【正文】 hase fault ： f (3) ? 兩相短路 phasetophase fault : f (2) ? 單相接地短路 single phasetoground fault: f (1) ? 兩相接地短路 double phasetoground fault: f (1,1) 電力系統(tǒng)短路的類型 短路的原因 ? 舉例： …… ? 絕緣的污染或自然老化 ? 自然原因：風(fēng)、雨、雷、電、雪、鳥、獸、蟲害、樹木等。 39。 s in ( ) ( 4 )a m ai I t t T? ? ?? ? ? ?短路電流瞬時值為： /039。 ? 綜上可得，短路電流直流分量起始值達到最大的條件： – 短路前為空載，即 – 初始合閘相角為零，即 α= 0 – 短路后回路為純電感的， 90?? ???φ| 0 |αφUIpIpII?t = 0 時 間 軸相量圖 C 0 mmII?0 0mI ?90? ? ? ?? ? ?0 mmII?0 0mI ?4 短路電流的特征量 —— 沖擊電流 ? 沖擊電流產(chǎn)生條件： 將 ，代入 a相 短路電流瞬時值的表達式 中得： ? 短路沖擊電流 ：短路電流最大可能的瞬時值稱為短路沖擊電流，以 iim 表示。39。 ? 電樞磁動勢基波在氣隙中產(chǎn)生的磁場，就稱為 電樞反應(yīng) 。 ? t0，定子短路電流產(chǎn)生的磁鏈表示為： ? 根據(jù)超導(dǎo)體回路磁鏈?zhǔn)睾阍?，三相繞組磁鏈保持不變，即： ? 由此可得三相短路電流產(chǎn)生的磁鏈為 0 |0 |0 |0 |0 |0 |a ai ab bi bc c i c? ? ?? ? ?? ? ?? ??????? ???,a i b i ci? ? ?|0 | 0 0 00|0 | 0 0 00|0 | 0 0 0c os( ) c os( 120 ) c os( 120 )ai a abi b bc i c cttt? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ???? 定子三相短路電流產(chǎn)生的磁場的特點： – 由 交流分量 和 直流分量 兩部分組成 – 交流分量 ：為抵制主磁場而產(chǎn)生 – 直流分量 ：為維持短路瞬間前后磁鏈不變而產(chǎn)生 ia?i??與磁鏈對應(yīng)的三相短路電流 3 短路后勵磁繞組磁鏈和電流分量 ? 強制勵磁電流產(chǎn)生的磁鏈 ? 定子三相短路電流基頻分量的電樞反應(yīng) ? 定子短路電流直流與倍頻分量對勵磁繞組產(chǎn)生的磁鏈 ? 勵磁回路干生的電流和磁鏈 4 阻尼繞組中的電流 5 定子和轉(zhuǎn)子回路電流分量的對應(yīng)關(guān)系 6 定子短路電流基頻交流分量的穩(wěn)態(tài)值 7 定子短路電流基頻交流分量的初始值 ? 不計阻尼繞組 D ? 計及阻尼繞組 D的作用 ? 小結(jié) 8 短路電流的近似表達式 2 短路后定子繞組磁鏈及短路電流分析 t=0，定子磁鏈： t0，定子短路電流產(chǎn)生的磁鏈： 0 0 0000 0 0 000 0 0 0c o s( )c o s( 1 2 0 )c o s( 1 2 0 )aaa a ab b b b bc c c ccttt? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ????? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?? ?短路前空載，定子三相繞組的磁鏈由恒定勵磁電流產(chǎn)生并交鏈 ?????????????)1 2 0c o s ()1 2 0c o s ()c o s (00000000tttcba????????????0 0 0,abc? ? ?,abc? ? ?? ? ?