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第七章 电力系统元件的序阻抗和等值网络


46
单回路三相架空输电线的正序、负序和零序阻抗
①正序阻抗=负序阻抗
D Z1 Z2 ZS Zm ra j0.1445lg am
②零序阻抗>正序阻抗
原因:零序电流三相同相位,互感磁通相互加强
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双回架空输电线的零序阻抗及其等值电路 •每回线路的正序阻抗与单回线路的正序阻抗完 全相等。(通过正序(或负序)电流时,两回线 路之间无互感磁链作用。)
c2 c0

三组序分量电压间的关系为 正序分量: 2 Ua1, U
a U , U aU b1 a1 c1 a1 2 负序分量: U a2, U b2 aU a2,U c2 a Ua2 U 零序分量: Ub0 Uc0 a0
a e j120为运算子
34
与普通三绕组变压器的不同点:
①一是三相三柱式自耦变压器的激磁电抗大 于普通变压器的激磁电抗,因此,不管变压 器的铁芯结构和接线方式如何,自耦变压器 的零序激磁电抗支路一般都可开断;
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②二是由于两个直接有电气联系的自耦绕 组共用一个中性点和接地线,因此,从等 值电路中不能直接求出中性点入地的实际 电流有名值,必须先算出I侧和II侧的零序 电流有名值和后,再根据下式算出流过中 性点的实际电流有名值:
5
不对称短路的运算方法
不对称短路的特点:三相元件参数对称;短路 点电流、电压向量不对称。
计算不对称短路的思路: 采用对称分量法,将短路处的电压电流不对称 分量转变为对称分量; 应用叠加原理将电路分为三个序网络,分别计 算;(各序分量是否独立?) 进行序分量合成,得到最后结果。
6
对称分量的独立性和序阻抗的概念
绕组端点的对地电压的有名值为
I0 UIn Un U II0 UIIn U Un
折算到I侧

I0 UIn Un U )k 12 U n U II0(U IIn
40
折算到I侧后变压器的零序电抗为
I01 I01
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有架空地线的双回架空输电线的零序等值电路
54
在短路实用计算中,常可忽略电阻,近似地 采用下表的值作为输电线路每一回路每单位 长度的一相等值零序电抗。
55
电缆线路的零序阻抗 电缆芯线间距离较小,故电缆线路的正序(或负 序)电抗比架空线路要小得多。
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说明:
•电缆零序阻抗一般应通过实测确定;
•近似估算中,对于三芯电缆可以采用下面的数值 。
R0 10R1 X0 (3.5~ 4.6)X 1
57
实用计算中,可采用表中的电抗平均值
58
7.4 架空输电线路的各序电纳(自学)
输电线路的正序和负序电纳
7.58 106S /km b0 Deg lg reg
输电线路在各序电压作用下的序 阻抗及等值电路
三相输电线路的正序、负序和零序阻抗为
Z1 Zs Zm Z2 s m Z0 Zs 2Zm
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架空输电线路的自阻抗
De ZS ra 0.05 j0.1445lg am
两平行导线的互阻抗
De Zm 0.05 j0.1445lg D

I01
j X0 j(XI XII)

01
(1k12)
(1k12)
01
Un 3j Xn(I0I I0II)3j XnI0I(1k12)
n(1k12)2 X0 XI XII 3X X I-II 3Xn(1k12)2
41
当III侧绕组开路时
X III
XI X II
(a )
中性点直接接地的三绕组变压器及其零序等值电路图
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Xn
Xn
3Xn
X III 3Xn XI
X II
中性点 经阻抗 Xn接地 的三绕 组变压 器及其 零序等 值电路 图
33
自耦变压器(自学)
• 零序等值电路与YN,yn0和YN,yn0,d11接 线的普通变压器完全相同;
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中性点的实际电流有名值
n 3(I0I I I0II)
中性点的电位则为:
n j3(I0I n U I0II)X
37
中性点直接接地的YNyn和YNynd接线
38
中性点经电抗接地的YNyn和YNynd接线
39
中性点的电位为
Un 3j Xn(I0I I0II)3j XnI0I(1k12)

