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1 问题的提出 2 典型的错误
' b3 }1 f! {+ q9 ~$ Q/ U9 P在分析电力系统的不对称故障时, 一" I: ]9 o" E! i7 G
般要用到系统的正、负、零序3个序网
/ F( l4 X6 o$ \( r络,其中零序网络比较复杂。特别在分析
% h s4 V7 k* d) o多消弧线圈系统的零序网时, 往往会出现
5 T) s( b! b8 F2 ]6 Z* T6 T许多问题。本文首先对常用的分析零序网- J5 J4 P& O; R# n
络的方法及常见的错误进行了总结分析,
! R5 b9 c% g1 Q进而抓住问题的实质, 提出了一种分析零7 G$ L0 W- ?/ y
序网络的新方法, 这种方法使很容易出错% T' M3 E' |9 C, [
的多消弧线圈零序网络的分析也变得非常
. T" c6 m/ H% L6 i$ C8 c容易。
/ U# O5 B& \4 |, a0 H本文分析采用的系统模型如图l所
# }( Q0 f' T8 ?& X/ o" b示
0 p0 m4 j& g2 n8 G: h有3种典型的方法易引起错曝。
7 H! T$ X& H8 u$ m& T方法之一:“消弧线圈按其实际电抗值2 S8 B( L" m& F" j, J
直接放在相应位置 。”如图2中x) L( f( V6 v% Z
Xm Xlg都应分别扩大3倍后放在图中位
' ?; M& R9 ?+ D$ \& [4 s# [% Z置上。
, E( s U5 \" q4 ~; l方法之二:“变压器中三角形接线一侧4 I2 ~1 l6 _, ?# J: K
的零序漏抗接地。”这样简单地处理, 并没
7 V. ]! x) [2 Q* u% N u& {! R( o有抓住问题的实质, 单看其结果有时是正
* K9 V0 w) E+ o0 D8 m/ ~6 L确的, 但在许多情况下会引起错误。如图, T* ]( R- b. k/ R" @% I; y4 I+ ]+ K
2中, 用此方法处理后,T1是正确的, 而
7 x6 Y' b: z5 T, o/ K7 w变压器T2和T4都是错误的, 即d点和g
: ?/ ]7 C" L! E5 d8 d# Z0 k8 a点联的位置不正确。! \3 {7 G0 r' b* ^1 O6 A# c
图1 J毛统的原理接线图) S7 `. r6 |3 Z$ Z
t 十 { } 十 十 } } 十' } { 十{ 十 十 { } { 十
) C2 y4 G! m/ A; P* @7 Q+ o& G( i参考文献
+ e4 W% e' E' a1 约翰·G ·凯梅尼,托马斯·E·卡茨.田野光( q- s" p1 T) |. G3 D. R6 x# b
等译.结构式程序设计语言True BASIC 科学7 ~0 n- Q5 ~, b% [. A- f6 l
普及出版社, 1988; P+ w, K. N; K. K
2 谭浩强, 强基温.True BASIC程序设计清华大" U0 d# b7 {$ j9 Y9 F
学出版社,1989) ^1 U$ Y J5 b% b" ]6 F
· 28 · 电力情报 993) ~. a# R1 L* h- X. A2 r2 `. @
l习2 冉型的错误手值¨ 络
( |2 c3 G* o- i' B; ~2 }方法之三:“系统原理接线图中的‘地’ 的方法二、三都是正确的。因此, 对于有" k4 }# w8 K* i0 N2 h3 t" j& V
点, 在等值网中为共点。”此方法的使用结 消弧线圈的系统, 先将其等值为一个中性- d4 A4 {; t! Y$ }" n- v0 E
果也会引起错误。如图2中, 用此方法处 点直接接地的系统(以下称为等值系统),
- a! i1 \" e; |+ U( p* w/ I理后,a、b、c 3点正确, 而e、r点的接 然后, 对于这个“等值系统”就可以放心地2 [$ F8 l( ~( d2 {! c) L+ y
处就是错误的。 使用上节中的方法二、三进行处理, 从而" E: J% L+ F, {& E, D" c
方法一产生的错误稍加注意即可避 使零序网络较易作出。% B# k8 d" o- c) H6 i
免。方法二产生的错误也是比较容易避免 等值的原则是“将消弧线圈电抗值乘31 Q1 m& I% N/ S V# B4 b2 i) E$ y
的,如图2中的d、g点应分别接到h、J 后移串到与它电气上直接相联的线路的末' |% h7 ^% ?5 [
