【正文】 Z00aI 0bI0cI0aU 0bU 0cU? 零序網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)： – 只有零序電勢(shì)作用，零序網(wǎng)中電源電勢(shì)為零； – 因?yàn)? ，中性線中有零序電流 流過(guò)， ，所以零序網(wǎng)的單相圖中 ZN要按三倍畫； – 零序網(wǎng)三相對(duì)稱，計(jì)算時(shí)只畫一相。 序阻抗 ? 元件的序阻抗，是指元件三相對(duì)稱時(shí)，元件兩端某一序的電壓降與通過(guò)該元件同一序電流的比值，即： ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )( 2 ) ( 2 ) ( 2 )( 0 ) ( 0 ) ( 0 )aaaaaaz V Iz V Iz V I? ????????????靜止三相電路元件 正序阻抗 負(fù)序阻抗 零序阻抗 序網(wǎng)絡(luò) ? 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) ZNZ1Z1Z11aI 1bI1cI1aU 1bU 1cUU N? 正序網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)： – 只有正序電勢(shì)作用（包括電源電勢(shì)和短路點(diǎn)的一組正序電勢(shì)）； – 因?yàn)? ，故中性線中無(wú)電流， UN=0，故中性線中接地阻抗不起作用，相當(dāng)于 ZN 短接； – 正序網(wǎng)三相對(duì)稱，故計(jì)算時(shí)只畫一相。 正序分量 負(fù)序分量 零序分量 三相的三序分量各自對(duì)稱（以 a 相位參考相位）： (0)(0)(0)abcIII???(1)aI?(1)bI?(1)cI?(2)aI?(2)bI?(2)cI?2(1 ) (1 )(1 ) (1 )bacaIIII????( 2 ) ( 2 )2( 2 ) ( 2 )bacaIIII????( 0 ) ( 0 ) ( 0 )b c aI I I??? 負(fù)序分量電流是一組對(duì)稱的相量，三相負(fù)序分量電流與正序分量電流相序相反； ? 零序分量電流也是一組對(duì)稱的相量，三相零序分量電流完全相等； ? 依此類推，可得： ( 1 )2( 2 )2( 0 )1 1 111aabacaFFFF????? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?( 1 ) ( 2 ) ( 0 )2( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 0 )2( 1 ) ( 2 ) ( 0 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 0 )a a a ab b b b a a ac c c c a a aF F F FF F F F F F FF F F F F F F????? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?2( 1 )2( 2 )( 0 )111 1 1aaabacFFFF??????? ? ? ???? ? ? ?? ??? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ???逆關(guān)系 矩陣形式： 對(duì)稱分量法在不對(duì)稱電路中的應(yīng)用 ? 1. 將一組不對(duì)稱的電勢(shì)源來(lái)代替一組不對(duì)稱的電壓，這一代替對(duì)電路的其它部分沒(méi)有影響； ? 2. 運(yùn)用對(duì)稱分量法，將不對(duì)稱的電勢(shì)源分解為三組對(duì)稱的分量。 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?。? ? 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（當(dāng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，除故障點(diǎn)之外均為三相對(duì)稱運(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)稱分量法及各元件的序參數(shù) – 不對(duì)稱短路故障分析 第四節(jié) 對(duì)稱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)。1/ dIx?4 三相短路電流的實(shí)用計(jì)算 ? 短路電流基頻分量初始值和穩(wěn)態(tài)值 （ 已分析 ） ? 短路后任意時(shí)刻短路電流計(jì)算 （運(yùn)算曲線） ? 短路電流基頻分量初始值的 實(shí)用計(jì)算 運(yùn)算曲線 ? 通過(guò)前述課程，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了三相短路電流（基頻和直流分量）的 初始值和穩(wěn)態(tài)值 ? 對(duì)于短路暫態(tài)過(guò)程中的短路電流，在工程上利用 運(yùn)算曲線進(jìn)行求取 ? 計(jì)算電抗是指歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的 外接電抗 的標(biāo)幺值和 發(fā)電機(jī)直軸次暫態(tài)電抗的標(biāo)幺值 之和 ? 