1、第七章不对称故障分析7.1 7.1 对称分量法在不对称短路计算中的应用对称分量法在不对称短路计算中的应用 系统中发生最多的故障是不对称故障，即单系统中发生最多的故障是不对称故障，即单相短路、两相短路、单相断线等，与三相比最大相短路、两相短路、单相断线等，与三相比最大的区别就是不对称故障时三相电路时不对称的，的区别就是不对称故障时三相电路时不对称的，因此不能采用前面的因此不能采用前面的“对称相分析法对称相分析法”分析。采分析。采用将不对称问题用将不对称问题 对称对称 化的处理方法化的处理方法 正序分量正序分量零序分量零序分量负序分量负序分量合成合成 正序分量三相量大小相等，互差正序分量三相量大小
2、相等，互差1200，且与系统，且与系统正常运行相序相同。正常运行相序相同。超前超前 120 负序分量三相量大小相等，互差负序分量三相量大小相等，互差1200，且与系统，且与系统正常运行相序相反。正常运行相序相反。滞后滞后 120 零序分量三相量大小相等，相位一致。零序分量三相量大小相等，相位一致。0002222211121,acbacabacabFFFFaFFaFFaFFaF120jea 逆时针旋转逆时针旋转1201200 0正序负序零序引入因子一、对称分量法一、对称分量法 三相量用三序量表示三相量用三序量表示 三序量用三相量表示（以三序量用三相量表示（以a为基准相）为基准相）02210210
3、212021021aaaccccaaabbbbaaaaFFaFaFFFFFFaFaFFFFFFFFcbaaaaFFFaaaaFFF111113122021abcFSF12011111221aaaaS1201FSFabcS可逆三组对称向量经合成得到三组对称向量经合成得到一组不对称向量一组不对称向量一组不对称向量可唯一地一组不对称向量可唯一地分解成三组对称向量分解成三组对称向量对称分量对称分量变换矩阵变换矩阵电压和电流都可以进行这电压和电流都可以进行这样的变换和逆变换样的变换和逆变换 如果在电力系统某处发生不对称短路，如果在电力系统某处发生不对称短路，尽管除了短路点外的三相系统参数都是对尽管除了短
4、路点外的三相系统参数都是对称的，但是短路电压和短路电流都将是不称的，但是短路电压和短路电流都将是不对称的，所以均可以通过对称变换将电流对称的，所以均可以通过对称变换将电流和电压变为对称的处理。和电压变为对称的处理。如图所示，简单电路中，如图所示，简单电路中，c 相断开，流相断开，流过其他两相的电流如图所示，试以过其他两相的电流如图所示，试以a相电流相电流为参考量，计算线电流的对称分量。为参考量，计算线电流的对称分量。解：求a相上的各序分量cbaaaaFFFaaaaFFF1111131220213078.5)0)120180(10010(31)(3121cbaaIaIaIIcbaaaaFFFaa
5、aaFFF1111131220213078.5)0)240180(10010(31)(3122cbaaIaIaII0)018010010(31)(310cbaaIIII可得可得bc相上的各序分量相上的各序分量15078.51bI15078.52bI00bI9078.51cI9078.52cI00cI 零序电流分量为零序电流分量为0，三个线电流中不含零，三个线电流中不含零序分量。虽然序分量。虽然c相电流为零但是分解后的对相电流为零但是分解后的对称分量却是不为称分量却是不为0的，当然对称分量之和仍的，当然对称分量之和仍为为0。其他的对称分量之和也等于原来的值，。其他的对称分量之和也等于原来的值，对
6、称分量法实质上是一种叠加法，所以只能对称分量法实质上是一种叠加法，所以只能用在线性系统中用在线性系统中 电力系统不对称分量的特点：电力系统不对称分量的特点：1）不对称短路时，电源电压保持对称，除短路点外其他部）不对称短路时，电源电压保持对称，除短路点外其他部分参数是对称的，短路点的电压电流三相参数不再对称，可分参数是对称的，短路点的电压电流三相参数不再对称，可分解为正序负序和零序三组分量分解为正序负序和零序三组分量 2）只有三相电流之和不等于零时，才存在零序电流。在三）只有三相电流之和不等于零时，才存在零序电流。在三角形接线三相三相星形接线，即时三相电流不对称，也总有角形接线三相三相星形接线，
7、即时三相电流不对称，也总有三相电流之和为三相电流之和为0，所以不存在零序。只有在中线或中性点，所以不存在零序。只有在中线或中性点接地三相系统中才可能出现零序。接地三相系统中才可能出现零序。3）相电压中可以存在零序电流，线电压中不存在零序电流。）相电压中可以存在零序电流，线电压中不存在零序电流。有良导体架空地线的单回线路C、正序、负序和零序均无影响A、0 B、U，计算各元件的各序电抗的标幺值，计算结果标于各序网络图中三、对称分量法在不对称短路计算中的应用A、正序、负序无影响，零序减小4、三相三柱式变压器，三序参数的关系（）D 短路电流大于三相短路电流一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗Zn
