72 电力系统的元件序参数及等值电路

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电力系统各元件序阻抗和等值电路

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三、对称分量法在不对称短路计算中的应用
a相接地的模拟
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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
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电力系统各元件序阻抗和等值电路

应 用 叠 加 原 理 进 行 分 解
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 正序、负序和零序等值电路结构相同。

1 .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,因此变压器的各序等值漏抗 相等。 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相等。因此,变压器的正、负序等值 电路参数完全相同。 变压器的零序励磁电抗与变压器的铁心结构相关。
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二、序阻抗的概念
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。
•正序阻抗 •负序阻抗 •零序阻抗
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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Zn接地。 a相发生单相接地
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3.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 • 中性点经路阻抗接地的YN绕组中,当通过零序电流时,中性点 接地阻抗上将流过三倍零序电流,并产生相应的电压降,使中性 点与地有不同电位。因此,在单相零序等值电路中,应将中性点 阻抗增大为三倍,并与该侧绕组漏抗相串联。如图所示。

电力系统各元件的序参数和等值电路培训课件

电力系统各元件的序参数和等值电路培训课件
➢ 当零序电压加在变压器星形中性点接地一侧时,形成电流回 路,其流通情况与各绕组的接线方式有关。
1、YN,d,d接线三绕组变压器
(a)
(b)
图7-14 YN,d,d接线三绕组变压器的零序电流回路及其等值电路
(a)零序电流回路
(b)零序等值电路
第七章 电力系统各元件的序参数和等值电路
由图7-14(b),可得其零序等值电抗为:
X
'
N
.Ⅰ
I 0 jX

.
jXⅡ I 0Ⅱ=0
.
U0
jX m0
(a)
(b)
图7-12 YN,y接线变压器的零序电流回路及等值电路
(a)零序电流回路
(b)零序等值电路
第七章 电力系统各元件的序参数和等值电路
从图可得零序电抗为:X 0 X X m0
3、YN,y n接线变压器
➢ 若与Ⅱ侧相连的电路中还有另一个接地中性点,则二次绕组中将有零序电流
X m0 ( X X )
X0
X
( X X ) X m0 X X X m0
X
X
X
X1
X
➢ 若二次绕组回路中没有其它接地中性点,则二次绕组中没有 零序电流流通,变压器的零序电抗与YN,y接线变压器的相同。
变压器结构对零序电抗的影响:
1)由三个单相组成的变压器,近似认为Xm0=∞, X0 =X1 ;
Ⅰ侧流过零序电流时,Ⅱ侧各相绕组中将感应出零序电动势, 形成环流。如图7-10所示。
ua0
jX
ea 0
c
eb0 jX ub0 b
jX
uco ec0
图7-10 三角形(d连接)绕组中的零序电动势和电流

电力系统元件的序参数

电力系统元件的序参数

7.2 电力系统元件的序参数7.2.1 发电机的负序和零序电抗1.同步发电机的负序电抗当电力网络发生了不对称短路,不对称的三相基频短路电流可以分解为正、负、零序电流分量,这些电流分量将产生不同的磁场,其中负序电流产生的磁场将在定、转子绕组中产生许多高次谐波电流,其电磁过程十分复杂,使精确确定发电机的负序阻抗很困难。

在工程上通常忽略发电机定子绕组的电阻,对负序电抗定义为施加在发电机端点的负序电压同步频率分量与流入定子绕组负序电流同步频率分量的比值。

按这样的定义,当短路类型不同,同步发电机的负序电抗有不同的值,如表7-1所示。

表7-1 同步发电机的负序电抗表中,为同步发电机的零序电抗。

从表7-1可见,当,则负序电抗,即同步发电机的负序电抗与短路类型无关。

当同步发电机经外电抗短路时,表7-1中所有各电抗、都应以、代替,发电机转子不对称的影响被削弱。

实际的电力系统,短路大多是发生在输电线路上,所以在不对称短路电流计算中,可以近似认为同步发电机的负序电抗与短路类型无关,其具体的数值一般由制造厂提供,也可按下式估算。