短路前后，根據(jù)磁鏈?zhǔn)睾?，? 短路后定子中的短路電流分量 ? 基頻電流：以抵消轉(zhuǎn)子主磁場的交變磁鏈； ? 直流分量：為了維持磁鏈初始值 ? 倍頻交流分量：幅值很小，不易觀察 短路后，勵磁回路電流分量 ? 恒定勵磁電流： ? 直流分量：抵消定子基頻交流電流的電樞反應(yīng)磁勢 ? 基頻交流： 抵消定子直流的電樞反應(yīng)磁勢 抵消定子倍頻交流的電樞反應(yīng)磁勢 ? 維持勵磁回路的磁鏈?zhǔn)睾?，感生基頻交流電流的 電樞反應(yīng) 00 / fffi u r?阻尼回路電流分量 ? 直軸阻尼繞組 D：與勵磁繞組同軸向；定子短路前 D中無電流，短路后與 勵磁繞組一樣 會由定子電樞反應(yīng)感生 直流和 基頻交流 電流 ? 交軸阻尼繞組 Q（和 g） ：定子短路前 Q中無電流，若定子電阻為零，短路后 Q中 只有基頻交流 電流，而 沒有直流電流 定子和轉(zhuǎn)子繞組中電流的依存關(guān)系 由于存在繞組電阻，最終衰減為零 由于存在定子繞組電阻，最終衰減為零 3 短路電流基頻交流的初始和穩(wěn)態(tài)有效值 ? 基頻交流分量的穩(wěn)態(tài)有效值 ? 基頻交流分量的初始值 穩(wěn)態(tài)有效值 ? 穩(wěn)態(tài)時 – 轉(zhuǎn)子的直流分量電流，由于 轉(zhuǎn)子回路電阻最終衰減為零 – 定子直流分量和倍頻分量電流，由于 定子回路電阻最終衰減為零 ? 若 定子電阻為零 （ Ra=0 ），穩(wěn)態(tài)時，短路電流的電樞反應(yīng)只有直軸分量 其中， 為勵磁電流為 的空載電動勢有效值 0ddqI I E x????0qE 0fi基頻交流初始值 (空載 , Ra=0, 無 D繞組時 ) fu0 fafii?0fi00????0? R?39。0 0R ?? ? ?? ? ?0 fafii?0? 39。 39。39。39。 39。0 0 0j j ( ) j 0ad adq d dE I x I I x I x ?? ? ? ? ?0039。/j dqIxE?短路電流基頻分量： 移項后可得： 0Rd? ：為短路前定子電樞反應(yīng)磁通 基頻交流分量初始值 (有載 , Ra=0, 有 D繞組 ) ? 利用類似的方法，可以推得：有阻尼繞組 D時，定子電壓平衡方程為： ? （直軸）短路電流基頻分量為： 39。 39。/j dqI E x?基頻交流分量初始值 (Ra≠0) ? 此時，定子基頻交流電流的 交軸電樞反應(yīng) 磁通的突變還會引起交軸 阻尼回路 Q 感生直流電流，因此短路后 定子基頻交流電流還有交軸電流分量。/jqqdI E x?39。 0q qII?39。 39。39。2( ) c os( )atq TapadEi t ex ????小結(jié) ? 同步發(fā)電機短路電流的基頻交流電流幅值變化的根本原因是 在定子三相繞組空間有閉合的轉(zhuǎn)子回路 。39。 由于電路中除故障點之外的部分均為三相對稱的，故三相對稱分量產(chǎn)生的短路電流之和等于不對稱量在電路中產(chǎn)生的短路電流，因此 三個序具有獨立性 ，可以 對正序、負序和零序分量分別進行計算 。 ●●●●●●●●●●●acbdqcabxyzfDQ同步發(fā)電機各繞組示意圖 隱極機和有阻尼繞組的凸極機轉(zhuǎn)子直軸和交軸方向在電磁方面較對稱，電流諧波分量較少，可略去不計。39。 ? 不管什么類型的架空線， 正序阻抗等于負序阻抗 ，都等于。 ? 零序阻抗： 異步電動機的定子三相繞組通常接成 三角形或不接地星形 ，因為即使在其端點施加零序電壓，定子繞組中也沒有零序電流流通，及異步電動機的零序電抗 。 ? 