8、接地。无架空地线和有架空地线单回输电线路的零序阻抗那个大？A BYY12连接的变压器不发生相位移动。C D尚难确定零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：Xm0=0.2、用对称分量法分析计算各序分量具有独立性，则此电路应为（）1 对称分量法在不对称短路计算中的应用二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念静止的三相电路元件序阻抗静止的三相电路元件序阻抗cbaccbcacbcbbabacabaacbaIII ZZZZZZZZZVVVabcabcZIV1201201120IZISZSVsc1 SZSZsc称为序阻抗矩阵称为序阻抗矩阵自阻抗相间互阻抗当通过三相不对称电流时，产生的压降也是不对称的当通过三相不对称电流
9、时，产生的压降也是不对称的变换为对称分量 当元件参数完全对称时当元件参数完全对称时二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念mcabcabsccbbaazzzzzzzz 0210000002000000ZZZZZZZZZZmsmsmssc120120IZVsc000222111aaaaaaIZVIZVIZV结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独结论：在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。立性，因此，可以对正序、负序、零序分量分别进行计算。正序阻抗负序阻抗零序阻抗二、序阻抗的概念二、序阻抗的概念 序阻抗元件三相参数对称时，元件两端某
10、一序的电压降与序阻抗元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。通过该元件的同一序电流的比值。000222111/aaaaaaIVZIVZIVZ正序阻抗正序阻抗负序阻抗负序阻抗零序阻抗零序阻抗 在三相对称元件中（线路，变压器，电机等）流过三相在三相对称元件中（线路，变压器，电机等）流过三相正序电流，在元件上产生的压降也是三相正序的，流过负序正序电流，在元件上产生的压降也是三相正序的，流过负序和零序，在元件上产生的压降负序和零序的，对于三相对称和零序，在元件上产生的压降负序和零序的，对于三相对称元件的不对称电压电流计算问题，可分解成三组分别计算，元件的不对称电压电流
11、计算问题，可分解成三组分别计算，由于每组分量对称，实际可只分析一相即可。由于每组分量对称，实际可只分析一相即可。电力系统视元件的结构不同，各序阻抗也不相同。电力系统视元件的结构不同，各序阻抗也不相同。三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗一台发电机接于空载线路，发电机中性点经阻抗Z Zn n接地。接地。a a相发生单相接地相发生单相接地000000ccbbaaIVIVIV 单相接地短路哪些已知条件？哪些已知条件？故障点出现了不对称情况，故障点出现了不对称情况，其余地方参数仍对称。其余地方参数仍对称。如何将如何将不
12、对称不对称转化成转化成对称？对称？三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 a a相接地的模拟相接地的模拟000000ccbbaaIVIVIV 短路的等效处理：短路的等效处理：在短路点接入一组三相不对称电源，各相电在短路点接入一组三相不对称电源，各相电源与图中不对称电压大小相等、方向相反。这样源与图中不对称电压大小相等、方向相反。这样同发生的不对称故障时等效的。也就是说，网络同发生的不对称故障时等效的。也就是说，网络中发生的不对称故障，可以用在故障点接入一组中发生的不对称故障，可以用在故障点接入一组不对称电源来代替。不对称电源来代替。2、实用计算中，同步发电
13、机的负序电抗为（）C是否存在零序，和短路类型有关 D只有正序7、架空地线对三序参数的影响（）5 非全相断线的分析计算序阻抗元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。用纯电感代表负荷，取X1=1.B、正序、负序无影响，零序增大A、A和B电流大小相等方向相反，C相正序和负序大小相等方向相反。电源中性点和负荷中性点点位相等可以直接连接起来，故障端口看进去是有源网络。三、对称分量法在不对称短路计算中的应用Y11连接的变压器（电流同电压的关系相同）Y11连接的变压器（电流同电压的关系相同）综合负荷负序阻抗X2=0.4、AB两相短路，边界条件与序分量正确的是（）电源中性点和