对于汽轮发电机和有阻尼绕组的水轮发电机(7-13)对于无阻尼绕组的水轮发电机(7-14)2.同步发电机的零序电抗同步发电机的零序电抗定义为:施加在发电机端点的零序电压同步频率分量与流入定子绕组的零序电流同步频率分量的比值。

当三相定子绕组通以三相零序电流时,在三相定子绕组中产生大小相等、方向相同、空间相差120o的脉振磁场,它们在气隙中的合成磁场为零。

因此,同步发电机定子绕组中的零序电流只产生定子漏磁通,与此漏磁通相对应的电抗就是零序电抗。

但应注意,零序电流产生的漏磁通与正序电流产生的漏磁通往往不同,其差别和定子绕组的型式有关。

实际上,零序电流产生的漏磁通较正序的要小些,其数值范围大致为(7-15)表7-2列出了不同类型同步电机的和表7-2 国产同步电机的负序、零序电抗平均值序号元件名称1 无阻尼绕组的水轮发电机0.45 0.112 有阻尼绕组的水轮发电机0.215 0.0953 容量为50MW及以下的汽轮发电机0.175 0.0754 100MW及125MW汽轮发电机0.210 0.085 200MW汽轮发电机0.175 0.0856 300MW汽轮发电机0.198 0.0847 同步调相机0.165 0.0858 同步电动机0.160 0.0807.2.2 异步电动机的负序电抗和零序电抗异步电动机的等值电路在电机学已讲过,如图7-5(a)所示。

电力系统元件的各序参数和等值电路

电力系统元件的各序参数和等值电路

正序等值电路的构建
根据元件的物理特性和工作原理,通 过测量或计算得到正序电阻、正序电 感和正序电容等参数。
根据得到的参数,构建出元件的正序 等值电路,该电路由电阻、电感和电 容等元件组成,能够反映元件的正序 电气特性。
正序等值电路的应用
01
在电力系统稳定分析中,利用正序等值电路可以分 析系统的暂态和稳态运行特性。
03
电力系统元件的正序等 值电路
正序参数的计算
01
02
03
正序电阻
正序电阻是电力系统元件 在正序电压和电流下的阻 抗,它反映了元件的电导 和电感的综合效应。
正序电感
正序电感是电力系统元件 在正序电压和电流下的感 抗,它反映了元件的电感 和电容的效应。
正序电容
正序电容是电力系统元件 在正序电压和电流下的容 抗,它反映了元件的电感 和电导的效应。
零序电感
对于变压器和电动机等设备,由于磁路的对称性,它们的零序电感 通常远大于正序电感。
零序电容
在电力系统中,由于输电线路的不对称或变压器绕组的偏移,会产 生零序电容。
零序等值电路的构建
零序等值电路的构建需要将系统中所有元件的零序参数进行汇总,并按照 实际电路的连接方式进行等效。
在构建零序等值电路时,需要注意元件之间的相互影响,以及元件对地电 容的影响。
03
计算。
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负序电感是电力系统元件在负序磁场下的感抗,与 元件的几何尺寸、材料性质和电流频率有关。
负序电容
负序电容是电力系统元件在负序电压下的容 抗,与元件的几何尺寸、电极间距离和材料 性质有关。
负序等值电路的构建
1
根据元件的负序参数,使用电路理论构建负序等 值电路。

电力系统元件参数和等值电路(ppt 94页)

