多功能继电保护电力系统分析(八):电力系统不对称故障的分析计算
一、对称分量法
1、不对称短路时,除短路点外,电力系统其他部分的三相参数是对称的。
2、只有三相电流之和不为0时,才存在零序电流。在三角形接线、星型中性点不接地的三相系统中,即使三相电流不对称,也总有三相电流之和为0,所以不存在零序电流。
3、只有在有中线或中性点接地的三相系统中才可能出现零序电流,且中线或接地线中的电流为每相零序电流的3倍。
4、任何情况下,线电压中都不会有零序分量。
5、电力系统中三序分量相互独立互无影响。即正序电压只产生正序电流、负序电压只产生负序电流、零序电压只产生零序电流。
二、电力系统各元件的各序等值电路及参数
1、发电机中性点通常是不接地的,即零序电流不能通过发电机,这时发电机的零序电抗可以视为无穷大。
2、变压器的正序励磁电抗与变压器铁芯结构无关,因为不管变压器铁芯采用什么方式,三相正序主磁通都是通过铁芯形成回路,由于铁芯的磁阻很小,所以变压器的正序励磁电抗可视为无穷大。
3、三相三柱式变压器为磁路相关系统,励磁主磁通通过铁芯、油箱、和铁芯与油箱之间的间隙构成回路,磁阻较大,因此,三相三柱式变压器的零序电抗不可以视为无穷大。
4、变压器的零序等值电路:
YNd接线方式:零序电流只能在d绕组中形成环流,该侧相当于对地短路。
YNy接线方式:y侧中性点不接地,零序电流没有通路,该侧相当于空载。
YNyn接线方式:若外接电路无中性点,则与YNy接线相同;若外接线路有中性点,则与外接电路零序电抗串联后接地。
5、导线之间的几何平均距离越大,正序电抗越大,零序电抗越小。
6、导线半径越大,正序电抗和零序电抗均越小。
7、电缆的几何均距小于架空线路,正序阻抗小,零序阻抗大。
8、双回线增磁:双回线路零序阻抗大于单回线路。
9、架空线去磁:有架空地线的输电线路零序电抗小于无架空地线的输电线路。
10、限流电抗器的三序电抗相等。
11、发电机在电力系统发生不对称短路时,定子上出现负序电流,产生负序磁场,相当于转子以2倍速切割负序磁场磁感线,转子中就会感应出2倍频(100Hz)的电流。
三、不对称故障的分析计算
1、单相接地短路
零序阻抗>正序阻抗时,单相接地短路电流小于同一故障点的三相短路电流,反之,单相短路电流大于三相短路电流。
单相接地时,非故障相电压的大小:
零序阻抗<正序阻抗,非故障相电压降低,零序阻抗为0时,非故障相电压为正常相电压的√3/2;
零序阻抗=正序阻抗,非故障相电压不变;
零序阻抗>正序阻抗,非故障相电压升高,零序阻抗无穷大即中性点不接地时,非故障相电压为线电压。
2、两相短路
两相短路电流是三相短路电流的√3/2。
两相短路时,非故障相电压等于故障前电压,故障相电压降为故障前的1/2,且方向相反。
同一点发生三相或两相短路时,保护安装处母线间的残压相同。
Yd11变压器Y侧两相短路时,△形侧超前相电流为其他两相的2倍;△侧两相短路时,Y侧滞后相电流为其他两相的2倍。
[判断]任何相间短路都存在负序分量。( × )(三相短路也是相间短路)
3、两相短路接地
两相短路接地,非故障相电压随零序电抗增大而增大,而短路电流随零序阻抗的增大而减小。
零序阻抗=0时,非故障相电压为0,短路电流为三相短路电流的√3倍。
零序阻抗=正序阻抗时,非故障相电压为故障前电压,短路电流等于三相短路电流。
零序阻抗无穷大时,非故障相电压为故障前电压的1.5倍,短路电流为三相短路电流√3/2。
四、不同短路类型下各序分量的分布规律
1、对于各种短路类型下各序电压电流大小排序顺序的题型,画出不同短路类型下的序网,根据题干代入各序电抗的特殊值进行计算。