14、负荷中性点点位相等可以直接连接起来，故障端口看进去是有源网络。C D零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：Xm0=0.零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：Xm0=0.三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用将不对称部分用三序分量表示将不对称部分用三序分量表示正序负序零序注意注意发电机的电发电机的电势仍为正势仍为正序电势，序电势，无负序和无负序和零序电势。零序电势。应用叠加原理进行分解应用叠加原理进行分解正序网络负序网络零序网络正序阻抗无无无无发电机只产生发电机只产生正序电势正序电势三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称
15、分量法在不对称短路计算中的应用正序网正序网11121111)()(anaaaLGaaVZIaIaIZZIE1111)(aLGaaVZZIE01121111aaacbaIIIIII根据电路图分别列出各序网络的电压方程根据电路图分别列出各序网络的电压方程三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用 负序网负序网21222)(0aGaVZZI02222222aaacbaIIIIII三、对称分量法在不对称短路计算中的应用三、对称分量法在不对称短路计算中的应用零序网零序网000003)(0anaLGaVZIZZI0000)3(0anLGaVZZZI00003acbaIII
16、I根据各序电压方程式，可以绘出各序的一相等值网络根据各序电压方程式，可以绘出各序的一相等值网络零序网络中性点阻抗相当于增大3倍序网络方程序网络方程1111)(aLGaaVZZIE21222)(0aGaVZZI0000)3(0anLGaVZZZI00022211100aaaaaaVZIVZIVZIE有有6个变量，三个方程，无法求解，还必须根据实际短路特性列边界条件方程个变量，三个方程，无法求解，还必须根据实际短路特性列边界条件方程不含中性点阻抗有6个变量，三个方程，无法求解，还必须根据实际短路特性列边界条件方程 总结：总结：计算不对称故障的基本原则就是，把计算不对称故障的基本原则就是，把故障处的
17、三相阻抗不对称故障处的三相阻抗不对称 表示为电压表示为电压和电流的不对称，使系统其余部分保和电流的不对称，使系统其余部分保持三相阻抗对称，利用对称分量法，持三相阻抗对称，利用对称分量法，各序分量独立求解。各序分量独立求解。基本思路：基本思路：1 1）将电流电压分解成三序对称分量。）将电流电压分解成三序对称分量。2)2)绘制三序等值电路，写出基本三序绘制三序等值电路，写出基本三序电压平衡方程电压平衡方程 3 3）根据故障边界条件补充方程，）根据故障边界条件补充方程，4 4）求解。）求解。根据各序电压方程式，可以绘出各序的一相等值网络C D异步电机和综合负荷的零序电抗X0=。发电机和负荷通常被三角
18、形接法的变压器把零序电流隔开零序电流不流过发电机和负荷，零序网络中不含有发电机和负荷C D1 同步发电机的正序电抗综合负荷负序阻抗X2=0.超前 120超前 120而零序 一搬在未到电源点就已经降到0值C 两相短路 D三相短路凡是零序电流能流通的元件都应包含在零序网络中。实用计算中发电机负序电抗计算正序分量三相量大小相等，互差1200，且与系统正常运行相序相同。变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。b)不对称短路时，零序电压是施加于相线与大地之间。只有正序负序没有零序电流非故障相电压为正序的2倍，故障相只有二、异步电动机和综合负荷的序阻抗电力系统稳态运行或对称故障下，系统中各元件参数是对
19、称的，只有正序的各种参数存在，所以，前面所介绍的各元件的参数均是正序参数。（2）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通，否则断开。1 1、不管系统发生什么样的不对称短路，短路电、不管系统发生什么样的不对称短路，短路电流一定存在（）流一定存在（）A A正序、负序和零序正序、负序和零序 B B正序和负序正序和负序 C C零序零序 2 2、用对称分量法分析计算各序分量具有独立性，、用对称分量法分析计算各序分量具有独立性，则此电路应为（）则此电路应为（）A A非线性参数对称非线性参数对称 B B线性线性
