【正文】 什么是負(fù)序分量 ？ 幅值相等，相位互差 120?，相序?yàn)槟鏁r針 （與 電源電壓相序相 逆 ） 。這樣的一組三相對稱相量 稱為 負(fù)序分量， 用 表示。 a(2)Ub(2)U c(2)U(2)U(2)U111 3. 零序分量 什么是負(fù)序分量？ 三個大小相等、相位相同 ，這樣 一組相量稱為 零序分量 ， 用 表示。 a(0)U b(0)U c(0)U(0)U(0)U112 供電系統(tǒng)三相的關(guān)系 三相短路對稱運(yùn)行時，負(fù)序和零序電流為零。 bUcUaUcUaUbUaU sin??113 je ???叫復(fù)數(shù)的指數(shù)形式 j1 2 0 13ej22?? ? ? ?＝2 j 2 4 0 13ej22?? ? ? ?＝三相正弦函數(shù)用復(fù)指數(shù)表示 ： 2a ( 1 ) b 1 a c 1 a 1U 。 U U U U? ? ? ?（ ） （ 1） （ ） （ ）；( 0 ) j3 6 0e1???＝正序 負(fù)序 2a ( 2 ) b 2 a c 2 a 2U 。 U U U U? ? ? ?（ ） （ 2） （ ） （ ）；0a ( 0 ) b 0 c 0 a 0U U U U? ? ?（ ） （ ） （ ）＝零序 114 根據(jù)三相電路理論 正序分量，負(fù)序分量和零 序分量 存在如下關(guān)系 ???????????????????????221021c02120210210210UaUaUUUUUUaUaUUUUUUUUUUUUcccbbbbaaaa?????????????????????以矩陣形式表示為 ???????????????????????????????2102211111UUUaaaaUUUcba??????115 各序分量的計(jì)算式為 上式為求電壓分量 ， 求電流分量時 ， 是同樣 ， 的形式 。 將不對稱的量 ， 分解為三組對稱量計(jì)算 ， 最后 再將這三組對稱量疊加起來 ， 還原原來的量值 ， 這種計(jì)算方法稱對稱分量法 。 ???????????????????????????????cbaUUUaaaaUUU??????222101111131求上式的逆矩陣，得各序分量矩陣 116 當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路故障時，只是故障點(diǎn)的三相 對稱性遭到破壞，而系統(tǒng)的其余部分仍然是對稱的 。 aEbEcEgX lX 一臺發(fā)電機(jī)接于空載 線路，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)阻 抗接地。 當(dāng) A相線路發(fā)生單相接 地 A相對地阻抗為 0，對地 電壓為 0。其余兩相不為 0。 此時，故障點(diǎn)以外的系統(tǒng) 其余部分的參數(shù)（阻抗）不 為 0。 117 為了求出短路點(diǎn)處的短路電流，知道了短路點(diǎn)處的電壓，還需要知道短路點(diǎn)處的阻抗 通過以上分析，不對稱故障的電壓、電流可以分解為正序、負(fù)序、零序三相對稱的量來計(jì)算。故對應(yīng)有正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。 118 序阻抗 為了計(jì)算不對稱故障時的短路電流，同樣將 短路阻抗分解為三組對稱的阻抗。對應(yīng)的為 正序 阻抗 、 負(fù)序阻抗 和 零序阻抗 。分別表示為 1X 2X 0X 1. 正序電抗 正序電抗即各個元件在三相正序?qū)ΨQ電壓工作 時的電抗值。實(shí)際上就是在三相對稱短路計(jì)算時 所采用的電抗值。 1X119 負(fù)序電抗 凡是靜止的三相對稱結(jié)構(gòu)的設(shè)備，如架空線、 電纜線路、變壓器、電抗器、電容器等，其負(fù)序 電抗等于正序電抗，這是因?yàn)樯鲜鲈淖愿泻? 互感系數(shù)與相序無關(guān) 。 旋轉(zhuǎn)電機(jī) 汽輪發(fā)電機(jī)和具有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī) 沒有阻尼繞組的水輪發(fā)電機(jī) 異步機(jī) ?X ??????120 零序電抗 由于三相零序電流都同相 ， 所以在三相系統(tǒng)中 ， 零序電流是否存在取決于：變壓器繞組接線方式及其 中性點(diǎn) ， 發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地方式 。 對于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) ， 零序電流沒有通路 ， 元 件的零序電抗可看成無窮大 。 因此 ， 只對中性點(diǎn)接地的 元件才考慮其零序電抗 。 