现以图11-3所示简单电力系统为例来说明应用对称分量法计算不对称短路的一般原理。应用对称分量法将这组不对称电势源分解成正序、负序和零序三组对称分量，如图11-4所示。它说明了各种不对称短路时各序电流和同一序电压间的相互联系，表示了不对称短路的共性。根据不对称短路的类型可以得到三个说明短路性质的补充条件，它们表示了各种不对称短路的特性，通常称为故障条件或边界条件。......
2023-06-15
不对称短路时电网络中的电流和电压分布计算
【摘要】：在负序和零序网络中利用电流分布系数计算电流分布较为简便。短路点的负序和零序电压最高。根据对称分量法分析，网络中各点电压的不对称程度主要由负序分量决定。试求t＝0s的短路点故障相电流、变压器T－1接地中性线的电流和37kV母线h的各相电压。以短路点正序电流作参考相量，短路点的各序电压分别为37kV母线h的各序电压可利用式进行计算，得因此，37kV母线h的各相电压分别为
在电力系统的设计和运行工作中，除了要知道故障点的短路电流和电压以外，还要知道网络中某些支路的电流和某些节点的电压。为此，须先求出电流和电压的各序分量在网络中的分布。然后，将各序分量合成以求得相电流和相电压。
在负序和零序网络中利用电流分布系数计算电流分布较为简便。对于给定的短路点，在短路过程的任一时间，都可应用这些分布系数计算网络中的电流分布。
网络中某一节点的各序电压等于短路点的各序电压加上该点与短路点间的同一序电流产生的电压降。例如某节点h在正序、负序和零序网络中，分别经电抗x1、x2和x0与短路点f相连，此时该点的各序电压分别为
图12-12 各种不对称短路时各序电压的分布
式中 
——从h点流向f点的各序电流分量。
图12-12画出了某一简单网络在发生各种不对称短路时各序电压的分布情况。电源点的正序电压最高，随着对短路点的接近，正序电压将逐渐降低，到短路点即等于短路处的正序电压。短路点的负序和零序电压最高。电源点的负序电压为零。由于变压器是Y0/Δ接法，所以在变压器三角形一侧的出线端，零序电压为零。
根据对称分量法分析，网络中各点电压的不对称程度主要由负序分量决定。负序分量愈大，电压愈不对称。比较图12-12中的各个图形可以看出，单相短路时电压的不对称程度要比其他类型的不对称短路时小些。不管发生何种不对称短路，短路点的电压最不对称，电压不对称程度将随着与短路点距离的增大而逐渐减弱。
上述求网络中各序电流和电压分布的方法，只适用于与短路点有直接电气联系的网络。在与变压器联系的两部分网络中，由于变压器绕组的联接方式，可能使变压器两侧的电流和电压的相位发生变化。
【例12-2】在图12-13（a）的系统中，f点两相短路接地，其参数如下：
汽轮发电机 G－1、G－2：SNG＝60MVA，x″d＝x2＝0.14；
变压器 T－1、T－2：60MVA，USⅠ%＝11，USⅡ%＝0，USⅢ%＝6；T－3：7.5MVA，US%＝7.5；
8km的线路：x1＝0.4Ω/km，x0＝3.5x1。试求t＝0s的短路点故障相电流、变压器T－1接地中性线的电流和37kV母线h的各相电压。
解 （1）选取SB＝60MVA，UB＝Uav，计算系统各元件的电抗标么值（忽略计算过程）。
（2）制订系统的各序等值网络。
由于正序网络对于短路点对称，故变压器T－1和T－2在115kV侧的电抗不必画入网络中［图12-13（b）］。负序网络与正序的相同，只是电源电势为零。零序网络示于图12-13（c）。
图12-13 例12-2的电力系统及其等值网络图
（a）系统接线图；（b）正、负序等值网络；（c）零序等值网络
（3）求各序输入电抗如下
在零序网络中将电抗x7、x8和x4串联得
将电抗x11和电抗x3并联得电抗
将电抗X12、X5和X9串联得电抗
最后计算零序输入电抗，即
（4）计算两相短路接地时的
即
（5）计算0s时短路点的正序电流。
电源的电势可用次暂态电势，并取
故
于是短路点故障相电流的有名值为
（6）计算零序电流及其分布。
短路处的零序电流和负序电流分别为
通过线路流到变压器T—1绕组Ⅱ的零序电流
分配到变压器T—1绕组Ⅰ的零序电流
因此，在变压器T—1的37kV侧接地中性线的电流
115kV侧接地中性线电流
（7）计算短路点各序电压及节点h的各序电压。以短路点正序电流作参考相量，短路点的各序电压分别为
37kV母线h的各序电压可利用式（12-20）进行计算，得
因此，37kV母线h的各相电压分别为
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2023-06-15
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