当系统发生了不对称故障时,根据对称分量所具有的独立性,就可以将故障网络分成三个独立的序网来研究,对不对称故障进行分析讨论。下面以一简单电力系统为例,来说明应用对称分量法计算不对称短路的一般原理。
根据对称分量所具有的独立性,把故障网络分为三个独立的序网:正序网、负序网、零序网,如图8-4(d)、(e)、(f)所示。在正序网中包含有发电机的电源电势(正序)和故障点的正序电压分量,在这样正序电源的作用下,三相正序网中流有正序电流,对应的发电机和线路元件的阻抗就是正序阻抗。在负序网或零序网中由于发电机没有负序和零序电源,因而只有故障点的负序或零序电压分量。在这些相应的电压作用下,三相负序网或零序网中流有负序或零序电流,电路中对应的是负序和零序阻抗。
对每一个序网,由于三相都是对称的,故可以只取一相来进行分析计算,通常称此相为基准相。基准相原则上可以选择三相中的任意一相,但在电力系统故障分析计算中,一般是选择最特殊的一相作为基准相。例如,a相接地故障时,取a相为基准相,这样就可以作出a相的正序网、负序网和零序网。如图8-5(a)、(b)、(c)所示。在正序网和负序网中,因三相对称,流过发电机中性线的电流为零,故可将中性点的接地阻抗Zn略去。在零序网络中,流过中性线的电流为三倍零序电流,因此在单相零序网中应在中性点接入3Zn的接地阻抗。求得一相序网后,分别将各序网络从故障端口用戴维南定理等值,就得到图8-5(d)、(e)、(f)所表示的a相正序、负序、零序等值网络。它们所对应的序网方程为
图8-4 应用对称分量法分析不对称故障用图
(a)a相短路;(b)替代电路;(c)对称分量表示电压相量;(d)正序网;(e)负序网;(f)零序网(www.xing528.com)
Z∑1、Z∑2、Z∑0——分别为正序、负序、零序等值网络对故障点每相的组合阻抗。
式(8-7)只和系统结构以及故障点位置有关,是关于基准相(此处选择a相)的各序网络方程,与故障形式无关,反映了各种不对称短路的共性,即说明了当系统发生各种不对称故障时各序网络的序电压和序电流都应遵循的相互关系。
式(8-7)只有三个方程式,但有六个未知数,所以还要根据短路故障的边界条件,找出另外三个方程来加以联立求解。
图8-5 各序网及其等值电路
(a)正序网;(b)负序网;(c)零序网;(d)正序等值电路;(e)负序等值电路;(f)零序等值电路
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