点。盲目地使用方法三, 最易引起错误, 端”。此原则的正确性是容易证明的。由图
# ^6 K8 n, J# s% j! t通常使用的一种方法能避免使用方法三引 1按上述原则作出的等值图如图3示。图3
# J+ f6 e0 ?7 r: v: r起错误, 但它叉会引起别的问题。因此, 中, 电抗元件2O、21、22的电抗值分别为
5 J; E; q, @- u" F它并不完美。下面将介绍这种方法。 元件lO、l3、18的电抗值乘3。由圈3按
$ c4 O- T. R% A3 不完美的正确方法
. A3 u$ f; t8 ~0 ?' @如果整个系统都是大接地电流方式,
. C- D3 o* C; l# x$ `即变压器的中性点是直接接地的, 剐上节
5 q# v* Y2 ^/ x' t8 w8 ^6 p上节的方法二、三作出零序等值网络, 如
* t5 c8 }2 x$ E8 L图4。7 P+ T" ?# ?' p! g
图4能正确反映图1中变压器及线路
9 O$ G- E. W, ~. |各元件中零序电流的情况, 但由于消弧电% f: u: @' B! {+ |+ U; L' n8 r: ~
抗的挪位等因素, 从圈4中并不能反映实
, F1 c7 t, L9 c$ r图3 等值系统接线图, x1 ^; y: l5 d: X' @0 K/ u# s/ R
固4 由图3作出的零序等值网络- M* i) e) I7 T
№4 粱志瑞:电力系统零序网络的制定和分析计算 ·29 ·
8 H3 i: R+ M1 I6 ]! Z. C际系统中的零序电压分布。
[, P: C9 x! _7 e t0 M4 完全等值法
' E" O; G" K9 \! m) `零序网络中, 每个变压器都是一个枢
6 }7 Y, {: Z( d% T' V! X纽点, 首先剖析一个变压器的情况。设有
( l" m$ C9 _1 s: K/ ^+ @5 E, R一系统如图5所示, 系统中A 点发生不对
( j' v% d7 K6 }4 Z: C$ X6 V称短路, 它的三相零序电流流通图及单相! G/ K5 ~* Q- ?: e, E5 G
原理图的电气等值过程示于图6的各分图 图5 故障倒4 h" z, N, H2 f* O* s A
围6 (a) 田5的零序电流、电压的传递和分布 围6 (b) 单相午值围8 q' Y* A) ^ z" w6 z' m7 d
一
# s6 U1 K. m( P6 {: f/ N$ r图6 (c) 归算剜 棚. c B1 k1 a$ a5 ^8 U+ c' P+ j# T3 o
中。1 f$ @- c6 h7 h
由图6 (d)可知, 变压器的励磁阻抗
) }: Y! D: O' C: D支路■ 上的电压即是各侧共有的电势 , ]0 t& p7 O. l' l* G5 @3 h
变压器的2侧相联的整个输出阻抗为 ,、
# c) T4 q/ E4 ]3 k% j% A0 ~‰、 的串联支路, 加于这个支路的电势, e. s& z" ^/ r: C
当然是 , 故 2、‰、 串联支路的首末: p% v) z! N; j9 M) V- v5 j7 v, B
端应分别接励磁阻抗 ,的首末端。同理,
& [0 B: q! m9 ]$ N- @9 z3 _, y变压器3侧的曲支路应分别接x,的首末; ~9 y6 J( p: L; ]1 L3 W. K- r
端。4 A3 |8 r4 E9 e2 O+ z" @
综上分析可得出如下结论:“在制定零3 v# J' R6 A, l2 N( ]0 g
序网络时, 应将变压器的能传通零序电流
3 W. x3 q4 V" }) K7 X8 e田6 (d) 上的电压, 即
% t8 e2 u2 d- e; _9 n2 V的每一侧输出甸路的垒部分别看作一个二9 B3 V R% z% W* t& C5 D e
端网络, 将此二端网络的首、末端分别接
& k6 f8 ?+ j- G0 m% u* U+ G% J5 b于本变压器的零序励磁阻抗支路的首、末0 d/ X8 K+ S% [0 \# \3 `
端。”以下称此为"TO结论一”。
8 B/ o0 h/ z( r& \4 a, M根据TO结论一, 由图1作出的零序3 g! w+ a$ O5 d: W: i4 ?0 G9 d2 Y* a
网络如图7所示。从图7可知,T4输出端
( e, m. o7 \1 `# Q; o- l所接二端网卜1 中只有△侧漏抗 ,T33 J+ N% `. T A3 a
