电力系统零序网络的制定和分析计算

风花雪月

1 问题的提出 2 典型的错误
在分析电力系统的不对称故障时， 一
$ K+ B( p8 t7 J" X2 P6 V) e般要用到系统的正、负、零序3个序网
# o. v2 _& Q9 {1 `# i6 J8 x: L! n络，其中零序网络比较复杂。特别在分析
多消弧线圈系统的零序网时， 往往会出现
许多问题。本文首先对常用的分析零序网
络的方法及常见的错误进行了总结分析，
进而抓住问题的实质， 提出了一种分析零
) l2 X. ~: @# Y9 h& x, |序网络的新方法， 这种方法使很容易出错
/ @. \8 o* k" W. ?% s( Q6 H5 \的多消弧线圈零序网络的分析也变得非常
: Q( @& K2 v& m容易。
) v, ?/ \/ `9 O  @4 R3 [& x本文分析采用的系统模型如图l所
- t0 [; ?' F. Z+ h0 {2 ^4 f' h示
有3种典型的方法易引起错曝。
方法之一：“消弧线圈按其实际电抗值
直接放在相应位置 。”如图2中x
Xm Xlg都应分别扩大3倍后放在图中位
置上。
0 e1 P, n9 Q5 K/ e方法之二：“变压器中三角形接线一侧
的零序漏抗接地。”这样简单地处理， 并没
有抓住问题的实质， 单看其结果有时是正
确的， 但在许多情况下会引起错误。如图
2中， 用此方法处理后，T1是正确的， 而
. J1 j0 L3 h/ O' Y& W; d, h变压器T2和T4都是错误的， 即d点和g
" e0 B1 R: [3 s* ?- b# E% ~点联的位置不正确。
图1 J毛统的原理接线图
, B, e, z' ~! Y/ l7 K" t7 wt 十 { } 十 十 } } 十' } { 十{ 十 十 { } { 十
/ @" A* C; P+ R2 H' c$ y- f参考文献
; r0 v' r( d" s! ?. h1 约翰·G ·凯梅尼，托马斯·E·卡茨．田野光
& n/ G3 s( g0 e: e0 P, ^; \0 i等译．结构式程序设计语言True BASIC 科学
0 y! T5 [1 }4 u/ w/ Z普及出版社， 1988
2 谭浩强， 强基温．True BASIC程序设计清华大
学出版社，1989
% w$ D, x, N. ]' V1 w· 28 · 电力情报 993
, f. n+ q6 w; I- o6 }' Tl习2 冉型的错误手值¨ 络
& ]8 x& A/ M1 d% Y# E' T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
  a9 y6 M4 u; s5 c& K# i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
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)，
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
0 ?4 ?/ R4 k8 J" F/ m# c3 l处就是错误的。 使用上节中的方法二、三进行处理， 从而
* h* |% ~: f: N  b" ?方法一产生的错误稍加注意即可避 使零序网络较易作出。
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3
& E1 \8 O- `/ J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
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
3 Y2 M: ]$ X1 |) j5 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
' }+ Q8 o: D: M- T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
4 x5 I# G! v* D9 `0 @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
3 不完美的正确方法
如果整个系统都是大接地电流方式，
: q- I1 w5 k3 Y# y即变压器的中性点是直接接地的， 剐上节
上节的方法二、三作出零序等值网络， 如
图4。
( G" j8 S3 \, E( {- W; `! X+ v图4能正确反映图1中变压器及线路
' h0 T- j0 g9 C+ ^5 l6 p" [各元件中零序电流的情况， 但由于消弧电
抗的挪位等因素， 从圈4中并不能反映实
图3 等值系统接线图
固4 由图3作出的零序等值网络
№4 粱志瑞：电力系统零序网络的制定和分析计算 ·29 ·
5 ?2 @) H5 L, s, U- ]# p8 S际系统中的零序电压分布。
, T$ Q7 }, Y3 w2 m) r' f. l* M4 完全等值法
零序网络中， 每个变压器都是一个枢
纽点， 首先剖析一个变压器的情况。设有
0 j, G. \$ p# J" Z( V, N& m* D一系统如图5所示， 系统中A 点发生不对