20、 参数不对称参数不对称 C C非线性参数不对称非线性参数不对称 D D线性参数对称线性参数对称 3 3、根据对称分量法，正序分量与零序分量的关、根据对称分量法，正序分量与零序分量的关系为（）系为（）A A超前超前120 B120 B滞后滞后120 C120 C同相位同相位 D D尚难确定尚难确定问题：问题：什么是对称分量法，为什么电力系统不对称故什么是对称分量法，为什么电力系统不对称故障分析采用对称分量法？障分析采用对称分量法？7.2 7.2 电力系统各序网络电力系统各序网络 电力系统稳态运行或对称故障下，系统电力系统稳态运行或对称故障下，系统中各元件参数是对称的，只有正序的各种中各元件参数是
21、对称的，只有正序的各种参数存在，所以，前面所介绍的各元件的参数存在，所以，前面所介绍的各元件的参数均是正序参数。参数均是正序参数。2023-1-16南京理工大学807297.2 7.2 电力系统各序网络电力系统各序网络 电力系统元件分类电力系统元件分类 静止元件当施加正序或负序电压时，自感和互感静止元件当施加正序或负序电压时，自感和互感关系完全相同，所以，正序阻抗等于负序阻抗，关系完全相同，所以，正序阻抗等于负序阻抗，不等于零序阻抗。如变压器、输电线路等。不等于零序阻抗。如变压器、输电线路等。旋转元件当通正序或负序电流时，产生的磁场旋旋转元件当通正序或负序电流时，产生的磁场旋转方向相反的，而零
22、序不产生旋转磁场，所以，转方向相反的，而零序不产生旋转磁场，所以，各序阻抗均不相同。如发电机、异步电动机等元各序阻抗均不相同。如发电机、异步电动机等元件。件。一、同步发电机的正序负序和零序电抗一、同步发电机的正序负序和零序电抗1 同步发电机的正序电抗同步发电机的正序电抗 同步电机对称运行时，只有正序电压同步电机对称运行时，只有正序电压和正序电流，所以正常运行时的阻抗参和正序电流，所以正常运行时的阻抗参数就是正序电抗数就是正序电抗qdXX qdXX 1 1 同步发电机的负序电抗同步发电机的负序电抗 实用计算中发电机负序电抗计算实用计算中发电机负序电抗计算 有阻尼绕组有阻尼绕组 无阻尼绕组无阻尼绕
23、组 发电机负序电抗近似估算值发电机负序电抗近似估算值有阻尼绕组有阻尼绕组 无阻尼绕组无阻尼绕组 无确切数值，可取典型值，由制造厂家提供无确切数值，可取典型值，由制造厂家提供 )(212qdXXX qdXXX2dXX 22.12dXX 45.12电机类型电抗水轮发电机汽轮发电机调相机和大型同步电动机有阻尼绕组无阻尼绕组0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.080X2X2.2.同步发电机的零序电抗同步发电机的零序电抗 三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因此其零序电三相零序电流在气隙中产生的合成磁势为零，因此其零序电
24、抗仅由定子线圈的漏磁通确定。抗仅由定子线圈的漏磁通确定。同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形式不同）同步发电机零序电抗在数值上相差很大（绕组结构形式不同）零序电抗典型值零序电抗典型值dXX)6.015.0(0电机类型电抗水轮发电机汽轮发电机调相机和大型同步电动机有阻尼绕组无阻尼绕组0.150.350.320.550.1340.180.240.040.1250.040.1250.0360.080.080X2X正、负、零各不相等正、负、零各不相等二、异步电动机和综合负荷的序阻抗二、异步电动机和综合负荷的序阻抗 电力系统负荷主要是异步电动机，因此用他各序电抗近电力系统负荷主要是异步电动机，
25、因此用他各序电抗近似代表负荷的电抗。似代表负荷的电抗。异步电机和综合负荷的正序阻抗（以自身容量为基准）异步电机和综合负荷的正序阻抗（以自身容量为基准）Z1=0.8+j0.6 用纯电感代表负荷，取用纯电感代表负荷，取X1=1.2；异步电机负序阻抗异步电机负序阻抗X2=0.2；综合负荷负序阻抗综合负荷负序阻抗X2=0.35；标幺值标幺值二、异步电动机和综合负荷的序阻抗二、异步电动机和综合负荷的序阻抗 异步电动机和负荷大多接成三角形或不接地星形，零序不异步电动机和负荷大多接成三角形或不接地星形，零序不能流通。能流通。异步电机和综合负荷的零序电抗异步电机和综合负荷的零序电抗X0=。不需要建立负荷的零序
