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1、1,8-1 简单不对称短路的分析8-2电压和电流对称分量经变压器后的相位变换8-3非全相断线的分析计算8-4应用节点阻抗矩阵计算不对称故障,第八章 电力系统不对称故障的分析和计算,2,8-1 简单不对称短路的分析,(1)基本原理与思路：基于序网电压平衡方程，利用短路点边界条件，求解故障点(口)各序电压、电流,(2)序网电压平衡方程：,概述：,(3)基本假设：(a)设A相为基准相(参考相)简单不对称故障的特殊相 f(1)f(a)；f(2)f(b-c)；f(1,1)f(b-c-g)(b)假设短路为金属性的(c)实用计算时不计元件电阻和对地导纳,3,8-1 简单不对称短路的分析,(1)边界条件：,(
2、2)复合序网：,一、单相接地短路：,4,8-1 简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,一、单相接地短路：,附加阻抗 Z(1),(4)故障(短路)口的各相电流,5,8-1 简单不对称短路的分析,一、单相接地短路：,(5)故障(短路)口的各相电压,6,8-1 简单不对称短路的分析,一、单相接地短路：,(6)故障(短路)口的电流电压相量图,(7)分析与结论,短路电流 If(1)=Ifa=m(1)Ifa(1)=3Ifa(1)Ig=3Ifa(0),(b)非故障相电压 幅值相等 Vfb=Vfc，幅值大小及相位差与 Xff(0)/Xff(2)有关,7,8-1 简单不对称短路的分析,二
3、、两相短路：,(1)边界条件：,(2)复合序网：,8,8-1 简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,二、两相短路：,附加阻抗 Z(2),(4)故障(短路)口的各相电流,9,8-1,二、两相短路：,(5)故障(短路)口的各相电压,(6)短路点相量图,(7)分析与结论,特别：,(b)短路电压：短路两相V相等，为非短路相的1/2 且相位相反。,(a)短路电流：,特别:,10,8-1 简单不对称短路的分析,(1)边界条件：,(2)复合序网：,三、两相接地短路：,11,8-1 简单不对称短路的分析,(3)故障(短路)口电流、电压序分量：,三、两相接地短路：,附加阻抗 Z(1,1)
4、,(4)故障(短路)口的各相电流,忽略电阻时：,12,8-1 简单不对称短路的分析,三、两相接地短路：,(5)故障口(短路点)各相电压,(6)故障口(短路点)电流电压相量图,13,8-1 简单不对称短路的分析,三、两相接地短路：,(7)分析与结论,短路电流If(1,1)=Ifa=m(1,1)Ifa(1)Ig=Ifb+Ifc=3Ifa(0),(b)m(1,1)、两故障相电流间的相位差与 Xff(0)/Xff(2)有关,14,8-1 简单不对称短路的分析,四、正序等效定则1、基本内容,15,8-1 简单不对称短路的分析,四、正序等效定则 2、附加阻抗和短路电流倍数,16,8-1 简单不对称短路的分
5、析,四、正序等效定则 3、应用正序等效定则计算t=0不对称短路的基本步骤,(1)计算正常运行状态，求取各电源的E0及点的Vf0(近似计算时直接令Vf0=1);(2)制订1、2、0 序等值网络，求取 Zff(1)、Zff(2)、Zff(0)(3)由 f(n)类型确定复合序网，并求取 Z(n)、m(n)(必要时，考虑过渡阻抗影响);(4)求f点串入Z(n)的 后面 f(3)时的短路电流，此即 f 点 f(n)时短路电流正序分量;(5)求故障口电流、电压的各序分量;(6)对称分量合成，求故障口各相电流和各相电压;(7)计算短路电流时，可直接运用 If(n)=m(n)I(n)fa(1),17,五、非故
6、障处电流、电压分布计算,各序电压分布的基本特点：V1：电源点最高，离短路点越近 越低；2.V2：短路点最高，离短路点愈远 愈低，电源点(内电抗后)降至V2 0；3.V0：短路点最高，离短路点愈远V0 愈低，YN,d 之侧母线降至 0；4.f(1)：短路点V2 和V0 反相；5.电压不对称程度主要由V2 决定。V2 越大，电压越不对称；离 f（n)点 越远，不对称 程度减弱；6.电流、电压 1、2 序分量经变压器，引起相位偏移，且1、2 序偏移 特点不同！,8-1 简单不对称短路的分析,18,六、非故障处电流、电压分布计算,8-1 简单不对称短路的分析,f(n)时短路电流、电压分布计算的基本步骤
