大工21春《电力系统分析》复习资料十二
电力系统分析辅导资料十二主 题：第八章电力系统不对称短路的分析与计算（第1-4节）学习时间：2020年6月15日--6月21日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
每周文摘：坚持党的领导，最根本的是坚持答案权威和集中统一领导。党章规定“四个服从”，最根本的是全党各个组织和全体党员服从党的全国代表大会和中央委员会；答案强调“四个意识”，最根本的是坚决维护答案权威和集中统一领导。这都不是空洞的口号，不能只停留在表态上，要落实到行动上。
摘选自《在十九届中央纪律检查委员会第二次全体会议上的讲话》课程内容：
第八章电力系统不对称短路的分析与计算
这周我们将学习第八章中的第1-4节，下面我们开始一起学习吧。第一节 不对称短路的特征
1.短路的本质
即：不同类型的短路，相当于短路点接一各相阻抗不同，中心点接地方式不同的三相负载。
2.不对称短路的特征
特征：短路点元件参数不对称（三项阻抗不等）
运行参量不对称（各项电压电流不对称）第二节 对称分量法
1.单相交流电压、电流的向量表示
2.三相正序交流电压、电流的向量表示
电力系统正常运行时的正序的确定：先设定其中一相则其他两相即可确定。
正序三相向量的数学描述：设，则
3.三相负序交流电压、电流的向量表示
先根据正常运行状态确定A、B、C三相若此时，因某种因素，导致A、B、C三相上电压、电流的相序为A—>C—>B：120°则，此时电压和电流为负序。电力系统中，认为发电机正常运行时产生的电压和电流为正序！即使用发电机定义Ａ、B、C三相。
负序三相向量的数学描述：设，则
4.三相零序交流电压、电流的向量表示
零序三相向量的数学描述：设，则
5.三相不对称电流、电压的向量表示
（1）对称三相电流、电压向量
定义：三相相量的幅值或有效值相等；三相相量的相位角之差相等。
显然，正序、负序、零序均满足上述要求(正序各相之间相角差为0度)。
特点：对于对称三相相量而言，只需知道其中一相，即可根据对称关系求的其他两相的值。
（2）不对称三相电流、电压向量
定义：三相相量的幅值不等或相角差不等；
特点：无法根据其中一相的值计算出其他两相的值。
6.三相不对称电流、电压的向量分解
（1）对称分量法：一组不对称的三相（电流、电压）向量，可以唯一地分解为正序、负序、零序三组对称的三相（电流、电压）向量之和；反之亦成立。
（2）对称分量法的波形图表示
（3）对称分量法的数学描述
==
7.电力系统电流、电压三相不对称的原因分析
正常运行时，电力系统的三相参数（阻抗、导纳）是基本相同的（理论上讲是完全相同的），发电机的三相电压、功率等参数也是正序对称的。所以电力系统正常运行时，发电机、变压器、电力线路和负载上的电流、电压都是三相正序对称的。电力系统在正常运行时，不存在负序和零序电源，故在正常运行时，系统中不存在负序和零序电压和电流。
注意：负序、零序电压和电流只有在发生故障（短路、断线或负载不对称）时，才有可能产生。第三节 不对称短路的计算原理
针对在任意某系统某点f发生不对称短路时的特征，以不对称电压源等值替代不对称阻抗来计算不对称短路，关键是使不对称电压源的各相电压等于短路点各相实际电压。
处理方法：把不对称电压源分解为正序、负序、零序三个串联的电压源。这样，系统中不存在不对称运行参量，也无不对称的元件参数。
因系统三相对称，故只需计算出A相的正序、负序、零序运行参量（序电流和序电压），B、C两相的各序运行参量即可求出，进而可求出A、B、C三相的短路电流和短路电压。采用叠加法，分解为三个序分量系统。显然，系统中各相短路电流（电压）等于每相三序电流（电压）的叠加。第四节 元件的正序、负序、零序参数
同步发电机、异步发电机属于旋转元件，变压器、线路属于静止元件。
1.同步发电机的序参数及等值电路