26、等值电路不需要建立负荷的零序等值电路只有正序、负序只有正序、负序没有零序没有零序三、变压器的零序电抗及其等值电路三、变压器的零序电抗及其等值电路普通变压器的零序阻抗及其等值电路普通变压器的零序阻抗及其等值电路无论同那序电流都不改变原副边的电磁关系，无论同那序电流都不改变原副边的电磁关系，因此，正序、负序和零序等值电路结构相同。因此，正序、负序和零序等值电路结构相同。双绕组三绕组1.1.普通变压器的零序阻抗及其等值电路普通变压器的零序阻抗及其等值电路漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压漏磁通的路径与所通电流的序别无关，因此变压器的各序等值漏抗相等。器的各序等值漏抗相等。励磁电抗取决于主磁通
27、路径，正序与负序电流的励磁电抗取决于主磁通路径，正序与负序电流的主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗主磁通路径相同，负序励磁电抗与正序励磁电抗相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完相等。因此，变压器的正、负序等值电路参数完全相同。全相同。变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。正序完全等于负序正序完全等于负序零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗等于正序励磁电抗零序励磁电抗比正序励磁零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多：电抗小得多：X Xm0m0=0.3=0.3 1.01.0三相四柱
28、式三相三柱式三个单相式基本上零序和正序负序阻抗相等基本上零序和正序负序阻抗相等2.2.变压器的零序等值电路与外电路的连接变压器的零序等值电路与外电路的连接基本原理基本原理 a)a)变压器零序等值电路与外电路的联接取决变压器零序等值电路与外电路的联接取决于零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕于零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组联结形式及中性点是否接地有关。组联结形式及中性点是否接地有关。b)b)不对称短路时，零序电压是施加于相线与大不对称短路时，零序电压是施加于相线与大地之间。地之间。考虑三个方面：考虑三个方面：（1 1）当外电路向变压器某侧施加零序电压时，如果）当外电路向变压器某侧
29、施加零序电压时，如果能在该侧产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端能在该侧产生零序电流，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通；反之，则断开。根据这个原则：点与外电路接通；反之，则断开。根据这个原则：只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通。只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通。（2 2）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通，否则断开。据此：只有中性点接地星
30、外电路接通，否则断开。据此：只有中性点接地星形接法绕组才能与外电路接通。形接法绕组才能与外电路接通。（3 3）三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不）三角形接法的绕组中，绕组的零序电势虽然不能作用到外电路中，但能在三相绕组中形成环流。能作用到外电路中，但能在三相绕组中形成环流。绕组两端电压为绕组两端电压为0 0，等效绕组短路，因此，在等值电，等效绕组短路，因此，在等值电路中该侧绕组端点接零序等值中性点。（中性点与路中该侧绕组端点接零序等值中性点。（中性点与地同点位时则接地）地同点位时则接地）Y Y0 0/接法三角形侧的零序环流接法三角形侧的零序环流 变压器绕组接法变压器绕组接法开关位置开关位
31、置绕组端点与外电路的连接绕组端点与外电路的连接Y Y1 1与外电路断开与外电路断开Y Y0 02 2与外电路接通与外电路接通3 3与外电路断开，但与励磁支路并联与外电路断开，但与励磁支路并联变压器零序等值电路与外电路的联接变压器零序等值电路与外电路的联接 3.3.中性点有接地电阻时变压器的零序等值电路中性点有接地电阻时变压器的零序等值电路变压器中性点经电抗接地时的零序等值电路变压器中性点经电抗接地时的零序等值电路 有6个变量，三个方程，无法求解，还必须根据实际短路特性列边界条件方程发电机的电势仍为正序电势，无负序和零序电势。输电线路的零序阻抗比正序阻抗大变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相