电力系统元件参数和等值电路(ppt 94页)

rt r20[1 (t 20)]
(2-2)
其中,t—导线实际运行的大气温度(oC);
rt,r20—t oC及20 oC时导线单位长度的电阻 ( / km)
α—电阻温度系数;
对于铝,α=0.0036 (1 o C);
对于铜,α=0.00382 (1 o C)。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
铜的电阻率:18.8 mm2 / km
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率,有三个原因: (1)交流电流的集肤效应; (2)绞线每股长度略大于导线长度; (3)导线的实际截面比标称截面略小。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
☺注:在手册中查到的一般是20oC时的电阻或电阻率,当温 度不为20oC时,要进行修正:
1
lg m
r
7.58 106 (S / km)
b1 D lg m
r
(2-8)
显然,Dm、r对b1影响不大,b1在2.85 ×10-6S/km (110/220KV)。
2)分裂导线每相单位长度的电纳,与上述相同,
7.58 106 (S / km)
b1
D lg
m
r eq
式中,req为分裂导线的等值半径。
当电力线路运行相电压小于电晕临界相电压时,电导g1=0。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
(5)电力线路全长的参数 对于电力线路全长为L(km)时,其阻抗、导
纳的计算公式如下:
阻抗 R=r1L (Ω) 导纳 G=g1L(Ω)
X=x1L(Ω) B=b1L(Ω)
第二章 电力系统元件参数和等值电路
2. 钢导线架空电力线路的参数 钢导线是导磁物质,其电阻、电抗与磁场有关,当钢导线
对于四分裂导线,其等值半径为(req 4 r 2d 3 )。

电力系统各元件序阻抗和等值电路

电力系统各元件序阻抗和等值电路

电压分别为

Vn

,VI (0)

,VII (0)
,绕组端点对中性点电压为


VIn ,VIIn
,于是有:



VI (0) VIn Vn ,



VII (0) VIIn Vn

I I(0)
I
II
III

I II (0)
Xn


I I 3( )
I (0)
II (0)

I I (0) jx'I
•+ I
三.变压器零序等值电路及参数
3.中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路
中性点经阻抗接地的YN绕组中,当通过零序电流时,中性点 接地阻抗上将流过三倍零序电流,并产生相应的电压降,使中性点 与地有不同电位。因此,在单相零序等值电路中,应将中性点阻抗 增大为三倍,并与该侧绕组漏抗相串联。如下图所示。



U A + zG zL

U A + zG zL
序分量分解.ppt

UB
+

UB
+

UC
+

UC
+
+ + +
Zn
Zn

V fa

V fb

V fc
一 .对称分量法在不对称故障 中的应用
3.对称分量法在不对称短路计算中的应用
根据各序等值网络,可以列出各序的回路方程如下:




电力系统教学课件 2 电力系统元件参数和等值电路

电力系统教学课件 2 电力系统元件参数和等值电路

Z
I2
U1
Y
2
Y 2
U2
用T形等值电路表示
I1
Z 2
Z 2
I2
U1
Y
U2
Z=(kr r1+j kx x1)l Y=j kb b1l
必须考虑参 数分布效应, 进行系数修

(3)电缆线路 I.结构
导线
绝缘 层 钢铠
包护 层
II.等值电路
a)短线路 b) 中等长度线路 (l<100km) c) 长线路 (l >100km)
(2)负荷描述 U
PL+jQL
注意:如负荷为感性,则QL>0; 如负荷为容性,则QL<0.
4 电网的等值电路(等值网络)
4.1 基础知识
(1)概念
即把电网中的输电线路和变压器用其数学 模型表示,并按照电气关系相互连接后的 电路网络。 鉴于电网中的设备均为三相对称,参数相 同,故可用单相等值电路表示三相。
分裂导线
• 电导:由于导线与地或与其他导线之间存在电 场,当电压超过临界电压就会产生电晕 放电,造成有功功率的损耗,因此,存 在电导g1(S/km)。 线路设计时,晴天不允许导线发生电 晕,因此一般g1=0。
• 电纳:由于导线与地或与其他导线之间存在电 场,会形成电容效应,因此存在电纳b1。
V 架空线路的换位
(1)有名值(实际值)的归算
I 选择基本级:一般取电力系统中的最 高电压等级
II 把非基本级的元件参数、电流、电压按照实 际变比归算到基本级
例:归算前等值网络(取基本级为220电压等级)
1 I&1 U&1
2 ZT1 10.5 / 242
YT 1

