【正文】 以 這個額定電為一個新的電壓等級 。 5．電容器 串補(bǔ)、并補(bǔ)、 已知 C。 序阻抗就是相阻抗。 B1 2 0 2B1SX X X = CUω?? 6．電抗器 串、并、已知 KX 、 eI 、 eU 。序阻抗就是相阻抗。 B1 2 0 K KBBeeeZ I UX X X = X X ( ) ( )Z I U? ? ? 小結(jié) ： 1）各序等值 實(shí)際就是確定 各序 等效 阻抗支路 及其參數(shù)。 2） 折算到統(tǒng)一 標(biāo)幺 。 17 不對稱 故障計算 K(1） 短 路 K() （橫向） K(2) 一、 原理（求解方法） ?根據(jù)故障類型在故障點(diǎn)各序電氣量之間的關(guān)系 → 復(fù)合序網(wǎng) 。 ?計算出故障點(diǎn)各序電氣量 。 ?計算全網(wǎng)各序電氣量 。 以最典型的兩側(cè)電源線路系統(tǒng)為例，如圖，在線路 D 點(diǎn)發(fā)生不對稱故障。 18 二、 各種不對稱故障故障點(diǎn)電氣量計算 1） K(A) 故障點(diǎn)邊 界條件： AU=0 B CI=I=0 A1 A2 A0U +U +U =0 ? .I A1 = .I A2＝ .I A0 由此可知，三個序網(wǎng)是串聯(lián)的。 1Z? 1E? 可得故障點(diǎn)各序電流及電壓： 2Z? ? 1A 1 A 2 A 01 2 0EI = I = I = ZZ Z?? ? ??? A1U 、 A2U 、 A0U 0Z? 故障點(diǎn)電壓向量圖如圖。 19 UA1 UC2 UB2 UC1 UB1 UA0 UA2 UC UB 2） K(BC) 故障點(diǎn)邊界條件 ： IA=0 IB=IC .BU = .CU 0I=0 . . .2A 1 A B C1I = ( I + a I + a I )3 ? ..A1 A2I =I ? ..A1 A2U =U . . .2A 2 A B C1I = ( I + a I + a I )3 顯然 ， 其序網(wǎng)是并聯(lián)的。 1Z? A1I 1E? 2Z? A2I 可得故障點(diǎn)的各序電流、電壓。 .. 1A 1 A 212EI = I = ZZ???? A1U?? .A2U?? . A1U .A2U .AU . B2U .B1U ? . C1U .C2U .BU .CU 3） K(B,C) 20 故障點(diǎn)邊界條件： AI =0 ..BCU =U =0 . . .A1 A2 A0I I + I =0? ? ...A1 A2 A0U = U = U 顯然，其序網(wǎng)是并聯(lián)的。 可得故障點(diǎn) 的各序電流、電壓。 ???????02111 ZZZ EIA ? . . .A1 A2 A0U I I、 、 三、 保護(hù)安裝處電氣量計算 保護(hù)安裝處（ M 處）電氣量 → 在各序網(wǎng)中先求出 。 21 ∴ . . . . . . .A A 1 A 2 A 0 f h d 1 d 2 0 d 0I I I + I = I + C1 I + C2 I + C I?? ..fh AI + I?? → 故障分量（突變量） 同理： . A fh U U +ΔU? 討論 ： 1） 故障后的狀態(tài) = 正常狀態(tài) + 故障附加狀態(tài) 2） 關(guān)于正常負(fù)荷狀態(tài)的考慮 從計算的角度，忽略負(fù)荷（規(guī)程上 規(guī) 定）， 按 空載下 進(jìn)行 計算 。 對于單側(cè)電源系統(tǒng)，空載是指無負(fù)荷電流，比如 低壓饋供網(wǎng)、發(fā)電廠 廠用電就是這種情況。 對于雙側(cè)電源系統(tǒng)，空載是指兩側(cè)電源電勢同相位。 ..MNfh M MN NEEI Z +Z +Z?? 3） 關(guān)于 C1 和 C2： 一般而言， 全 系統(tǒng)中各元件 Z1=Z2， 1 2 0C CC? ≠ 。 