32、关。D 短路电流大于三相短路电流（1）回路中包含了大地电阻YY12连接的变压器不发生相位移动。（2）当变压器绕组具有零序电势（由另一侧感应过来）时，如果它能将零序电势施加到外电路并能提供零序电流的通路，则等值电路中该侧绕组端点与外电路接通，否则断开。D 短路电流大于三相短路电流同步电机对称运行时，只有正序电压和正序电流，所以正常运行时的阻抗参数就是正序电抗a)变压器零序等值电路与外电路的联接取决于零序电流的流通路径，因此，与变压器三相绕组联结形式及中性点是否接地有关。4、AB两相短路，边界条件与序分量正确的是（）电源点的正序电压是最高的，随着靠近短路点，正序电压组建降低，到短路点时正好等于短路
33、点的正序电压。5、当发生A相接地短路时，故障处A相电压（）1单相接地短路 2三相接地短路 3两相短路 4两相接地短路中性点直接接地的自耦变压器A、0 B、U也就是说，网络中发生的不对称故障，可以用在故障点接入一组不对称电源来代替。什么是对称分量法，为什么电力系统不对称故障分析采用对称分量法？A、短路电流为正序电流的3倍4.4.自耦变压器的零序阻抗及其等值电路自耦变压器的零序阻抗及其等值电路 中性点直接接地的自耦变压器中性点直接接地的自耦变压器中性点经电抗接地的自耦变压器中性点经电抗接地的自耦变压器12IIIIII1212IIII12II3)1(3)1(3kXXXkkXXXkXXXnnn四、架空
34、线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 静止元件，其正序和负序完全相同。静止元件，其正序和负序完全相同。零序电流必须借助大地及架空地线构成通路零序电流必须借助大地及架空地线构成通路精确计算精确计算是非常困难是非常困难的，给出实用的，给出实用计算值计算值四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 输电线路的零序阻抗比正序阻抗大输电线路的零序阻抗比正序阻抗大（1）回路中包含了大地电阻）回路中包含了大地电阻三相零序电流通过大地返回，大地电阻使每项等值三相零序电流通过大地返回，大地电阻使每项等值电阻增大电阻增大（2）自感磁通和互感磁通是助增的）自感磁通和
35、互感磁通是助增的四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 平行架设双回线零序等值电路平行架设双回线零序等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路 有架空地线的情况零序阻抗有所减有架空地线的情况零序阻抗有所减小。小。架空地线架空地线和输电线和输电线路零序电路零序电流方向相流方向相反，使零反，使零序电抗减序电抗减小。小。四、架空线路的零序阻抗及其等值电路四、架空线路的零序阻抗及其等值电路实用计算中一相等值零序电抗实用计算中一相等值零序电抗10101010101037.45.5235.3xxxxxxxxxxxx无架空地线的单回线路无架空地
36、线的单回线路有钢质架空地线的双回线路有钢质架空地线的双回线路有钢质架空地线的单回线路有钢质架空地线的单回线路有良导体架空地线的单回线路有良导体架空地线的单回线路无架空地线的双回线路无架空地线的双回线路有良导体架空地线的双回线路有良导体架空地线的双回线路五、电力系统各序网络五、电力系统各序网络对称分量计算不对称故障时必须先做出各序网络对称分量计算不对称故障时必须先做出各序网络等值电路的绘制原则等值电路的绘制原则 根据电力系统的原始资料，在故障点分别施加各根据电力系统的原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，查明各序电流的流通情序电势，从故障点开始，查明各序电流的流通情况，凡是某序电流能
37、流通的元件，必须包含在该况，凡是某序电流能流通的元件，必须包含在该序网络中，并用相应的序参数及等值电路表示。序网络中，并用相应的序参数及等值电路表示。正序网络正序网络 除中性点接地阻抗、空载线路以及空载变压除中性点接地阻抗、空载线路以及空载变压器外，其他各元件均应包含在。正序网络需引器外，其他各元件均应包含在。正序网络需引入各电源电势，在短路点需引入代替故障的正入各电源电势，在短路点需引入代替故障的正序电势。电源中性点和负荷中性点点位相等可序电势。电源中性点和负荷中性点点位相等可以直接连接起来，故障端口看进去是有源网络。以直接连接起来，故障端口看进去是有源网络。正序网络正序网络正序网络正序网络