电力系统的元件序参数及等值电路

电力系统的元件序参数及等值电路

jxI
jxII
U(0)
jxm(0)
变压器零序等值电路与外电路的连接-原则
原则1:当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时,如 能在该绕组上产生零序电流,则等值电路中该侧绕组端点与外电 路接通;否则,断开。
(只有中性点接地的星形接法绕组YN才能与外电路接通) 原则2:当变压器某侧绕组有零序电势(由另一侧绕组的零序
YN/d接法变压器
U( 0)
II ( 0 )
III ( 0 )
Ia ( 0 ) 0
Ib ( 0 ) 0
Ic ( 0 ) 0
⑴. YN侧零序电流可流通;
⑵. d侧绕组内零序电流相成环流, 电压完全降落在漏抗上;
⑶. d侧外电路中零序电流=0;
表达以上三条的等值电路为:
jxI
jxII
结论2: YN/d 变压器, YN侧与外 U(0)
电流感生的)时,如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序 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。
(只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通,至于能 否在外电路产生零序电流,要看外电路是否有零序电流通路)
原则3:在三角形接法的绕组中,绕组的零序电势虽不能作用 到外电路,但能在三相绕组中形成环流,这时由于零序电势将被 零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡,绕组两端电压为零,相当 于变压器绕组短接。此时:在等值电路中,该侧绕组端点接零序 等值中性点。
§7-2 电力系统的元件序参数及等值电路
7.2.1同步发电机的负序电抗
Z X"
G (1)
G


E E"
Z G(2)
Z G(0)
发电机 正序等值 负序等值 零序等值 对于不同的发电机,其正序、负序、零序参数有不
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T-2 2
L-1
L-2 1
L-4 X1
3 X2
G-2
x
x
x
G1(1)
T1
L1
x xx
L2
1
2
• E1
正序网络

V
A(1)
x
x
L4
3
x G 2(1)
• E2
T 3 T-4
x T4 x LD (1)
以下例说明(书中上册195页图7-30)
L-3
G-1 T-1
f
T-2 2
L-1
L-2 1
L-4 X1
x L2(0)
零序网络