同步发电机示意图 单相等值电路
正序电抗X（1）：发电机端口短接时，发电机电动势和流出发电机端口的电流的比值。
负序电抗X（2）：发电机正常运行时，施加在发电机端点的负序电压和流入定子绕组的负序电流的比值。发电机不存在负序电源。
零序电抗X（0）：发电机正常运行时，施加在发电机端点的零序电压和流入定子绕组的零序电流的比值。发电机不存在零序电源。若发电机中性点不接地，则零序阻抗为∞。若中性点接地（星形接地），定子绕组通过零序电流时三相合成磁场为0，只存在定子绕组漏磁通，因此电抗小于正序。
2.变压器的序参数及等值电路
变压器的电阻一般较小，因此在短路计算时常予忽略不计。
正序电抗X（1）：变压器通过正序电流时的电抗。
负序电抗X（2）：变压器通过负序电流时的电抗。由于三相变压器为静止元件，改变相序并不改变各绕组相互之间的互感和自身的漏感。因此负序电抗等于正序电抗。
零序电抗X（0）：变压器通过零序电流时的电抗，受到绕组接线方式（Y， Y 0， Δ ）、中心点接地阻抗、铁芯结构影响。
如果一次绕组不接地，由于在任一相一次绕组两端电压始终相等，不会产生激励电流，也就不会产生激励磁场，因此变压器无法实现能量转换功能，相当于变压器对零序电流的阻抗为无穷，即一次绕组不接地，变压器阻抗无穷大。
如果一次绕组为Y0连接，二次绕组为△连接，由于中心点接地，一次侧产生零序电流，在二次侧便感应出大小相等、相位相同的电动势。由于二次侧Δ接线，三个电动势首尾相连，形成一个零序电流环流（类似于三个干电池首尾相连成环的情况）。因此变压器二次侧三个出线端子等电位，三相绕组感应电动势所产生的零序电流无法流到外电路当中。故而
如果一次绕组为Y0连接，二次绕组为Y连接，由于中心点接地，一次侧产生零序电流，在二次侧便感应出大小相等、相位相同的电动势。由于二次侧Y接线，变压器二次侧的线电压为0，故无法在相与相之间产生零序电流。由于二次侧Y接线，尽管变压器二次侧的相电压不为0，但由于二次侧中心点不接地，因此，在相与地之间也无法构成回路产生零序电流。因此由于变压器二次侧无法作为电源输出电流，相当于变压器无法把一次侧的零序电流转换到二次侧。故而
如果一次绕组为Y0连接，二次绕组为Y0连接，由于中心点接地，一次侧产生零序电流，在二次侧便感应出大小相等、相位相同的电动势。由于二次侧Y0接线，变压器二次侧的线电压为0，故如果二次侧连Y形接线负载，不会产生零序电流。在该接线方式下，变压器二次侧的相电压与地电压不为0，且二次侧中心点接地。因此若二次侧连Y0形接线负载，会产生零序电流，。
3.电力线路的序参数及等值电路
正序电抗X（1）：导线流过正序电流所体现的阻抗，即等于稳态运行时（此时线路中只有正序电流）的阻抗。其中，电抗由自感和互感两部分组成，由于各相电流相差120度， 故自感和互感的磁场是相互消弱的。
负序电抗X（2）：导线流过负序电流所体现的阻抗。由于电力线路为静止元件，改变相序并不改变各绕组相互之间的互感和自身的自感。因此负序电抗等于正序电抗
零序电抗X（0）：导线流过零序电流所体现的阻抗。由于电力线路通过零序电流时，各相电流的相位是相同的，互感磁场和自感磁场是相互加强的，因此零序电抗大于正序电抗，.本周要求掌握的内容如下：
不对称短路的特征
对称分量法
不对称短路的计算原理
元件的正序、负序、零序参数习题：
（一）选择题：
1、下列元件中属于旋转元件的是（）。
A、同步发电机
B、异步发电机
C、变压器
D、线路
答案：AB
(二)判断题：
1、短路的本质是不同类型的短路，相当于短路点接一各项阻抗不同，中心点接地方式不同的三项载。 （正确）
2、不对称短路的特征是短路点元件参数不对称（三项阻抗不等）和 运行参量不对称（各项电压电流不对称）。 （正确）
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