【正文】 ? ? ???逆關(guān)系 矩陣形式： 對(duì)稱(chēng)分量法在不對(duì)稱(chēng)電路中的應(yīng)用 ? 1. 將一組不對(duì)稱(chēng)的電勢(shì)源來(lái)代替一組不對(duì)稱(chēng)的電壓，這一代替對(duì)電路的其它部分沒(méi)有影響； ? 2. 運(yùn)用對(duì)稱(chēng)分量法，將不對(duì)稱(chēng)的電勢(shì)源分解為三組對(duì)稱(chēng)的分量。 ? 定子 基頻負(fù)序分量 電流： (2),ssi ?(2) ,3ssi ?,2rsi ? 順轉(zhuǎn)子方向： 逆轉(zhuǎn)子方向： 3 s?s?順轉(zhuǎn)子方向： 逆轉(zhuǎn)子方向： (1) ,3ssu ? ,4rsi ?5 s?s?定子電路不對(duì)稱(chēng) 脈變磁場(chǎng)分解 ? 定子 直流分量電流 ： ,sI 定 子 直 流(2) ,2ssi ?轉(zhuǎn) 子 脈 變 磁 場(chǎng)順轉(zhuǎn)子方向： 逆轉(zhuǎn)子方向： 2 s?s?順轉(zhuǎn)子方向： 逆轉(zhuǎn)子方向： (1) ,2ssu ? ,3rsi ?4 s?s?定子電路不對(duì)稱(chēng) 脈變磁場(chǎng)分解 ? 定子負(fù)序分量電流：導(dǎo)致定子電流含有無(wú)限多的 奇次 諧波，轉(zhuǎn)子電流含有無(wú)限多的 偶次 諧波 ? 定子直流分量電流：導(dǎo)致定子電流含有無(wú)限多的 偶次 諧波，轉(zhuǎn)子電流含有無(wú)限多的 奇次 諧波 ? 如果發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子交軸方向具有與直軸方向完全相同的繞組，即使定子電路處于不對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，在定子和轉(zhuǎn)子電流中也不會(huì)出現(xiàn)高次諧波。 39。0 (0 . 1 5 ~ 0 . 6 ) dxx?架空線路的各序阻抗 ? 架空地線中沒(méi)有正序或負(fù)序電流，因此其對(duì)正序阻抗和負(fù)序阻抗沒(méi)有影響。0 .9 , 0 .20 .8 , 0 .3 5ddExEx????? 電動(dòng)機(jī) ： ? 綜合負(fù)荷 ： ? 負(fù)序阻抗： 不管是電動(dòng)機(jī)還是綜合負(fù)荷，負(fù)序阻抗的標(biāo)幺值均取為 。 電力系統(tǒng)故障后穩(wěn)態(tài)計(jì)算的一般方法 2 各序網(wǎng)絡(luò)的制定 ? 正序網(wǎng)絡(luò) ? 負(fù)序網(wǎng)絡(luò) ? 零序網(wǎng)絡(luò) 正序網(wǎng)絡(luò) ? 畫(huà)正序網(wǎng)絡(luò)時(shí)，對(duì)比三相短路時(shí)的網(wǎng)絡(luò)，其與三相短路時(shí)相似，電流從電源指向短路點(diǎn)，然后簡(jiǎn)化成最簡(jiǎn)形式，求短路電流。 ? 7. 短路點(diǎn)電流、電壓的相量圖 電壓（線電壓） 1kaU 2kaUkaU1kbU1kcU 2kcU2kbUkbU kcU1kaI2kaI1kbI1kcI 2kcI2kbIkbIkcI電流（線電流） 單相接地短路 (A相 ) ? 1. 電路圖 kaU kbU kcUkaI kbI kcImaImbImcI naInbIncIM N? 2. 以相電流、相電壓表示的邊界方程 ? 3. 轉(zhuǎn)換為序分量 00k b k ckaIIU???1 2 013k a k a k a k aI I I I? ? ?1 2 0 0k a k a k a k aU U U U? ? ? ?? 4. 畫(huà)復(fù)合序網(wǎng)（ 串聯(lián)） ? 5. 求相電流 11 2 01 2 0ak a k a k aa a aEI I IZ Z Z?? ? ?? ? ???13ka kaII?1aZ ?1aE ? 1kaU 1kaI 2aZ ?2kaU 2kaI 0aZ ?0kaU 0kaI0k b k cII??? 6. 求相電壓 ? 7. 短路點(diǎn)電壓和電流相量圖（純電感電路） 21 2 0 1 2 021 2 0 1 2 00kak b k b k b k b k a k a k ak c k c k c k c k a k a k aUU U U U U U UU U U U U U U?????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?電流（線電流） 兩相對(duì)地短路 (B,C相 ) ? 1. 電路圖 kaU kbUkcUkaI kbI kcImaImbImcInaInbIncIM N? 2. 以相電流、相電壓表示的邊界方程（特殊方程） ? 3. 轉(zhuǎn)換為序分量 00kak b k cIUU???? ?1 2 0 1 2 00 k a k a kk a k a a ak k aI III III? ? ? ? ? ? ? ?1 2 013k a k a k a k aU U U U? ? ?? 4. 