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
4 `, L' O6 g1 [# i般要用到系统的正、负、零序3个序网
/ J/ a1 k0 w# D" b络，其中零序网络比较复杂。特别在分析
( d* [; r. l6 i( p: O0 p: l多消弧线圈系统的零序网时， 往往会出现
+ H0 m  ^1 w; V# \& B+ @/ D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，
. i+ y, b6 \( g$ \" c: w进而抓住问题的实质， 提出了一种分析零
序网络的新方法， 这种方法使很容易出错
的多消弧线圈零序网络的分析也变得非常
容易。
本文分析采用的系统模型如图l所
示
有3种典型的方法易引起错曝。
7 \, A0 Q4 e7 u1 s方法之一：“消弧线圈按其实际电抗值
- Y/ g6 T, ~+ F5 |7 X( r直接放在相应位置 。”如图2中x
0 M  X* K1 j6 ]Xm Xlg都应分别扩大3倍后放在图中位
置上。
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
7 s, @  o7 S% g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
0 Q! `3 X" q( ^2中， 用此方法处理后，T1是正确的， 而
# s( m* J/ A0 w! b; q9 Q变压器T2和T4都是错误的， 即d点和g
点联的位置不正确。
7 j% e* N% \8 x6 r7 J; }6 s% K图1 J毛统的原理接线图
t 十 { } 十 十 } } 十' } { 十{ 十 十 { } { 十
* C$ Q  S$ ^- z" D8 M, W参考文献
5 r" d# o$ I4 m& L  ^$ T1 约翰·G ·凯梅尼，托马斯·E·卡茨．田野光
! L1 p" e+ U) r. l等译．结构式程序设计语言True BASIC 科学
普及出版社， 1988
4 u/ m9 z: F/ A2 谭浩强， 强基温．True BASIC程序设计清华大
学出版社，1989
7 a: b1 u& t3 u0 w  e5 Q: x· 28 · 电力情报 993
l习2 冉型的错误手值¨ 络
# O: Y: h! u1 q8 b, m% c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
3 ?" d+ H+ d' \. S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
* P9 T( q8 F8 X0 L9 ?4 ]  J% t( Y; L处就是错误的。 使用上节中的方法二、三进行处理， 从而
4 v# s: _- ~6 N" a; S$ [1 _6 X3 [方法一产生的错误稍加注意即可避 使零序网络较易作出。
) X! A" m8 f% ^! A: B' T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
4 d7 n4 R8 u6 E- F* s( m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
/ h- d* c7 k+ T" s& b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
" s4 y/ W5 y% ^4 R1 _& ]& S" q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
9 a$ Z$ C9 K: t9 I6 O1 r# L1 b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
5 ?1 u2 }# i3 [( M5 S3 不完美的正确方法
/ X3 H% i. N2 `. @如果整个系统都是大接地电流方式，
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。
' X" T% |/ u7 I) J5 I图4能正确反映图1中变压器及线路
, k8 S/ n8 @" b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
$ P7 I$ @: i3 u# c3 }' Y图3 等值系统接线图
固4 由图3作出的零序等值网络
, n" h+ N- h  k6 c8 x% t1 F№4 粱志瑞：电力系统零序网络的制定和分析计算 ·29 ·
际系统中的零序电压分布。
4 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
一系统如图5所示， 系统中A 点发生不对
称短路， 它的三相零序电流流通图及单相
: O2 T$ f- o& d原理图的电气等值过程示于图6的各分图 图5 故障倒
% _. ]) C( z" P) V8 ?# g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 i- f3 S) b/ B4 o/ [一