7、：计算故障点电流、电压的各序分量；求各序电流、电压分量在各母线、各支路的分布 考虑变压器对各序电流、电压的相位偏移作用；(3)对各母线、各支路，将电流、电压各相序分量合成 各相电压、各相电流。,19,8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,概述:I、V 的各序分量经变压器后可能有相位偏移，与 T 绕组接线组别、相序分量性质有关,1、I、V 对称分量经YN,yn12/Y,y 12的相位变换,(1)、Y,y12,结论：,1、2序分量经Y,y12后没有相位变换；,0序分量不能通过Y,y12变压器,20,8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,1、I、V 对称分量经YN,yn12/Y,
8、y 12的相位变换,(2)、YN,yn12,结论：,1、2序分量经YN,yn12后没有相位变换；,0序分量经YN,yn12后没有相位变换；,21,8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,2、I、V 对称分量经 Y,d11 的相位变换,结论：,0序分量不能通过 Y,d11,1序分量经Y,d11，相位超前300,2序分量经Y,d11，相位滞后300,22,8-2 电压和电流对称分量经变压器后的相位变换,2、I、V 对称分量经 Y,d11 的相位变换,Y,d 变压器I、V 数量关系：,23,8-3 非全相断线的分析计算,概述：(1)断线故障称为 纵向故障一相断线、两相断线(2)原因操作、继电
9、保护动作、自然因素(3)分析目的：研究保护动作行为、电力系统稳定性研究等(4)思路与方法：对称分量分解与合成(叠加)原理 方法与简单短路分析同故障口：断口,非全相断线类型,故障口电压对称分量分解,特殊相：a相基准相(参考相),24,8-3 非全相断线的分析计算,系统等值序网,概述,故障口电压平衡方程：,25,8-3 非全相断线的分析计算,一、单相断线,(1)边界条件：,(2)复合序网：,26,(3)故障口电流、电压序分量：,(4)非故障相电流、故障相断口电压,一、单相断线,8-3 非全相断线的分析计算,27,二、两相断线：,(1)边界条件,(2)复合序网,8-3 非全相断线的分析计算,28,(
10、3)故障口电流,(4)故障相断口电压,二、两相断线,8-3 非全相断线的分析计算,电流序分量：,非故障相电流：,29,8-4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障 复杂电力系统简单不对称故障的计算,一、网络表示及变量约定：,30,8-4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,节点 i 正常运行电压,1、正序网络描述,故障口 F 与节点 i 之间的互阻抗,横向故障：,纵向故障：,(1)任意节点 i：,31,8-4,二、各序网络的电压方程式,1、正序网络描述,(2)故障口通式：,F口输入阻抗(自阻抗),F 与f 间的互阻抗,F 与 k 间的互阻抗,故障口 F
11、 开路电压,32,8-4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,1、正序网络描述,(3)横向故障口f k i.e.f o,(4)纵向故障口f k i.e.f f,对1、2、0 序 均成立！,33,8-4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,2、负序网络描述,(1)任意节点 i,(2)横向故障口f k i.e.f o,(3)纵向故障口f k i.e.f f,34,8-4 应用节点阻抗矩阵计算不对称故障复杂系统简单f(n)的计算,二、各序网络的电压方程式,3、零序网络描述,(1)任意节点 i,(2)横向故
12、障口f k i.e.f o,(3)纵向故障口f k i.e.f f,35,任一节点i的和：,故障口和：,三、横向不对称故障,1单相接地短路f(a),边界条件：,对称分量表示：,36,联立求解可得,支路ij的各序电流为,2两相短路接地f(b-c),边界条件：,对称分量法表示：,37,联立求解得,3两相短路f(b,c),故障口和：,38,四、纵向不对称故障,1、单相（a相）断开,边界条件:,与f(b-c)边界条件相似,2两相(b相和c相)断开,边界条件:,同f(a)边界条件相似,39,五、简单不对称故障的计算通式,故障口序电流：,正常运行时故障口开路电压：,横向故障：,纵向故障：,故障口相序输入阻抗：,横向故障：,纵向故障：,40,电流系数和附加阻抗：,串型故障、并型故障的概念：串型故障：复合序网为各相序等值网络的串联各相序电流相等、各相序电压相量和为0单相接地短路、两相断线故障；并型故障：复合序网为各相序等值网络的并联各相序电压相等、各相序电流相量和为0两相接地端路、两相短路、单相断线故障,41,小 结1、简单故障的边界条件和序网连接形式2、变压器对正负序电压和电流的相位影响3、正序等效定则的概念和物理意义4、纵向故障的边界条件和序网结构5、考虑过渡电阻影响的附加阻抗的计算,
