电气工程基础--第二节 电力系统元件的序参数及序网络.pptxVIP

第二节电力系统元件的序参数及序网络;;

同样，可写出其他两相电压的计算式为

可成矩阵形式为;

写成简洁形式为

式中，Up是相电压列向量；Ip是线电流(或相电流)列向量；Zp是3×3相阻抗矩阵。将式(6-4)和式(6-9)代入式(6-20)得;

两边同时乘以T-1可得

或记为;

式中，Zs=T-1ZpT定义的阻抗矩阵称为序阻抗矩阵，结合1+α+α2=0推导后可得;

式(6-24)表明，图6-5所示的三相对称星形联结负载的序阻抗矩阵Zs是一个对角矩阵，因此式(6-23)可写成三个相互解耦的方程，写成矩阵形式为;?;;?;;?;?;;

在稳态情况下，同步发电机定子电流流过三相对称的正序电流时，其感应产生的磁动势以同步发电机转子的转速旋转，旋转方向与转子相同。此时有很大的磁通穿过转子，正序阻抗Zg1很大，稳态下，发电机的正序阻抗也叫同步阻抗。;

2.同步发电机的负序电抗

当短路类型不同时，同步发电机的负序电抗有不同的值，见表6-1。;

由表6-1可见，当X″d=X″q时，负序电抗X2=X″d，即同步发电机的负序电抗与短路类型无关。当同步发电机经外电抗X短路时，表6-1中所有各电抗X″d、X″q、X0都应以X″d+X、X″q+X、X0+X代替，发电机转子不对称的影响被削弱。实际的电力系统，短路大多是发生在输电线路上，所以在不对称短路电流计算中，可以近似认为同步发电机的负序电抗与短路类型无关，其具体的数值一般由制造厂提供，也可按下式估算。;

对于汽轮发电机和有阻尼绕组的水轮发电机：

对于无阻尼绕组的水轮发电机：;

3.同步发电机的零序电抗

零序电流产生的漏磁通较正序的要小些，其数值范围大致为

表6-2列出了不同类型同步电机的负序、零序电抗(X2和X0)的平均值。;;

三、电动机的序网络及序参数

1.三相同步电动机

三相同步电动机的各序网络如图6-10所示，同步电动机与同步发电机的序网络是相同的，只是在电流的参考方向选择上不一致。同步电动机的序网络规定序电流流入为正，而同步发电机中则规??流出为正。;;

2.异步电动机

异步电动机的正序等效电路如图6-11(a)所示。

图6-11(b)为异步电动机的负序等效电路(图中略去了励磁电阻)。;;;

四、变压器的序网络和序参数

变压器的负序等效电路和负序等效阻抗与正序的完全相同，而零序等效电路的形式虽与正序相同，但是在变压器中有无零序阻抗以及零序阻抗的大小，取决于变压器三相绕组的连接方式和变压器的铁芯结构。在变压器的等效电路中具有零序电流通路的部分才具有零序阻抗，否则认为零序阻抗无穷大。由于变压器绕组的电阻远小于电抗，下面仅在忽略绕组电阻时，对不同类型的变压器的各种绕组连接方式的零序电抗和零序等效电路分别进行讨论。;?;?;;?;;?;;

2)YNy联结变压器

变压器的YN侧流过零序电流时，y侧各相绕组中将感应出零序电动势，但因y侧中性点不接地，零序电流没有通路，因此y侧无零序电流，如图6-15(a)所示，变压器相当于空载，得到如图6-15(b)所示的零序等效电路。由图6-15(b)可得零序等效电抗为;;

3)YNyn联结变压器

当变压器一次侧YN绕组中流过零序电流时，二次侧yn各相绕组中将感应出零序电动势。在电力系统中变压器二次侧均需与外电路相连，因此二次侧yn绕组中是否有零序电流的通路，要看外电路的接线情况。

(1)除变压器本身的接地中性点以外，电路无其他接地中性点，则变压器二次侧无零序电流通路，此时零序等效电路和零序电抗与YNy联结变压器相同。

(2)外电路中至少有一个接地中性点，构成了零序电流的通路，此时零序电流的流通情况和变压器等效电路如图6-16所示。;;

由图6-16(b)可见，在变压器二次侧，零序电流通过外电路的电抗X并经中性点流入大地形成回路。从变压器的一次侧观察到的零序等效电抗为;

从各变压器零序电抗的表达式可以看出，X0的大小与零序励磁电抗Xm0有很大关系，而Xm0的数值与变压器的铁芯结构有关，下面分别进行讨论。

(1)由三个单相变压器组成的三相变压器组，各相磁路独立，零序主磁通和正序主磁通一样，按相在铁芯中形成回路，如图6-17(a)所示，因而各相励磁电抗相等。由于主磁通在铁芯中闭合，磁导很大，零序励磁电抗Xm0的数值很大，因此与变压器漏抗相比较时，可以近似认为Xm0=∞。;

(2)三相四柱式和铁壳式变压器，其零序主磁通可以通过没有绕组的铁芯部分形成回路，如图6-17(b)所示，零序励磁电抗也很大，Xm0?XⅡ，可近似认为Xm0=∞。;;;

(3)对于三相三柱式变压器