K(2)，保護(hù)處與故 障點(diǎn) 電流特征 相同（不考慮負(fù)荷） 。 K(1)，保護(hù)處與故障點(diǎn) 電流特征 不同 。 K()，保護(hù)處與故障點(diǎn) 電流特征 不同 。 這就是為什么 用 軟件 計算時 保護(hù)安裝處電 流 量會與習(xí)慣上的故障特征不同 的原因 。 4） 線路故障 母線電壓計算通式 ： 22 M D . . .A DA MDU U + U? ? . . . .D A M D 1 M D 2 M 0U + U + U + U . . .D A A 1 1 A 2 2 A 0 0U + I Z + I Z + I Z? . . . . . .D A A 1 1 A 2 1 A 0 1 A 0 1 A 0 0U + I Z + I Z + I Z I Z + I Z?? . D A A 1 A 0 0 A 0 1U + I Z + ( I Z I Z )?? . 01D A A A 0 11Z ZU + ( I + 3 I ) Z3Z? . . .D A A 0 1U + ( I + K 3 I )Z? 一般零序阻抗按 3 倍的正序阻抗考慮， 零序補(bǔ)償子數(shù) 23 另一種表達(dá)： . . .A D A M DU U + U? ＝ . . . .D A M D 1 M D 2 M 0U + U + U + U . . .D A A 1 1 A 2 2 A 0 0U + I Z + I Z + I Z? =UDA+IA1(R1+jX1)+IA2(R2+jX2)+IA0(R0+jX0) =UDA+IA1R1+ IA2R1 +IA0R0 +j(IA1X1+ IA2X2 +IA0X0) = UDA+( IA+Kr3I0)R1+( IA+Kx3I0)X1 其中： Kr＝ (R0R1) / 3R1， Kx＝（ X0X1） / 3X1 之所以這樣，根本原因是輸電線路的正零序阻抗不同。 5） 單側(cè)電源系統(tǒng) （廠用電系統(tǒng)） 故障計算 情況更加 簡單， 不需分配， 故障點(diǎn)的電 流 量就是保護(hù)安裝處的 電流 量。 6） 運(yùn)行方式 對保護(hù)安裝處流過短路電流大小的影響 系統(tǒng)物理連接確定后，實(shí)際運(yùn)行有各種各樣方式。 一般大方式是指電源多，連接緊密，發(fā)生短路后， 短路點(diǎn) 的電流大；小方式是指電源少，連 23 接不緊密，發(fā)生短路后， 短路點(diǎn) 的電流小。對于保護(hù)安裝處而言， 不同的方式下同一個短路點(diǎn)其短路電流的大小也不同， 需具體情況具體分析，如 上圖 保護(hù) 1， 正方向短路流過最大短路電流的方式顯然是三機(jī)、雙回線運(yùn)行的方式，正方向短路流過最小短路電流的方式顯然是單機(jī)、單回線運(yùn)行的方式；但是對于保護(hù) 2， 正方向短路流過最大短路電流的方式應(yīng)當(dāng)是三機(jī)、單回；正方向短路流過最小短路電流的方式顯然是單機(jī)、雙回線運(yùn)行的方式。對于環(huán)網(wǎng)，與雙回線類似，要具體情況具體分析。 7）短路容量 在繼電保護(hù)整定時，經(jīng)常會遇到短路容量的概念。 短路容量是指在某點(diǎn)發(fā)生三相短路后，流過短路點(diǎn)的總功率 。如圖： 顯然，短路容量 S = 3 U*I = 3 E1Σ *I = E1Σ * E1Σ / Z1Σ 對于 標(biāo)幺形式， S = 1/Z1Σ ,即短路容量與節(jié)點(diǎn)等值阻抗是倒數(shù)關(guān)系，所以， 已知短路容量可求得等值阻抗，反之亦然。 同時，短路容量經(jīng)常用來校核開關(guān)的開斷能力。對于單電源輻射網(wǎng)，可用于校核母線上各出線的開關(guān)（因?yàn)樽顕?yán)重的情況就是出線出口處三相故障）。對于環(huán)網(wǎng)，則是計算開斷某個支路后的短路容量，用來校核該支路的開關(guān)。 為簡化計算，軟件一般是直接在該點(diǎn) 做 K(1)故障 ， 同時 計算出該 點(diǎn)的正序、負(fù)序、零序等值阻抗 ，也就知道了短路容量。