第10章电力系统各元件的序阻抗和等值电路

认为：xm0
➢ 对于三相三柱式变压器，磁通路径磁阻大，零序 电抗较小，一般需经试验方法求得零序励磁电抗。
10.5.2 三绕组变压器的零序电抗
1. YN, d, y 接线变压器
可以忽略其零序 励磁电抗
xm0
x0 xI xII x
10.5.2 三绕组变压器的零序电抗
2.YN, d, yn接线变压器
10.5 变压器的零序电抗
10.5 变压器的零序电抗
正序电抗：即稳态运行时变压器的等值电抗
负序电抗：其值与正序电抗相等。
对于静止元 件，二者总
是相等的
10.5.1 双绕组变压器 10.5 变压器的零序电抗
不计绕组电阻和铁芯损耗
其中 x I 、 xII 分别为两侧绕组漏抗，xm0为零序励
磁电抗。
零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星
如果二次侧另外有一个接地点
x0
xI
xm0 (xII x) xm0 xII x
其中：x——为外电路接地电抗。
10.5.1 双绕组变压器
YN，yn接线变压器零序等值电路
10.5.1 双绕组变压器
xm0 的数值主要决定于变压器的铁芯结构。
➢ 三个单相变压器组成的三相变压器，三相四柱式 或（五柱式）变压器以及铁壳式变压器,可以近似
汽轮发电机及有阻尼绕组的水轮发电机：
x2
xd
2
xq
(1～1.22）xd
无阻尼绕组的水轮发电机：
x2 xd xq 1.45xd
10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗
负序阻抗：
x2 x
零序电抗： 由于异步电动机的三相绕组通常接成三角
形或不接地的星形，无零序电流的通路，因 而零序电抗数值为无限大。
第10章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路
本章提示 10.1 对称分量法 10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用 10.3 同步发电机的负序和零序电抗 10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗 10.5 变压器的零序电抗 10.6 架空输电线的零序阻抗 10.7 电缆线路的零序阻抗 10.8 电力系统的序网络 小结
线路上流过 三相不对称 的电流，则 三相电压降 也是不对称
的
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
➢元件的序阻抗，即该元件通过某序电流时， 产生相应的序电压与该序电流的比值；
➢静止的元件，如线路、变压器等，正序和负 序阻抗相等；
➢对于旋转设备，各序电流会引起不同的电磁 过程，三序阻抗总是不相等的。
10.5.3 自耦变压器的零序电抗
➢自耦变压器中两个有直接电气联系的自耦 绕组，一般用来联系两个直接接地系统
➢两个自耦绕组共用一个中性点和接地线， 如果有第三绕组，一般接成三角形。
10.5.3 自耦变压器的零序电抗
1. 中性点直接接地的YN, a 和YN, a, d 接线自耦变压器
零序电抗的求解与普通的变压器相同。
10.5.3 自耦变压器的零序电抗
2. 中性点经电抗接地的YN, a 和YN, a, d 接线自耦
变压器
当自耦变压器的中性点经电抗接地时，两个绕组的 零序电流要影响中性点电位，其值为
U n 3xn (I0I IoII )
10.5.3 自耦变压器的零序电抗
（1）YN, a 接线的自耦变压器
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
应用对称分量法将故障处电压分解为正序、负序、 零序三组对称分量。
故障网络 分解为三 个独立的 序网： • 正序网 • 负序网 • 零序网
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
正序网：包含发电机的正序电源电势和故障点正序电压 分量，网络中通过正序电流，对应的各元件阻抗皆为正 序阻抗； 负序网：只有故障点电压的负序电势，网络中通过负序 电流，对应的各元件阻抗为负序阻抗。 零序网：只有故障点电压的零序电势，网络中通过零序 电流，对应的各元件阻抗为零序阻抗。
或简写为：
10.1 对称分量法
F p
T
F s
其逆关系为：
Fa1 Fa 2
Fa0
1 3
1 1 a
a a2 1
a2 a
Fa Fb
1 Fc
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用 对于三相对称的元件，各序分量是独立的。 设输电线路末端发生了不对称短路
本章提示
对称分量法介绍； 提出对称分量法在电力系统不对称故障分析
中的应用； 介绍了发电机及异步电动机的负序和零序电
抗； 介绍了常见变压器、输电线及电缆的零序电
抗； 以各元件的序阻抗为基础，提出电力系统序
网络的绘制方法。
10.1 对称分量法
将一组不对称的三相相量分解为三组 对称的三相相量，或者将三组对称的三 相相量合成为一组不对称的三相相量的 方法。
形侧，变压器中无零序电流 流通
x0
1. YN, d接线变压器
x0
x
xII xm0 xII xm0
10.5.1 双绕组变压器
2. YN, y接线变压器
x0 x xm0
10.5.1 双绕组变压器
10.5.1 双绕组变压器
3.YN ， yn 接线变压器
如果二次侧除接地的中性点外，没有其它接地点，此 时零序电抗的计算与 YN , y 相同。
中性线电 流为三倍 零序电流， 故在单相 零序网中 接入
3Z n 的接
地阻抗
10.3 同步发电机的负序和零序电抗
在工程计算中，同步发电机零序电抗的变化范围为：
x0 (0.15～0.6）xd
如果发电机中性点不接地，不能构成零序电流的通路，此时 其零序电抗为无限大
同步发电机的负序电抗一般由制造厂提供，也可按 下式估算：
10.1 对称分量法
10.1 对称分量法
10.1 对称分量法
图中三组对称的相量合成得三个不对称相 量。写成数学表达式为：
Fa Fb
Fa1 Fb1
Fa2 Fb2
Fa0 Fb0
Fc
Fc1
Fc2
Fc0
Fa Fb
Fc
1 a 2 a
1 a a2
1 1 1
Fa1 Fa2 Fa0
➢ 如没有另一接地点，变压器的零序电抗与 YN, d, y 相同
➢ 如Ⅲ侧另有一对地 电抗为x的接地点,零
序电抗为：
x0
xI
xII (xIII x) xII xIII x
（10.13）
3.YN, d, d 接线变压器
x0
xI
xII xIII电抗