& j5 _" P5 A. L4 c( u图6 (c) 归算剜 棚
9 f' i/ s9 Q3 x3 b( J' D中。
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 ，、
" M5 Z* o' i; }: o$ n‰、 的串联支路， 加于这个支路的电势
当然是 ， 故 2、‰、 串联支路的首末
. S3 I4 ~9 x2 k6 k3 d端应分别接励磁阻抗 ，的首末端。同理，
, }# T3 u9 z0 y- M# ~1 A变压器3侧的曲支路应分别接x，的首末
/ j4 P9 U9 D% [9 x$ C端。
综上分析可得出如下结论：“在制定零
7 N, D0 ^8 o( H& n0 f; d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
8 I( D4 V  e; c) l7 r3 |* P3 f的每一侧输出甸路的垒部分别看作一个二
2 |& \, O: |9 e# [0 {端网络， 将此二端网络的首、末端分别接
9 c; W/ i8 S' E/ I+ X( u1 ^于本变压器的零序励磁阻抗支路的首、末
' f2 X- a4 N6 ]/ a6 k端。”以下称此为"TO结论一”。
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
/ j8 N  |6 L2 C$ w所接二端网卜1 中只有△侧漏抗 ，T3
# h# B7 @# f2 m2 |/ ^% R  O! j输出端所接二端口为2一 。T2的△ 侧所
4 B, U: ]# T" Z' y+ x: Q8 j接二端口为4—4 ， Y 侧所接为二端口
$ D. M$ ?0 i7 L% a) x( R3-3 。TI输出端接二端口5—5 。
( k, @: X% h; t: `" S图中 、占、 分别对应于图1中不
3 j/ s, g! u" m$ e3 N4 @· 3O · 电力情报
囤7 完全等值章序网络
8 \  N; m. ~9 y5 K" _/ h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
同电压级段的实际接地点， 它们分别是各
电压级段的零序电压参考零电位点。计算
各点的零序电压时， 只能按图7， 以本电
) a# A" n2 c" O/ v$ M压级的接地点为零电位参考点， 计算出的
9 B3 |6 o' W, r) a1 }  y2 t电压才有意义。比如， 要计算圈1中A点
. u) O0 ]' m; u的零序电压， 则须计算图7中A点相对于
" P" _7 \6 o, I: f' Z9 e+的电位差即可。若以图7中A点对 或
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
. Y: J; s8 ^8 {: @际系统(图1)的零序电流分布， 而且，
1 X7 ^5 p- Z7 q- m“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
% g7 U- J& ]6 y, F" j" z系统中任一点的零序电压时， 只计算等值
& [) t; [$ N  G: D图中相应点与本点所在电压级殴的‘地’点
% d1 ~  h; R5 M  ~之间的电位差即可”，以下称此为“TO结论
# |7 B2 {: V' W4 ?- I5 M4 P) {二”。
8 w5 z1 S! L  H* E! h; G! |5 C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
! ~% o5 t: h+ h; S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
$ c$ \3 w3 K& R' J! IT2、T3、T4的劝磁阻抗为无穷大， 则由
图7可得图8。
综上所述， 零序网络的分析方法可总
结如下。
( u. x2 Z+ v6 r% [- [( M- L# J(1)根据基本的零序等值方法和“TO
7 ]9 l* N5 x( R# h结论一”， 作出认为各变压器的零序励磁阻
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
. {9 T3 v' T; \7 @9 ]作出不同的标记符号。
(3)将励磁阻抗为无穷大的变压器的
励磁阻抗移掉。
3 U7 n* r/ m# V5 j(4)此时， 作出的网络中的电流与实
际系统中的零序电流一一对应。
根据"T0结论二”可计算出实际系统中
. }* C  q$ X; z, Y的各点的零序电压。
需要注意， 流过消弧线圈电抗中的电
流值为实际电流的三分之一。
2
●

tyd

风风雨雨
7 H" j' y  G* |) d( }& ]1 ~$ G0 ?' {换来

rivaldokaka

回复 1# 风花雪月
! d/ z, S+ C9 z, F
# {" K# h& Z/ p- m! ~. }
/ ^- s2 ^: f& c4 U% y    好贴，学习了

fishks

学习，谢谢分享