短路容量概念擴(kuò)展到零序，也就有了零序短路容量 的概念 。 8） 關(guān)于 短路計算的進(jìn) 一步說明 需說明的是，上述故障分析實(shí)際上是基于穩(wěn)態(tài)分析為前提的，短路電流也只是針對穩(wěn)態(tài)電流 分量而言的。事實(shí)上，任何情況下的短路總是伴隨暫態(tài)過程的。 對于無窮大系統(tǒng)的短路，短路電流包含穩(wěn)態(tài)基波電流，還有衰減的非周期分量 ，最后過渡到穩(wěn)態(tài)基波電流。 對于同步發(fā)電機(jī)的短路， 短路電流的周期分量和非周期分量都是 衰減的， 周期性分量一開始是次暫態(tài)電流，過渡到暫態(tài)電流， 最后過渡到穩(wěn)態(tài)基波電流。 對于整定計算， 由于繼電保護(hù)裝置反映的是工頻分量，不用考慮非周期分量的影響；如果是快速保護(hù)，可以考慮暫態(tài)周期分量，慢速保護(hù)只考慮穩(wěn)態(tài)周 期分量。 E1Σ Z1Σ E1Σ Z1Σ 24 四、舉例 1） 單側(cè)電源兩相故障的特點(diǎn) 。 故障相的相電流 為什么 (2) (3)MM3I = I2 S1 S2Z =Z MD1 M2Z =Z 證明 ： K(3) (3)M s1 MD1EI Z +Z? K(2) 故障點(diǎn)： .d 1 d 2 s 1 M D 1 S 2 M D 2EI = I = Z + Z + Z + Z (3)M1I2? 實(shí)際上，單側(cè)電源故障點(diǎn) ? 保護(hù)處 注 ：忽略 fhI ， 12Z=Z 2） Y/△ ? 11，在△側(cè) K(2)， Y 側(cè)電流 如何 分布 （廠用電常見這種情況） 。 Y/△ ? 11 在△側(cè)發(fā) 生 K(BC) ， ..BCI =I AI0? ，用向量圖分析。 正序向順時針轉(zhuǎn) 30 度，負(fù)序反向轉(zhuǎn) 30 度。 結(jié)論 ： Y 側(cè) 三相均出現(xiàn)短路電流，一相是另兩相的 2 倍 。 25 3） A 側(cè)變壓器中性點(diǎn)接地， B 側(cè)變壓器中性點(diǎn)不接地，在線路上發(fā)生接地故障，已知故障點(diǎn)零序電壓為 Ud0， 問： B 變壓器中性點(diǎn)電壓是多少？ 分析：這實(shí)際上一個單側(cè) 電源 系統(tǒng)的故障，對于 B 側(cè)，零序顯然是開路的，所以 .d0U=U ，系統(tǒng)的零序電壓分布如圖所示。 4） 上圖中， B 變壓器中性點(diǎn)也接地，問：高壓側(cè)三相電流的特征是什么？ 注 ：中性點(diǎn)接地和不接地系統(tǒng) 。 5）上圖中，發(fā)電機(jī)側(cè)電流的特征是什么？ 26 電力系統(tǒng)的接地方式 一、 電力系統(tǒng) 的接地方式 中性點(diǎn)接地系統(tǒng) (大電流系統(tǒng)） 電力系統(tǒng)根據(jù)變壓器中性點(diǎn)是否接地，分為： 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng) (小電流系統(tǒng)） 兩者的區(qū)別是： 大電流接地系統(tǒng) 單相 接地故障后，會出現(xiàn)大的短路 電流 和零序電流；而小電流接地系統(tǒng) 單相 接地故障后， 由于不存在與大地構(gòu)成的回路（或者說不存在零序回路） 無大的短路 電流 和零序電流，如果不考慮分布電容的影響，理論上無短路電流。 兩者的分界線就是變壓器。 對于大電流接地系統(tǒng)，按上述故障分析方法分析即可。 對于小電流接地系統(tǒng)， 發(fā)生 K() 相當(dāng)于相間故障，下面針對 K(1）分析。 二 、小電流接地系統(tǒng)接地故障分析 （廠用電系統(tǒng)） 1） 電壓 情況 單電源不接地系統(tǒng)，接地后，故障點(diǎn)的三相電壓為： UA