所謂運(yùn)算曲線是指描述短路電流周期分量與時(shí)間 t 和計(jì)算電抗 xjs之間關(guān)系的曲線，即 js d ex x x????* ( , )p jsI f x t?? 電力系統(tǒng)短路電流的工程計(jì)算在多數(shù)情況下， 只要求計(jì)算短路電流的基頻交流分量， 即 次暫態(tài)電流。 39。dddx x x x x x x? ? ? ? ? ?基頻交流分量初始值 (工程簡(jiǎn)化處理 ) ? 工程上，計(jì)算次暫態(tài)電流時(shí)，其標(biāo)幺值為： 39。 39。因此，當(dāng)短路發(fā)生在離電源較遠(yuǎn)處，可以近似地認(rèn)為電源電壓為恒定。 ? 這些閉合回路在暫態(tài)過(guò)程中改變著定子電樞反應(yīng)磁通的路徑，從而使定子繞組的等值電抗發(fā)生變化。39。 39。39。 39。 39。039。 39。 39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。39。 ? 短路前，交軸電樞反應(yīng)走交軸主磁路，而短路后增加的部分磁勢(shì)（與 對(duì)應(yīng)）的磁通在穿過(guò)氣隙后只能走交軸Q阻尼回路的漏磁路徑。39。39。39。39。39。39。39。39。39。0jj jjdqdqdqddddIE I xI x I xUEx?? ? ???39。 39。0039。 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。0 0 0RdRd ?? ? ? ?? ? ? ? ?0 fafii?0?0Rdf ????????39。39。39。39。 39。 39。 其中， 為 直軸暫態(tài)電抗 39。 39。0ddqI I E x??39。 39。 39。If??39。RfDR???????????? ? ?39。0 j j 0adqE I x I x ?? ? ?定子繞組的 電壓平衡 方程： 短路電流基頻分量： f???fu基頻交流初始值 (空載 , Ra=0, 有 D繞組時(shí) ) 0 fafii?0?039。 39。39。If???f??經(jīng)過(guò)等效發(fā)現(xiàn) ：定子電樞反應(yīng)磁通在穿過(guò)氣隙后被擠到勵(lì)磁回路的漏磁路徑。 0RRf ?????? ? ???39。39。 39。Ifu39。??ff??????f??短路前 ：勵(lì)磁電壓 ，勵(lì)磁電流 主磁通 ，勵(lì)磁漏磁通 短路后 ：為抵消定子基頻電流 電樞反應(yīng)勵(lì)磁回路感應(yīng)自由直流分量 ， 對(duì)應(yīng)的主磁通和漏磁通為 0Rf ?? ? ?? ? ? ?由于勵(lì)磁回路 磁通守恒 ，有： fU 0fi0Φ fΦ?39。 ? 設(shè) ，且在 t=0時(shí)定子 三相短路，此時(shí)定子磁鏈為 0 0 000 0 000 0 0c o s( )c o s( 1 2 0 )c o s( 1 2 0 )abcttt? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????? ? ??? ? ? ??0 0? ?0|0 | 0 00|0 | 0 00|0 | 0 0c os( 0 )c os( 120 ) c os( 120 ) abc? ? ?? ? ?? ? ?? ????? ? ? ???? ? ???定子三相短路電流產(chǎn)生的磁鏈 ? 假設(shè)短路后定子三相繞組為超導(dǎo)體閉合回路。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)。 ? 如果電樞磁動(dòng)勢(shì)有交軸和直軸分量，則電樞反應(yīng)就有相應(yīng)的 交軸電樞反應(yīng) 和 直軸電樞反應(yīng) 。 ? 此時(shí)的氣隙磁場(chǎng)，由主極磁動(dòng)勢(shì)和電樞磁動(dòng)勢(shì)二者的合成磁動(dòng)勢(shì)建立。( ) ( ) ( )ddt T t Tm m m m m mI t I I e I I e I??? ? ?? ? ? ? ?2 勵(lì)磁回路電流 ? 除了直流勵(lì)磁電流外，還出現(xiàn)了交流分量 ? 交流分量最終衰減為零 ? 衰減時(shí)間常數(shù)與定子回路短路電流的直流分量相同 ? 物理原因是：勵(lì)磁回路與定子即轉(zhuǎn)子阻尼回路間存在耦合 第二節(jié) 發(fā)電機(jī)空載短路后物理過(guò)程分析 ? 基礎(chǔ)：超導(dǎo)體閉合回路 磁鏈?zhǔn)睾阍?及同步電機(jī) 電樞反應(yīng)原理 ? 知識(shí)回顧 – 什么是雙反應(yīng)原理？ – 什么是電樞反應(yīng)？ – 什么是交軸電樞反應(yīng)？ – 什么是直軸電樞反應(yīng)？ 知識(shí)回顧 ? 當(dāng)電機(jī)帶上負(fù)載時(shí)，電樞繞組中有電流流過(guò)，電樞電流將產(chǎn)生電樞磁動(dòng)勢(shì)。39。 39。mmII??39。mI39。 – 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。 0 .0 10 .0M1M[ e 1 ]2aaTM m mTmmmK IIKIIIie????????? KM稱為 沖擊系數(shù) ，即沖擊電流值對(duì)于交流電流幅值的倍數(shù) ? 只有電阻 R、 L=0時(shí)， Ta=0， KM =1 ? 只