38、不包含空载线路和不包含空载线路和空载变压器，中性空载变压器，中性点接地阻抗点接地阻抗引入正引入正序电势序电势负序网络负序网络 负序电流通过的原件和正序电流通过的相同，负序电流通过的原件和正序电流通过的相同，因此，组成负序网络原件与组成正序原件完全因此，组成负序网络原件与组成正序原件完全相同，只不过所有电源的电势为相同，只不过所有电源的电势为0，所有原件，所有原件参数采用负序参数，在短路点引入负序电势，参数采用负序参数，在短路点引入负序电势，故障端口看进去是无源网络。故障端口看进去是无源网络。负序网络负序网络正序网络正序网络从端口看进去有源从端口看进去有源网络，利用定网络，利用定理就一步简化理就
39、一步简化负序网络与正序网络元件相同，发电机电势为负序网络与正序网络元件相同，发电机电势为0从端口看进去无源从端口看进去无源网络，利用定网络，利用定理就一步简化理就一步简化零序网络零序网络首先在短路点施加零序电势，必须确定零序电流的流首先在短路点施加零序电势，必须确定零序电流的流通路径。凡是零序电流能流通的元件都应包含在零通路径。凡是零序电流能流通的元件都应包含在零序网络中。序网络中。发电机和负荷通常被三角形接法的变压器把零序电流发电机和负荷通常被三角形接法的变压器把零序电流隔开零序电流不流过发电机和负荷，零序网络中不隔开零序电流不流过发电机和负荷，零序网络中不含有发电机和负荷含有发电机和负荷所
40、有参数采用零序参数，所有参数采用零序参数，A B变压器零序等值电路与外电路的联接自耦变压器的零序阻抗及其等值电路中性点经电抗接地的自耦变压器三、对称分量法在不对称短路计算中的应用A、正序、负序无影响，零序减小发电机和负荷通常被三角形接法的变压器把零序电流隔开零序电流不流过发电机和负荷，零序网络中不含有发电机和负荷只有正序负序没有零序电流超前 120短路点的负序和零序是最高的。电力系统视元件的结构不同，各序阻抗也不相同。除中性点接地阻抗、空载线路以及空载变压器外，其他各元件均应包含在。解：求a相上的各序分量无论同那序电流都不改变原副边的电磁关系，因此，正序、负序和零序等值电路结构相同。变压器的零
41、序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。序阻抗元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件的同一序电流的比值。有良导体架空地线的双回线路5 非全相断线的分析计算三组对称向量经合成得到网络中某一节点的各序电压，等于短路点的各序电压加上该点与短路点间同序电流在同一序电抗上产生的压降零序网络中性点阻抗相当于增大3倍零序网络必须首先确定零序电流的流通路径。零序网络必须首先确定零序电流的流通路径。0aVT-4中性点不接中性点不接地，不地，不通过零通过零序电流，序电流，所以不所以不包含包含L-4 T-4三角形接三角形接法变法变压器压器把零把零序隔序隔开了，开了，不包不包含发含发电机电机T-3中性点接地
42、，中性点接地，通过零序通过零序电流，所电流，所以包含以包含L-3 T-3 零序网络零序网络例例7-17-10aV71 正序正序网络网络 负序序网络网络零序网络零序网络2023-1-16南京理工大学80766问题问题无架空地线和有架空地线单回输电线路的零序阻抗无架空地线和有架空地线单回输电线路的零序阻抗那个大？那个大？可能产生零序电流的短路形式（）可能产生零序电流的短路形式（）1单相接地短路单相接地短路 2三相接地短路三相接地短路 3两相短路两相短路 4两相接两相接地短路地短路 1 1、异步电动机三相绕组三角形和星形不接地连、异步电动机三相绕组三角形和星形不接地连接，异步电动机的零序电抗为（）接
43、，异步电动机的零序电抗为（）A A、0 B0 B、X”C 1/X”DX”C 1/X”D 2 2、实用计算中，同步发电机的负序电抗为（）、实用计算中，同步发电机的负序电抗为（）A BA B C C D D 3 3、同步发电机的零序电抗为（）、同步发电机的零序电抗为（）A A B B C DC D尚难确定尚难确定)(21 2qdxxx 2qdxxx 2qdxxx 221qdxxx 0)6.015.0(dxx 0)65.1(dxx 0dxx 4 4、三相三柱式变压器，三序参数的关系（）、三相三柱式变压器，三序参数的关系（）A A、正序、负序和零序均相同、正序、负序和零序均相同 B B、正序、负序相同
44、，和零序不相同、正序、负序相同，和零序不相同 C C 正序、负序和零序各部相同正序、负序和零序各部相同 D D不确定不确定 5 5、有架空地线的架空线路，地线导电性越好，、有架空地线的架空线路，地线导电性越好，输电线路零序电抗（）输电线路零序电抗（）A A 越大越大 B B越小越小 C C 与导电性无关，为常数与导电性无关，为常数 D D尚难确定尚难确定 6 6、架空输电线路，三序阻抗关系（）、架空输电线路，三序阻抗关系（）A A B B C DC D021xxx021xxx021xxx021xxx什么是对称分量法，为什么电力系统不对称故障分析采用对称分量法？无确切数值，可取典型值，由制造厂家
