12正序、负序和零序网络:
当电力系统发生不对称短路,等效地在短路处出现正序、负序和零序电势。根据叠加原理,短路处三序电势分别作用于系统,即可得到三序网络。再结合短路边界条件,就可形成复合序网。通过复合序网求取短路处的各序电压和电流,再通过对称分量合成即得到短路处的三相电压和电流。求三序网络是不对称短路计算的重要步骤。
正序网络的特点:中性点接地阻抗和空载线路不流通正序电流,予以取消,其余电力系统各元件均应包括在正序网络中;发电机产生正序电势,正序网络为有源网络;结构与计算三相短路时的等值网络结构相同;元件电抗采用正序电抗;正序网络端口(k1,o1)处的电压等于短路点处的正序电压。
负序网络的特点:网络结构和元件与正序网络完全相同;由于发电机不产生负序电势,故所有发电机负序电势为零,为无源网络;发电机等旋转元件的电抗采用负序电抗,其他静止元件的负序电抗与正序电抗相同;负序网络端口(k2,o2)处的
电压等于短路点处的负序电压。
零序网络的特点:结构和组成元件取决于零序电流的通路,与正、负序网络有很大差别;为无源网络;元件参数采用零序电抗,流过零序电流的中性点接地电抗采用其3倍值;零序网络端口(k0,o0)处的电压等于短路点处的零序电压。
构造零序网络可从短路点开始,由近及远地依次观察在短路点零序电势作用下,零序电流可能流通的途径。凡是零序电流通过的元件(即使是空载线路),均应列入零序网络中,而零序电流不能通过的元件,予以舍去。
具体来说,从短路点出发,若向着短路点一侧的变压器绕组为△接法或Y接法,不论变压器其他侧绕组的接法如何,零序电流都不能流通,则相应部分不是零序网络;若向着短路点一侧的变压器绕组为Y0接法时,零序电流才有可能流通,而真正是否能流通还与变压器另一侧绕组的接法有关:另一侧绕组也是Y0接法的,零序电流可以通过此变压器通向另一侧的外电路;但另一侧为△接法的,零序电流只能在三角形侧绕组内产生零序环流而不能流向外电路。
13 对不对称短路,还可利用正序等效定则简便地求取短路电流。
计算练习:
1如图所示,某变压器由无限大功率电源供电,当在k点发生三相短路时,试计算短路电流的周期分量,冲击电流及短路功率(取Sd?100MVA,Ksh?1.8)。
解:取基准值Sd?100MVA,Ud?Uav。计算各元件电抗标幺值。 线路电抗标幺值 XL*?0.4?50? 变压器电抗标幺值
XT*?100?0.151 2115100?0.52 52010.5?100?10?.525 0.676电源至短路点的电抗标幺值 X?*?XL*?XT?*0.15无限大功率电源母线电压标幺值 E*?U*?短路电流周期分量标幺值 Ip*?短路电流周期分量有名值 Ip?U115??1 Ud11511? X?*0.67611100?Id??kA=2.31kA X?*0.6763?37Ip?mK2shI?1.p82?2.31冲击电流有名值 ish?KshkA=5.88kA
S短路功率有名值 S?Ip*d?1X?*100?S?MVA=148MVA d0.6762试绘制图示电力系统k点不对称短路时的零序网络。
解:零序电流通路如图(a)所示,其零序等值电路和简化后电路分别如图(b)
和图(c)所示。
需要说明的是:1)由于流过中性点接地电抗的电流为3I0,因此,在一相的零序网络中,应将接地电抗增大三倍,以满足零序回路方程;2)对于系统中空载运行