畫(huà)復(fù)合序網(wǎng)（ 并聯(lián)） ? 5. 求相電流 111 2 00212020120//akaa a aak a k aaaak a k aaaEIZ Z ZZIIZZZIIZZ?? ? ???????????????1aZ ?1aE ?1kaU1K2aZ ?2kaU2K1N2N1kaI2kaI0aZ ?0kaU0K0N 0kaI21 2 0 1 2 021 2 0 1 2 00kak b k b k b k b k a k a k ak c k c k c k c k a k a k aII I I I I I II I I I I I I?????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? 6. 相電壓 1 2 0130k a k a k a k ak b k cU U U UUU? ? ???? 7. 短路點(diǎn)電流、電壓的相量圖 電壓（線電壓） 電流（線電流） 4 幾點(diǎn)結(jié)論 ? 正序等效定則 ? 故障相短路電流的絕對(duì)值與正序電流的關(guān)系 正序等效定則 ? 對(duì)于不對(duì)稱(chēng)短路，只要求解了正序電流，相電壓和相電流都求出來(lái)了。 1aZ ?1aE ? 1kaU 1K2aZ ?2kaU 2K1N 2N 1kaI 2kaI? ?21 2 0 1 22 11 11j303j2k b k b k b k b k a k aak kaaaI I I I I IIZIE???? ??? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?11121 2 12aak a k aa a aEEIIZ Z Z??? ? ?? ? ? ??0kaI ?? ? 121 2 0 1 22 1110233jjk c k c k c k c k a k akaka aaI I I I I IEIZI???? ???? ? ? ?? ????其中， 為發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流 11aaEZ??則當(dāng)三相短路電流計(jì)算出來(lái)以后，發(fā)生兩相短路時(shí)的短路電流為三相短路電流的 。 1 不對(duì)稱(chēng)短路故障分析方法 ? 利用 對(duì)稱(chēng)分量法及迭加原理 進(jìn)行故障計(jì)算 ? 前提條件 ：正序、負(fù)序、零序三種分量對(duì)對(duì)稱(chēng)電力系統(tǒng)相互獨(dú)立，互相解耦。39。2 1 .4 5 dxx?21xx?39。d d dx x x39。 21xx?發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗 ? 同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的高次諧波 ? 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序電抗 發(fā)電機(jī)不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)的高次諧波 ? 定子 基頻零序分量 電流在三相繞組中產(chǎn)生大小相等，相位相同的脈動(dòng)磁場(chǎng)。 短路電流的基頻分量的實(shí)用計(jì)算 ? 基本假設(shè) ? 其他合理假設(shè) ? 故障分析的基本步驟 ? 假定同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速維持不變 ：電磁暫態(tài)過(guò)程的時(shí)間很短，由于慣性，系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)電機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)變化非常微小； ? 各發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)間的相位角 （相對(duì)功率角）不變 ； ? 異步電機(jī)的 轉(zhuǎn)差率保持不變 ； 基本假設(shè) 不考慮機(jī)電的相互作用！ 其他合理的假設(shè) ? 不計(jì)磁路的飽和，則元件的參數(shù)為常數(shù)，可以運(yùn)用疊加原理 ? 三相對(duì)稱(chēng)（當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)，除故障點(diǎn)之外均為三相對(duì)稱(chēng)運(yùn)行） ? 忽略系統(tǒng)阻抗中的電阻 ? 金屬性短路（經(jīng)過(guò)電弧放電或鐵塔短路，則認(rèn)為是過(guò)渡性短路） ? 忽略變壓器的勵(lì)磁支路 不同于穩(wěn)態(tài)分析??！ 故障分析的基本步驟?。?！ ? 根據(jù)系統(tǒng)圖做出等值電路 ? 元件參數(shù)的換算：將元件的標(biāo)幺值化成同一基準(zhǔn)的標(biāo)幺值，有 精確計(jì)算法和近似計(jì)算法 ? 