计算时也可当作

对无阻尼绕组的凸极电机

同步电机零序电流产生的磁链在空气隙中之和等于零,所以零序电抗与转子位置无关,但漏磁与定子形式关系密切,通常情况下

以上参数均忽略电机磁饱和的影响,并认为在短路过程中、、恒定不变。

4.负荷的序阻抗

在负荷中,异步电动机占较大的比重,因此负荷阻抗可以近似地取异步电动机各序的阻抗。

正常运行时负荷的正序阻抗以额定容量为基准的标么值约为。在短路时,当计算稳态短路电流时通常可取;在计算次暂态电流时次暂态电势可取,。

异步电动机的负序阻抗可取,为了简化计算出可以仅取电抗部分。

因为电动机一般中性点不接地,所以不考虑其零序电抗。

5.变压器的序阻抗

变压器的负序电抗与正序电抗相等。

变压器零序电抗则与变压器绕组的连接方式、中性点是否接地、变压器的结构(单相、三相及铁心的结构形式)有关。



a)Yn,d联结变压器

由于变压器每组绕相中感应的零序电动势是同相位而且大小相等,所以零序电流在三角形中流通,形成一合回路,在三角形外电路中则没有零序电流,因而在等效电路中零序电流通过绕组Ⅰ的漏抗,绕组Ⅱ的漏抗。等效电路中Ⅱ绕组一端短接只是表明它是零序电流的闭合回路而不是表示Ⅱ绕组的一端接地。零序电流在中的电压降与变压器励磁电抗中的电压降相等。

零序电抗为



Yn,yn联结的变压器要在Ⅱ绕组中通过零序电流,其外电路必须要有接地的中性点。如果没有则它的零序等效电路就与Yn,y联结相同。相当于Ⅱ绕组与外电路断开。Yn,y联结变压器的零序电抗为



双绕组变压器两个绕组的漏抗标么值几乎相等,并等于短路电压百分数(或标么值)的一半,一般可以当作励磁电抗支路断开。

对于三相三柱式变压器,由于零序磁通需经过空气隙与油箱外壳,因为磁阻大所以零序电抗较小,通常可认为零序励磁电抗标么值在0.3~1.0的范围内。



Yn,d,y联结三绕组变压器,绕组Ⅲ是开路的,所以零序电抗为



Yn,d,yn联结的变压器。在绕组Ⅲ中若通过零序电流,则在零序网络中必须有外部电流通路。



Yn,d,d联结的变压器,绕组Ⅱ和Ⅲ中的电压降相等可以并联,零序电抗为

















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(本文系启智职教的...原创)