输出端所接二端口为2一 。T2的△ 侧所3 e6 R& v, L, w6 D# i2 u1 B, J
接二端口为4—4 , Y 侧所接为二端口! k* J& S6 ]# }
3-3 。TI输出端接二端口5—5 。
7 f" p5 m4 X! b, @4 Q- M图中 、占、 分别对应于图1中不
3 W, i; H! \) f9 ~8 O· 3O · 电力情报
$ E$ O. W# w. l& G' h1 `囤7 完全等值章序网络
2 r: Q+ f6 ^* F. ?( ~1 C$ P囤8 部分变压嚣激磕阻抗而无穷大时的完全等值零序网络
% L8 C# j1 S0 R同电压级段的实际接地点, 它们分别是各
, _7 F$ f' A/ M6 V1 d电压级段的零序电压参考零电位点。计算
5 a5 t B# j- Y6 l9 }3 S各点的零序电压时, 只能按图7, 以本电3 s' h- o8 t( n! }
压级的接地点为零电位参考点, 计算出的" G3 d4 F: F- ^1 R! B
电压才有意义。比如, 要计算圈1中A点
% U E' N; [2 {/ J7 S. E/ M7 s的零序电压, 则须计算图7中A点相对于* g! j: w& z# O7 @( C% N2 P) l, E- x
+的电位差即可。若以图7中A点对 或9 T: V: W: U z: N7 Z6 e
上的电位差作为A点的零序电压是错曝
& X! d5 |# u3 _- i* z5 [的。9 U% b* a. R) ^ X9 |3 i
图7直接、全面、正确地反映出了实- H3 r/ a, I4 L. d: b
际系统(图1)的零序电流分布, 而且,
$ G" x; i+ A2 J/ k6 D$ ~. u“只要在零序等值图上, 将对应于不同电压
1 [7 f$ d r: a6 \ k/ ^级段的接地点加以区别标注, 别计算实际
2 i; [5 \- j% Z' a系统中任一点的零序电压时, 只计算等值; ^% f' T9 V* A( G8 p( T( ]+ m, ?, x& N
图中相应点与本点所在电压级殴的‘地’点! I5 d, T1 H, p2 S2 `4 X
之间的电位差即可”,以下称此为“TO结论& \& v x6 g8 L
二”。
6 I3 q: Q" C8 A/ x& K9 f$ k5 S各变压器的零序励磁阻抗的大小与本
& R' k; g2 u6 y4 {) ]; U" ]7 ^变压器的铁心结构有关, 除三相三柱式的2 P7 i( q$ N. n
结构以外, 一般可以将它看作无穷大阻2 n4 n9 c* C, |9 s
抗, 并可将相应的励磁阻抗支路看作开' y5 F5 i/ x& E1 a e3 D) S
路, 即此励磁阻抗可移去。本例中, 若5 ~& B6 \- t0 C8 D5 |. E
T2、T3、T4的劝磁阻抗为无穷大, 则由2 v( B. i- B, o2 U B
图7可得图8。! k1 e- V- q& q7 b
综上所述, 零序网络的分析方法可总; E. K9 H, f/ C) D" {: c# S8 F
结如下。
" `) x3 C) x% m0 }9 Z ~3 i9 f; |(1)根据基本的零序等值方法和“TO
0 s- k$ q5 e) l. o6 ^结论一”, 作出认为各变压器的零序励磁阻& J7 M. a8 z/ N C
抗不为无穷大时的零序等值网络。- p: I2 N* _, h5 z' W
(2)将不同电压级殴的接地对应点处
* X3 M9 c: o& P9 Y+ G作出不同的标记符号。
7 t. O# {' h: o1 `9 g) B7 _(3)将励磁阻抗为无穷大的变压器的% D& ^% q$ z+ Q! {, r$ ]
励磁阻抗移掉。' a6 j* [5 L& {2 I- m
(4)此时, 作出的网络中的电流与实
0 I6 @5 x% d( F6 y1 Z% ~际系统中的零序电流一一对应。7 O3 H' J, {* W# c- @7 |
根据"T0结论二”可计算出实际系统中 Q- f- A8 n' R5 c; @
的各点的零序电压。+ R, c4 w& ^( m$ x& U3 E% k5 P
需要注意, 流过消弧线圈电抗中的电7 [$ Q5 w O% L y# k% a( `
流值为实际电流的三分之一。
Z7 Q) p& v% T* Z0 O2
1 U0 L; c) f3 @: b● |
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