电力系统不对称短路的分析与计算

u 2Usin(t ) A B C
uA 2Usin(t A )
2UA
2UC
t
t
相序： A—>B—>C：1200
2UB 三相正序电压向量
电力系统正常运行时的电流波形图
i 2Isin(t ) A B C
iA 2Isin(t A )
2 IC
2 IA
t
t
相序： A—>B—>C：1200
由于只有短路点参数不对称，故 一般不使用直接求解复杂的三相 不对称电路的方法，而采用更简 单的对称分量法进行分析。
f
Ufb Ufa
Ufc c
b a
Ifa
Ifb
Ifc
Za
Zb
Zc
K
本章内容
1 不对称短路的特征 2 对称分量法 3 不对称短路的计算原理 4 各元件的正序、负序、零序参数（阻抗、
导纳） 5 各种不对称短路的短路电流和短路电压的
补充——中性点接地方式 经消弧线圈接地（属于不接地方式）
C U&c N
B
U&b
U&a
A
I&d
I&bd
I&cd
由于导线有对地电容，中性点不接地系统中一相 接地时，流过接地点的接地电流为纯容性电流 （非短路电流）。
补充——中性点接地方式
经消弧线圈接地（属于不接地方式）
C U&c N
B
U&b
U&a
A
I&d
• 单相接地电弧能够瞬间自行熄灭 • 采用中性点不接地方式（包括经消弧线圈接地）
补充——中性点接地方式
直接接地方式
C
B
N
A
若系统中一相接地时，出现了除中性点以外的另一 个接地点，构成了短路回路，接地相电流（短路电 流）很大，须迅速切除接地相。
安全性好；供电可靠性低。
补充——中性点接地方式
不接地方式
计算方法
2 对称分量法
2.1 单相交流电压、电流的向量表示
u 2Usin(t )
u 2Usin(t )
2U
t
t
t=0时刻对应的相角为
i 2Isin(t )
i 2Isin(t )
2 I
t
t
t=0时刻对应的相角为
2.2 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电压波形图
2 IB 三相正序电流向量
电力系统正常运行时的正序相序的确定
d轴
若：XX’绕组为A相，则
X
Z'
显然YY’绕组为B相，ZZ ’ 绕组为C相。
Y'
若： ZZ’绕组为A相，则
Y
q轴
显然XX’绕组为B相，YY 绕组为C相。
’
Z
X'
即：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：
定义： a e j120 cos120 j sin120
第8章 电力系统不对称短路的分析与计算
短路种类
对示称意短图路
不三 相 短 路 对 称 两相短路接地 短两 相 短 路 路
单相短路接地
代表符号 f(3) f(1,1) f(2) f(1)
补充——中性点接地方式
（1）中性点定义 指星形接线的变压器或发电机的中性点。
（2）中性点接地方式 中性点与大地之间的电气连接方式。
I&bd
I&cd
B
C
U&bd
U&b N U&c
U&cd
I&cd U&N U&a
I&d
A U&ad 0
I&bd
单相接地电流的有效值为 Id 3 3UC 3UC
当其达到一定值时，有可能使接地点电弧无法自 行熄灭而产生过电压。为了减少接地电流，可在 系统某些中性点处装设消弧线圈。
补充——中性点接地方式
U&cd U&c U&N
电压升高了 3倍
补充——中性点接地方式
不接地方式
C U&c N
B
U&b
U&a
A
B
U&bd
C
U&b N U&c
U&cd
U&N U&a
A U&ad 0
若系统中单相接地时，不是单相短路，接地线路可 以不跳闸，按规程仍可运行两小时。
供电可靠性高；对绝缘水平要求很高，经济性差。
Zb Zc 0 Za 负载采用星形不接地接法 即，开关K断开
f
Ufb Ufa
Ufc c
b a
Ifa
Ifb
Ifc
Za
Zb
Zc
K
• B、C相短路接地：
Zb Zc 0 Za 负载采用星形接地接法,即开关K闭合
• A相短路接地：
Zb Zc Za 0 负载采用星形接地接法,即开关K闭合
f
Ufb Ufa
Ufc c
b a
Ifa
Ifb
Ifc
Za
Zb
Zc
K
即：不同类型的短路，相当于在短路点接一各相阻 抗值不同，中心点接地方式不同的三相负载！
1.2 不对称短路的特征
在任意某系统某点f发生不对称短路时
特征：短路点元件参数不对称 （三相阻抗不等） 运行参量不对称
（各相电压电流不对称）
？ 如何处理这种不对称特征？
经消弧线圈接地（属于不接地方式）
C
B
U&c
N
U&b
U&a
L I&L A
I&d
I&bd
I&cd
B
C
U&bd
U&b N U&c
U&cd
U&N U&a
I&d
A U&ad 0
I&L
IL Id 全补偿——不允许（系统会产生谐振过电压） IL Id 过补偿——经常采用 IL Id 欠补偿——一般不采用
本章内容
UUba((11))
Ua(1) , a2Ua(1) ,
Uc(1) aUa(1)
下标(1)表 示正序
IIba((11))
Ia(1) , a2 Ia(1) ,
Ic(1) aIa(1)
显然，只需知道其中一 相的值，即可计算出其
他两相
2.3 三相负序交流电压、电流的向量表示
负序电压波形图
u 2Usin(t ) A C B
C
正常运行时：
U&c N
中性点电压为 U&N
每相对地电压等于相电压 U&aU&bU&c A
B
U来自百度文库b
U&a
A相单相接地时：
B
C
• 中性点电压为U&N U&a • 各相对地电压变为
U&ad
U&bd
U&b N U&c
U&cd
U&N U&a
U&bd U&b U&N
中性点电压升 高为相电压
U&ad 0 A 非接地相的对地
1 不对称短路的特征 2 对称分量法 3 不对称短路的计算原理 4 各元件的正序、负序、零序参数（阻抗、
导纳） 5 各种不对称短路的短路电流和短路电压的
计算方法
1 不对称短路的特征
1.1 短路的本质 对任意某系统某点f：
f点短路可看作在f点接一用电设备：
• 三相短路：Za Zb Zc 0 • B、C相短路：
（3）接地方式的重要性 中性点接地方式关系到绝缘水平，供电可靠 性，通信干扰，接地保护方式、电压等级、 系统稳定等诸多问题。
补充——中性点接地方式
• 中性点直接接地 • 中性点不接地
• 大接地电流方式
• 需要断路器遮断单相接地故障电流 • 采用中性点直接接地方式（或中性点有效接地）
• 小接地电流方式