V A(0)
x 1
3X 2
x 2
x 3
x L3(0)
T 3 T-4
x T3
每一个成功者都有一个开始。勇于开始,才能找到成

1、
功的路 。20.11.2020.11.20Friday, November 20, 2020
成功源于不懈的努力,人生最大的敌人是自己怯懦

2、
。0 4:45:26 04:45:2 604:451 1/20/2 020 4:45:26 AM
每天只看目标,别老想障碍

3、
。20.1 1.2004: 45:260 4:45Nov -2020-Nov-20
宁愿辛苦一阵子,不要辛苦一辈子

4、
。04:4 5:2604: 45:260 4:45Friday, November 20, 2020
• •
积极向上的心态,是成功者的最基本要素 5、
。20.1 1.2020. 11.200 4:45:26 04:45:2 6November 20, 2020
§7.2.2 异步电动机的负序和零序电抗
扰动瞬时的正序电抗相当于起动电抗
x(1)
x
1 I st
异步电动机的负序电抗
x(2) x
绕组为△、Y接法,中线电流(零序电流)=0
x(0)
§7.2.3 变压器的零序电抗和等值电路
要点:①、零序励磁阻抗X0与铁心结构的关系 ②、变压器零序等值电路与外电路的连接 ③、中性点有接地阻抗时变压器的零序等值电路
单电源供电系统,做正序网络的时候,包括短 路点后面的线路变压器吗??
若是空载 则不包括!但是有负荷则必须包括.
通常该负荷主要是电动机,在短路瞬间电动机 等值为一个电势源并向短路点提供短路电流。 同理,当短路点附近装有并联电容器时,也会 将其等值为一个电势源。
以下例说明
L-3
G-1 T-1
f
电流感生的)时,如能将零序电势施加于外电路上并能提供零序 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。
(只有中性点接地的星形接法绕组才能与外电路接通,至于能 否在外电路产生零序电流,要看外电路是否有零序电流通路)
原则3:在三角形接法的绕组中,绕组的零序电势虽不能作用 到外电路,但能在三相绕组中形成环流,这时由于零序电势将被 零序环流在绕组漏抗上的压降所平衡,绕组两端电压为零,相当 于变压器绕组短接。此时:在等值电路中,该侧绕组端点接零序 等值中性点。
实用计算中,取
1 汽轮发电机:
1
X2 2
X q X d
1 ~ 1.22X d
2 无阻尼汽轮机
X 2 X q X d 1.45X d
同步发电机的零序电抗
零序电流只产生漏磁通,由于迭绕线圈,零序漏磁通 小于正序漏磁通。
x(0) (0.15 - -0.6)xd
发电机中性点通常是不接地的,即零序电流 不能通过发电机,这时发电机的等值零序阻抗为 无限大
电路连通, d侧接地, 且与外电路 断开。
jxm(0)
YN/y接法变压器
U (0)
II ( 0 )
I II ( 0 ) 0
YN侧有零序电流,y侧无零序电流通路,等值电路为
jxI
jxII
U (0)
jxm(0)
YN/yn接法变压器 U (0)
II ( 0 )
I II ( 0 )
II侧因中性点接地, 提供了零序通路,等值电路为:
§7-2 电力系统的元件序参数及等值电路
7.2.1同步发电机的负序电抗
Z X"
G (1)
G


E E"
Z G(2)
Z G(0)
发电机 正序等值 负序等值 零序等值 对于不同的发电机,其正序、负序、零序参数有不
同的值,一般查表可以得知。
定义:
x(2)
U (2) I (2)
计及远离机端的短路,因与外部电抗串联,以上三式的结果接近。
当在变压器端点施加零序电压时,其绕组中有无零序电流,以及 零序电流的大小与变压器三相绕组的接线方式和变压器的结构密 切相关。
一、双绕组变压器
零序电压施加在Y、d侧
U (0)
U (0)
因在三相绕组端并联施加零序电压,端点
等电位,故 I(0) 0 ,
用阻抗表示为: x(0) 即开路。
结论: 零序等值电路中,可不计d、Y侧 及其后的电路。
jxI
jxII
U (0)
jxm(0)
变压器零序等值电路与外电路的连接-原则
原则1:当外电路向变压器某侧三项绕组施加零序电压时,如 能在该绕组上产生零序电流,则等值电路中该侧绕组端点与外电 路接通;否则,断开。
(只有中性点接地的星形接法绕组YN才能与外电路接通) 原则2:当变压器某侧绕组有零序电势(由另一侧绕组的零序
二、三绕组变压器零序电抗和等值电路 1)YN,d,y接线变压器 2) YN,d,yn接线变压器 3) YN,d,d接线变压器 三、自耦变压器零序电抗和等值电路 1)中性点直接接地的YN,yn和YN,yn,d 2)中性点经电抗器接地的YN,yn和YN,yn,d
7.2.4 输电线的零序阻抗和等值电路 一 导线-大地的自阻抗 二导线-大地回路互阻抗 三 单回路三相架空输电线的零序阻抗 四 双回架空输电线的零序电抗 五 有架空地线时输电线的零序电抗
3 X2
G-2
x G1( 2)
x T1
x L1
x xx
L2
1
2
负序网络

V
A(2)
x
x
L4
3
x G2(2)
T 3 T-4
x T4 x LD ( 2 )
以下例说明(书中上册195页图7-30)
L-3
G-1 T-1
f
T-2 2
L-1
L-2 1
L-4 X1
3 X2
G-2
x 3X1 T 1
x L1( 0 )
YN/d接法变压器
U ( 0)
I I ( 0 )
I II ( 0 )
Ia ( 0 ) 0
Ib ( 0 ) 0 Ic ( 0 ) 0
⑴. YN侧零序电流可流通;
⑵路中零序电流=0;
表达以上三条的等值电路为:
jxI
jxII
结论2: YN/d 变压器, YN侧与外 U (0)
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