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三相电路元件的各序阻抗分别为
m s 2a U Z2 Zs Zm I a 2 0a U Z0 Zs 2Zm 0a I U Z1 Z Z 1a I
1a
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不对称短路的运算方法
不对称短路的特点:三相元件参数对称;短路 点电流、电压向量不对称。

2 Uc
Uabc
=A -1 U
120
4
Ua1 1 2U a 2 1 U b Ua2 31 Ua0 1 1 1 U c

U120 = AUabc
a U b U c]T U120 [U a1 Ua2 U a0]T Uabc [U
•每回线路的零序阻抗将增大。(通过零序电流 时,两回线路之间将存在着零序互感磁链。)
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双回路系统的单相零序电路图
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①双回线总的一相零序阻抗为
Z0
(2)
ZI-II0
(ZI0 ZI-II0)(ZII0 ZI-II0)
ZI0 ZI-II0 ZII0 ZI-II0
②如果两回路结构完全相同
Z0
(2)
Z I-II0
1 2
(Z I0 Z I-II0)
1 2
(Z I-II0 Z I0)
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③每一回路的单相零序阻抗为
(1) 0
Z
0
Z I-II0 Z
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有架空地线的单回架空输电线的零序阻抗及 其等值电路
52
由于架空地线的影响,线路的零序阻抗将减小。
(因为架空地线相当于导线的一个二次短路线圈, 它对导线磁场起去磁作用。架空地线距导线愈近, 愈大,这种去磁作用愈大。)
I0 I0
. .
I0
.
U0
.
(a)
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XI
X II
U0
.
Xm0
X0 XI Xm0 Xm0
(b)
若将激磁电抗视为开路
X0
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•与变压器二次侧相连的系统或负荷有接地的中性点
I0 I0
. .
I0 I0
. .
.
ZLD
.
I0
I0
U0
.
XI
X II
(a)
U0
.
Xm0
ZLD
变压器的零序阻抗 就是变压器的漏抗
(b)
26
YNy的接线方式
XI
X II
U0
.
Xm0
(b)
变压器的二次侧是不会有零序电流流通。
X0 XI Xm0 Xm0
27
28
变压器一侧绕组中性点经阻抗接地
29
在单相零序等值电路中,应将中性点的阻 抗增大3倍后和与之相连的那一侧绕组的漏 抗相串联。
XI
X II
3Xn
U0
.
Xm0
E0 0
Z0
.
I a0
U a0
.
.
E 0
(c)
.
正序: E1 Ia1Z1 Ua1 负序: Ia Z 2 2 U a2 零序: aI 0 Z 0 U a0
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7.2 变压器在各序电压作用下的等值电 路及其序阻抗特性
正序阻抗=漏抗 负序阻抗=正序阻抗 零序电抗与变压器的铁芯结构,绕组的连 接方式以及中性点的工作方式有关。
-1
1
9
序阻抗矩阵为
1
三相电路元件参数完全对称时
Zaa Zbb Zcc Zs
Zab Zbc Zca Zm
Zs Zm Zsc 0 0
0 Zs Zm 0
0 0 Zs 2Zm
10
序分量的独立表达式
Ua1 (Zs Zm)Ia1 Z 2 )a 2 s (Z m I Z 0 )a 0 s (Z 2m
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YNd的接线方式
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• 分析变压器的零序激磁电抗 xm0
变压器的铁心结 构不同,零序激 磁磁通的回路也 不同。
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三相三柱式变压器
X IIXm0 X0 X I XII Xm0
三相四柱或三相组式变压器
X0 XI XII
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YNyn的接线方式 •与变压器二次侧相连的系统或负荷没有接地的中性 点
计算不对称短路的思路: 采用对称分量法,将短路处的电压电流不对称 分量转变为对称分量; 应用叠加原理将电路分为三个序网络,分别计 算;(序分量的独立性) 进行序分量合成,得到最后结果。
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a b c
U a1 U b1 U c1 U a2 U b2 U c2 U a0 U b0 U c0
. . . . . .
XI-II 3Xn(1k12) XI-II
2
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当II侧绕组开路时
XI-III 3Xn XI-III
当I侧绕组开路时
XII-III 3Xnk12 XIIIII
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折算到I侧的各电抗为
1 2 1 ( X II 2 (X 1 XIII 2 (X I )XI-II X I-II
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