121 （ 1）輸電線路的零序電抗 在實(shí)際工程計(jì)算中 ， 多采用近似公式計(jì)算 。 各元件的各序電抗平均值可取表 35中數(shù)值 。 （ 2） 電纜的零序電抗 三芯電纜的零序電抗 ， 可近似用下式計(jì)算： 10 )~( XX ?（ 3） 變壓器的零序電抗 變壓器的零序電抗與繞組接法及變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)可以用零序等效網(wǎng)路計(jì)算求得 。 122 討論雙繞組及三繞組變壓器在不同聯(lián)結(jié)方式時的零序電抗 ， 變壓器的等效零序電抗 ， 123 （ 4） 同步發(fā)電機(jī) 同步電機(jī)的零序電抗與其結(jié)構(gòu)有關(guān)。零序電抗主要由定子繞組所決定，一般為 或按廠家提供的數(shù)據(jù) 0G( ~ )XX ???124 當(dāng)一個阻抗對稱的三相系統(tǒng)由正常的對稱狀態(tài) 變成不對稱的故障狀態(tài)時，可將其不對稱電壓及 電流系統(tǒng)分解成三個對稱系統(tǒng)，即正序、負(fù)序和 零序系統(tǒng)。 即一個不對稱的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，可用三個對稱的假 想網(wǎng)絡(luò)代替，這些網(wǎng)絡(luò)分別為正序網(wǎng)絡(luò)、負(fù)序網(wǎng) 絡(luò)和零序網(wǎng)絡(luò)。 因?yàn)楦骶W(wǎng)絡(luò)是三相對稱的，所以可取其一相 等值電路進(jìn)行計(jì)算。 125 126 一個 1. 正序網(wǎng)絡(luò) 正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計(jì)算短路電流時所用的等值 網(wǎng)絡(luò)。所不同的是短路點(diǎn)處作 用著正序電壓 。 正序網(wǎng)絡(luò)是一個有源網(wǎng)絡(luò)，可以用戴維南定理 簡化為 k(1)jXEa(1)Ia(1)V(1)k(1)127 2. 負(fù)序網(wǎng)絡(luò) 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的組成與正序網(wǎng)絡(luò)完全相同 ,只是電源的負(fù)序電勢為零，各元件的電抗用負(fù)序電抗參數(shù)表示，并在短路點(diǎn)加入負(fù)序電壓 負(fù)序網(wǎng)絡(luò)是一個無源網(wǎng)絡(luò)，可以用戴維南定理 簡化為 a(2)Ia(2)V(2)k(2)128 3. 零序網(wǎng)絡(luò) 供電系統(tǒng)零序網(wǎng)絡(luò)的組成，取決于零序電流 可能流通的路徑。 由于三相 零序電流的大小和相位都相同，它們 必須經(jīng)過大地（或架空地線、電纜包皮等）才能 構(gòu)成通路，所以 與變壓器接線方式及中性點(diǎn)接地 的關(guān)系極大。 129 130 不對稱短路電流的計(jì)算 用對稱分量法計(jì)算不對稱短路電流的步驟大致如下：首先計(jì)算故障點(diǎn)處的各序電壓和電流，代入各相電壓、電流與其相應(yīng)的各序電壓、電流之間的矩陣方程，求出故障處的三相電壓和電流。在上述求解過程中，共有 12個未知數(shù) 131 計(jì)算不對稱短路電流的步驟 1）分析短路性質(zhì)，列出短路點(diǎn)處的邊界條件 2）制作系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖，并根據(jù)系統(tǒng)的序網(wǎng)絡(luò)圖，列出可列出序電壓方程， 3）求解短路電流。 由各相電壓、電流與其相應(yīng)的各序電壓、電流之間的關(guān)系可列出 6個方程，另外由不對稱短路的特征（所謂邊界條件）再列出 3個方程即可求出短路點(diǎn)的各相短路電流 。下面分析各種不對稱短路電流的計(jì)算方法。 132 1. 兩相短路 供電系統(tǒng)在 K點(diǎn)發(fā)生 B、 C兩相短路 。 kAI0?k B k CII??ABC邊界條件 kAkB kCkB kCI0IIUU????? ????133 短路電流的電動力效應(yīng)與熱效應(yīng) 134 由于供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，要有相當(dāng)大的短路電流通過電器和導(dǎo)體。 一方面要產(chǎn)生很高的溫度，即熱效應(yīng)； 另一方面要產(chǎn)生很大的電動力，即電動效應(yīng)。 這兩種效應(yīng)可能損壞電器和載流導(dǎo)體及其絕緣。 因此，選擇電氣設(shè)備時，必須充分考慮這兩種效應(yīng)對電器和導(dǎo)體可能造成的后果，即要進(jìn)行熱穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度的校驗(yàn)。 