正序網(wǎng)絡(luò)中，電流流過的元件的阻抗為元件的正序阻抗，但短路點與中性點的電位差不為零，有一組短路點的正序電壓。 ? 兩相短路： ? 單相接地： ? 兩相接地： ( 1 ,1 ) 111 2 0//akaa a aEIZ Z Z?? ? ?? ?( 1 ) 111 2 0akaa a aEIZ Z Z?? ? ?? ??( 2 ) 1112akaaaEIZZ???? ?() 11 ()1n aka naEIZZ???? ?一般規(guī)律： 其中， 為附加阻抗 ()nZ?? 正序等效定則 ：在不對稱短路時，短路點的正序電流的大小與在短路點串接一個附加阻抗而發(fā)生三相對稱短路時的電流相等。 0j x ? 0kU 0K0N( 1 )K N ( 3 )K例 假若發(fā)生三相短路，則網(wǎng)絡(luò)可化簡為： ? 正序網(wǎng)絡(luò) 1N1K1kU1jx ?1E ?1kU1K1N最終化簡為： ? 負序網(wǎng)絡(luò) 2N2K2kU最終化簡為： 2jx ? 2kU 2K 2N? 零序網(wǎng)絡(luò) 0jx ? 0kU 0K0N最終化簡為： Ij x IIj x m0j x j x 外Ij x IIj x m0j xj x 外 0kU 0K3 簡單電力系統(tǒng)短路電流的計算 ? 兩相短路電流計算 ? 單相短路電流計算 ? 兩相對地短路電流計算 兩相短路 (B,C相 )，以 A相為參考相 ? 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（特殊方程） ? 3. 轉(zhuǎn)換為序分量 0k a k b k ck b k cI I IUU? ? ??0 1 2 0 1200k a k a k kaak kaaI I I I II? ? ? ? ? ??21212211( ) ( )3311( ) ( )33k a k a k b k c k a k bk a k a k b k c kkaakakbU U U U U UU U UUU U UU????? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ?（電壓的正序分量與負序分量相等） （發(fā)生兩相短路時，沒有零序分量） 為什么？ ? 4. 畫復(fù)合序網(wǎng)（ 并聯(lián)） ? 5. 求相電流 先求序電流，再求相電流； 求序電流時，先求短路點的 正序電流。 ? 3. 簡單電力系統(tǒng)發(fā)生經(jīng)過阻抗的兩相短路、單相接地短路、兩相短路接地時的邊界條件及復(fù)合序網(wǎng)。39。2 1 .2 2 dxx? 39。 39。 ( 0 ) ( 0 ) ( 0 ) 0abcI I I? ? ?03I0033NNNU I Z I Z? ? ? ?序網(wǎng)的化簡和 基本 方程 1aI 1aU1aE ?aZ ?K1N12aI 2aU2aZ ?K2N20aI0aU0aZ ?K0N01111aa aaEZIU???? 2220 aaaUZI ???0000 aaaUZI ???1 1 2 0, , ,a a a aE Z Z Z? ? ? ?已知量： 待求量： 1 1 2 2 0 0, , , , ,a a a a a aU I U I U I 方程數(shù)為 3，待求量為 6，還需要其他 3個方程才能求解??！ 2 電力系統(tǒng)各元件的各序阻抗 ? 發(fā)電機序阻抗 ? 架空線的序阻抗 ? 負荷的序阻抗 ? 變壓器的序阻抗 各元件的各序阻抗 ? 靜止元件：正序電抗等于負序電抗，因為改變?nèi)嗟南嘈?，不改變元件?nèi)部的互感，如輸電線、變壓器，等； ? 旋轉(zhuǎn)元件： ，如，發(fā)電機。 ? 原因： –