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)（ 串并聯(lián)、星 三角變換 ） ? 計(jì)算短路電流 第一章 電力系統(tǒng)故障分析 ? 主要內(nèi)容 – 電力系統(tǒng)故障分析緒論 – 無(wú)窮大交流電源經(jīng)阻抗三相短路的過(guò)程分析 – 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析 – 對(duì)稱(chēng)分量法及各元件的序參數(shù) – 不對(duì)稱(chēng)短路故障分析 第四節(jié) 對(duì)稱(chēng)分量法及各元件的序參數(shù) 問(wèn) 題 ? 1. 發(fā)電機(jī)、架空線路和負(fù)荷的各序參數(shù)。 39。 39。039。39。39。39。39。39。0jj jjdqdqdqddddIE I xI x I xUEx?? ? ???39。If???f??定子繞組的磁平衡方程： 定子繞組的電壓平衡方程： 39。39。 39。If??39。39。 39。這一位置與激磁電動(dòng)勢(shì) 和定子電流 之間的相角差 有關(guān)。39。 – 發(fā)電機(jī)（有源元件）的電磁暫態(tài)過(guò)程決定了電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過(guò)程！ ? 實(shí)際短路時(shí)， – 發(fā)電機(jī)內(nèi)部也發(fā)生電磁暫態(tài)過(guò)程 – 無(wú)窮大電源端電壓不變的假設(shè)不成立 – 但是考慮到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量較大，可認(rèn)為轉(zhuǎn)速（頻率）保持不變 ? 因此，需要分析發(fā)電機(jī)的電磁暫態(tài)過(guò)程！！ 主要內(nèi)容 ? 同步發(fā)電機(jī)在 空載情況 下定子突然三相短路后的電流波形 及其分析 ? 同步發(fā)電機(jī) 空載下 三相短路后內(nèi)部 物理過(guò)程 及其短路電流分析 ? 同步發(fā)電機(jī) 負(fù)載下 三相短路交流電流初始值 ? 同步發(fā)電機(jī)基本方程 ? 應(yīng)用同步發(fā)電機(jī)基本方程（拉氏運(yùn)算形式）分析突然三相短路電流 ? 自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置對(duì)短路電流的影響 第一節(jié) 空載下定子三相短路電流波形 ? 本節(jié)總結(jié)性地給出同步發(fā)電機(jī)在空載情況下定子突然發(fā)生三相短路后的 電流波形的特性 ? 定子電流 – 短路前，無(wú)電流 – 短路后，有 直流分量 和 交流分量 的短路電流 ? 勵(lì)磁回路電流 – 短路前，為直流勵(lì)磁電流 – 短路后，除了直流勵(lì)磁電流外，還出現(xiàn)了 交流分量 1 定子電流 ? 直流分量： – 大小為短路電流包括線的均分線 – 三相直流分量大小不等，按相同的指數(shù)規(guī)律衰減 – 衰減時(shí)間常數(shù)取決于定子回路的電阻和等值電感 ? 交流分量 – 交流分量的幅值是逐漸衰減的 – 穩(wěn)態(tài)值為 ，初始幅值為 – 的變化過(guò)程按照兩個(gè)時(shí)間常數(shù)衰減 – 交流分量幅值的表達(dá)式為： mI? 39。 ? 直流分量起始值，與 α和短路前回路中的電流有關(guān)。= + j ( ),()a r c t gmmZ R + R L + L ,UIZL + L=R + R????，其 中t=0時(shí)系統(tǒng)發(fā)生三相短路， f 點(diǎn)左半部和 右半部仍保持對(duì)稱(chēng)。 ( ) 2 s i n ( ) ( 0 )e t E t t??? ? ?,E ?? 均 為 常 數(shù)E無(wú)窮大電源的理解 ? 電源功率為無(wú)限大時(shí)，外電路發(fā)生短路引起的功率改變對(duì)于電源來(lái)說(shuō)是微不足道的，電源電壓的幅值和頻率保持恒定； ? 無(wú)窮大電源可以看作是由無(wú)限多個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成，因而其內(nèi)阻抗為零，電源電壓保持恒定。系統(tǒng)內(nèi)的元件（如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、電動(dòng)機(jī)）上發(fā)生的 相與相之間或相與地之間 的短路故障。 ? 韓學(xué)山，張文，等， 《 電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 》 ，機(jī)械工業(yè)出版社， 2022。 有源元件決定！ 3 電力系統(tǒng)短路的類(lèi)型、原因及后果 ? 短路的類(lèi)型 ? 短路的原因 ? 短路的后果 ? 短路電流計(jì)算的意義 ? 各種短路故障發(fā)生的概率 ? 三相短路 symmetrical three p