為了正確選擇電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體，保證電氣設(shè)備可 靠地工作，必須用短路電流的電動力及熱效應(yīng)對電氣設(shè)備 進(jìn)行校驗(yàn)。 135 供電系統(tǒng)在短路時，由于短路電流特別是短路沖擊電流 很大，因此相鄰載流導(dǎo)體間將產(chǎn)生強(qiáng)大的電動力，可能使電 器和載流部分遭受嚴(yán)重的破壞。 因此，電氣設(shè)備必須具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，以承受短路時 最大電動力的作用，避免遭受嚴(yán)重的機(jī)械性損壞。 通常把電氣設(shè)備承受短路電流的電動效應(yīng)而不至于造成機(jī) 械性損壞的能力，稱為電氣設(shè)備具有足夠的電動穩(wěn)定度。 (3)shI (3)shi用 或 校驗(yàn)設(shè)備的電動力稱為動穩(wěn)定校驗(yàn) 136 導(dǎo)體在電磁場中受到電動力 F按左手定則確定： ?s i nB I LF ?的夾角（度）－導(dǎo)體與磁感應(yīng)強(qiáng)度間通過導(dǎo)體的電流（安）—平方米）磁感應(yīng)強(qiáng)度（韋伯—導(dǎo)線長度（米）—?IBl/137 72 1 2 1 2s in 9 0 2 1 0 ( )lF B i l i ia?? ? ? ? 牛 頓 兩根平行載流導(dǎo)體間的電動力 平 導(dǎo)體 1在 a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B， 71110702 1 0 /24 1 0 /1/rriiBaa???????? ? ??－－（ 韋 伯 平 方 米 ）＝ — 真 空 導(dǎo) 磁 率 （ 亨 米 ）＝ — 空 氣 相 對 導(dǎo) 磁 率 （ 亨 米 ）－ 兩 導(dǎo) 體 間 中 心 距 離 （ 厘 米 ）1i2i2F1Fal導(dǎo)體 2受到的電動力： 138 ?結(jié)論： ?兩導(dǎo)體中流過的電流互為同向時，兩力相吸。 ?兩導(dǎo)體中流過的電流互為反向時，兩力相斥。 1i2i2F1Fal當(dāng)兩導(dǎo)體中流過的電流互為反向時 139 hbm ?hbba?? 如導(dǎo)體的形狀不是圓形，如矩形時需要加 ks系數(shù)進(jìn)行修正。 修正后的電動力須乘載流體的形狀系數(shù) ks： 7122 1 0 ( )slF k i ia??? 牛 頓當(dāng)導(dǎo)體為 矩形導(dǎo)體時，需要加 k系數(shù)進(jìn)行修正 140 三相平行導(dǎo)體間的電動力 如三相載流導(dǎo)體敷設(shè)在同一平面上，邊緣相的導(dǎo)體 和中間相的導(dǎo)體受力不一樣。可以證明，中間相的導(dǎo)體受力最大。 AiBiCiBAFBCFa a l AmBmCmsi n( 120 )si nsi n( 120 )iI ω tiI ω tiI ω t?????三相平行導(dǎo)體間的電動力 B相的導(dǎo)體所受電動力 B B A B C7s B A B C7s B A C2 ( ) 102 ( ) 10F F Flk i i i ialk i i ia????? ? ?27B s m3 s in 2 1 0 ( N )lF k I ω ta???:A B Ciii代 入 、 、當(dāng) 時，得 B相最大受力： 2 90t? ? ? ?27B m s m3 1 0 ( N )lF k Ia???142 短路電流沖擊值通過導(dǎo)體， B相最大受力 產(chǎn)生電動力最嚴(yán)重的時刻是發(fā)生短路后出現(xiàn)沖擊電 流的瞬間，這時有最大電動力 Fm。 變電所中的一切電氣設(shè)備都必須按照能夠承受 Fm 為條件來校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度的穩(wěn)定性。 27B m s s h3 1 0 ( N )lF k ia??? 當(dāng)發(fā)生三相短路故障時，短路電流沖擊值通過導(dǎo)體， 中間相所受電動力的最大值為 ： 143 小結(jié)： 成套電氣設(shè)備的長度、導(dǎo)線間的中心距及形狀 系數(shù)均為定值，故所受到的電動力只與電流大小有 關(guān)。因此，成套設(shè)備的動穩(wěn)定性，常用設(shè)備極限通 過電流來表示。 當(dāng)成套設(shè)備的允許通過的極限電流峰值大于 時，或允許通過的極限電流有效值大于 時，設(shè) 備的機(jī)械強(qiáng)度就能承受沖擊電流的電動力，這就是 動穩(wěn)定校驗(yàn)。滿足要則求設(shè)備的動穩(wěn)定性合格。否 則應(yīng)按動穩(wěn)