6 K9 ?7 U- k6 u! B称短路， 它的三相零序电流流通图及单相
原理图的电气等值过程示于图6的各分图 图5 故障倒
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
一
: z- N* l$ {1 b7 Q9 f图6 (c) 归算剜 棚
中。
7 B( R" B+ n- t! Y$ A由图6 (d)可知， 变压器的励磁阻抗
支路■ 上的电压即是各侧共有的电势 ，
变压器的2侧相联的整个输出阻抗为 ，、
‰、 的串联支路， 加于这个支路的电势
" F0 L3 q/ f+ [) C/ h" o当然是 ， 故 2、‰、 串联支路的首末
端应分别接励磁阻抗 ，的首末端。同理，
  R$ E$ h8 j8 t4 Y8 Y& W/ ^变压器3侧的曲支路应分别接x，的首末
8 r( `0 j. f! A) @+ W: C端。
综上分析可得出如下结论：“在制定零
9 g) R# Y/ W4 g$ }( @序网络时， 应将变压器的能传通零序电流
田6 (d) 上的电压， 即
6 A9 q: e0 F% X; C& i! }的每一侧输出甸路的垒部分别看作一个二
端网络， 将此二端网络的首、末端分别接
于本变压器的零序励磁阻抗支路的首、末
. G+ ~' J2 G1 S2 v" Y7 t; b$ y端。”以下称此为"TO结论一”。
- t1 Q& b6 H* S5 I$ x根据TO结论一， 由图1作出的零序
网络如图7所示。从图7可知，T4输出端
$ ?& v, N5 b9 @. j; L所接二端网卜1 中只有△侧漏抗 ，T3
输出端所接二端口为2一 。T2的△ 侧所
9 _: h$ t' \, k接二端口为4—4 ， Y 侧所接为二端口
; ?+ ^# Q) K0 a/ Q3-3 。TI输出端接二端口5—5 。
' {( }# B9 q) W( j2 v5 A& m图中 、占、 分别对应于图1中不
· 3O · 电力情报
囤7 完全等值章序网络
* A' [( ]: y: s* D" R. G! K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
5 R7 u0 M. [% O% c同电压级段的实际接地点， 它们分别是各
& K) J" B4 n8 t5 ~电压级段的零序电压参考零电位点。计算
$ u, o7 j" o; \. I8 R' Q) z8 ^( R6 ?各点的零序电压时， 只能按图7， 以本电
. A( m: ~- S) y& m  r! w# a* ]压级的接地点为零电位参考点， 计算出的
$ |6 {+ Y& l- j7 K电压才有意义。比如， 要计算圈1中A点
的零序电压， 则须计算图7中A点相对于
0 v7 r9 A: w, T: q5 }+的电位差即可。若以图7中A点对 或
9 R% V: ], }" G* }  t1 `' ]上的电位差作为A点的零序电压是错曝
的。
图7直接、全面、正确地反映出了实
际系统(图1)的零序电流分布， 而且，
“只要在零序等值图上， 将对应于不同电压
级段的接地点加以区别标注， 别计算实际
系统中任一点的零序电压时， 只计算等值
0 M0 u$ g( P9 ^: G图中相应点与本点所在电压级殴的‘地’点
之间的电位差即可”，以下称此为“TO结论
/ j8 r, k8 v. T) C5 T二”。
3 V) T; ?2 Q3 D* Y各变压器的零序励磁阻抗的大小与本
变压器的铁心结构有关， 除三相三柱式的
结构以外， 一般可以将它看作无穷大阻
3 S9 u' ^( j$ O8 k. E* \9 T抗， 并可将相应的励磁阻抗支路看作开
路， 即此励磁阻抗可移去。本例中， 若
T2、T3、T4的劝磁阻抗为无穷大， 则由
4 a. v. N! ^8 H* x9 H& x图7可得图8。
/ P0 u* y5 A* s; f, D( D3 L综上所述， 零序网络的分析方法可总
/ S# C& z' I6 D( H  ^结如下。
: m. X; I" k* b' k3 }1 T( Z( c(1)根据基本的零序等值方法和“TO
7 j% i9 H+ y/ R: b$ E结论一”， 作出认为各变压器的零序励磁阻
) ^" n! }  X( ^5 b, [0 w3 S, `抗不为无穷大时的零序等值网络。
(2)将不同电压级殴的接地对应点处
作出不同的标记符号。
6 H) m6 d; h. ^) a2 n1 F(3)将励磁阻抗为无穷大的变压器的
励磁阻抗移掉。
(4)此时， 作出的网络中的电流与实
, f% p4 j5 e+ Q7 f; O# U际系统中的零序电流一一对应。
7 `/ p2 @% q$ P3 v+ V# u. q& i根据"T0结论二”可计算出实际系统中
的各点的零序电压。
需要注意， 流过消弧线圈电抗中的电
! w8 a' e. ?7 t( p' W流值为实际电流的三分之一。
$ a5 o1 \5 H7 }0 E2
●

tyd

风风雨雨
7 R; W$ v8 k3 ~0 A换来

rivaldokaka

回复 1# 风花雪月

2 h$ f7 v4 l, z) j) }
    好贴，学习了

fishks

学习，谢谢分享