45、提供A、短路电流为正序电流的3倍两相短路接地故障相电流短路电流是正序电流的3倍这样同发生的不对称故障时等效的。注意电流和电压各需分量经变压器后，相位有可能发生移动网络短路点的不对称度由负序决定，负序越大就越不对称，所以电路点的电压时最不对称的。针对故障点外的其他支路上的电压和电流的计算电力系统视元件的结构不同，各序阻抗也不相同。除中性点接地阻抗、空载线路以及空载变压器外，其他各元件均应包含在。1、不管系统发生什么样的不对称短路，短路电流一定存在（）三、对称分量法在不对称短路计算中的应用A超前120 B滞后120 C同相位 D尚难确定综合负荷负序阻抗X2=0.其他的对称分量之和也等于原来的值，有
46、6个变量，三个方程，无法求解，还必须根据实际短路特性列边界条件方程网络短路点的不对称度由负序决定，负序越大就越不对称，所以电路点的电压时最不对称的。如果在电力系统某处发生不对称短路，尽管除了短路点外的三相系统参数都是对称的，但是短路电压和短路电流都将是不对称的，所以均可以通过对称变换将电流和电压变为对称的处理。7 7、架空地线对三序参数的影响（）、架空地线对三序参数的影响（）A A、正序、负序无影响，零序减小、正序、负序无影响，零序减小 B B、正序、负序无影响，零序增大、正序、负序无影响，零序增大 C C、正序、负序和零序均无影响、正序、负序和零序均无影响 D D、正序、负序增大、正序、负序
47、增大 ，零序减小，零序减小 8 8、在零序网络中零序电源是在故障点根据（）分、在零序网络中零序电源是在故障点根据（）分解产生的解产生的 A A 边界条件边界条件 B B故障出电压故障出电压 C C 故障出电流故障出电流 D D戴维南定理戴维南定理 9 9、正序和负序网络说法不正确的（）、正序和负序网络说法不正确的（）A A 正序和负序是三相对称的正序和负序是三相对称的 B B中性点接地电抗无中性点接地电抗无电流电流 C C正序和负序网络可以不画接地电阻正序和负序网络可以不画接地电阻 D D正序阻抗和负序阻抗相等正序阻抗和负序阻抗相等7.3 7.3 简单不对称短路的分析计算简单不对称短路的分析计
48、算 当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程当网络元件只用电抗表示时，不对称短路的序网络方程00022211100aaaaaaVZIVZIVZIE000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE该方程组有三个方程，但有六个该方程组有三个方程，但有六个未知数，必须根据边界条件列出未知数，必须根据边界条件列出另外三个方程才能求解。另外三个方程才能求解。一、单相接地短路一、单相接地短路000cbaIIV00002210212021aaaaaaaaaIIaIaIIaIaVVV0210210aaaaaaIIIVVV000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE)(0211XXX
49、jEIa100122102111102)(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVIII02210210212021021aaaccccaaabbbbaaaaFFaFaFFFFFFaFaFFFFFFFF将边界条件写成对称分量形式经整理相加0210210aaaaaaIIIVVV 000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE)(0211XXXjEIa100122102111102)(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVIII单相接地故障的复合序网单相接地故障的复合序网各序网落在故障端口按照边界条件连接起来构成的网络边界条件边界条件三序网络串联三序网络串联
50、单相接地的短路电流和短路点非故障相电压单相接地的短路电流和短路点非故障相电压1021)1(3aaaaafIIIIII 1002022110021022202123)2(23 3)2(23 )1()(aaaacaaaaabIXjXXVVaVaVIXjXXIXaXaajVVaVaV 100122102111021102)()(aaaaaaaaaaIjXVIjXVIXXjIjXEVXXXjEIII1aI计算推到2种方法正序负序零序电流均有000222111aaaaaaVIjXVIjXVIjXE二、两相短路二、两相短路cbcbaVVIII00022102120221021202100aaaaaaaaa
