番茄的随笔5:电力系统基础之从序分量到对称分量法再到序阻抗

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提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档




一、前言

番茄这段时间一直在搞有源灭弧,这东西离不开电力系统的基础知识。但可惜番茄并非电力系统专业毕业,但既然从事这行工作,理解其基本原理自然为应有之意。借项目评审会议上Boss的讲解,特整理本篇文档。

PS:非专业人员的非专业理解,全当博你脑瓜一热就好了。



提示:以下是本篇文章正文内容,下面案例可供参考



二、相分量到序分量

三相电力系统自不比多说,母线、出线、中性点、相电压、线电压这些基本概念,大家应该都懂。相电压Ua,Ub,Uc为母线三相的对地电压,系统正常运行时,中性点对地电压为零,相电压也就等于母线三相对中性点的电压了。所谓的相分量也就是三相的对地电压,也就是相电压。

我们定义,当三相电压满足,A相电压超前B相电压120°,B相电压超前C相电压120°,且三者的幅值相等,称为正序分量组。电力系统正常运行时很显然就是正序分量的典型体现。

当三相电压满足,A相电压滞后B相电压120°,B相电压滞后C相电压120°,且三者幅值相等时,称为负序分量组。

当三相电压满足,A、B、C相幅值和相位均相等时,称为零序分量组。

三者的关系如下图:

三、序分量的用途:对称分量法

对称分量法的基本原理:任何不平衡的三相电路电压、电流都可以分解为三个独立的对称分量组之和。这三个对称分量组即为正序分量、负序分量和零序分量组。对称分量法为我们分析三相电力系统故障提供了一个重要的方法,即将不对称的故障转变为对称的等效电路,再进行分析求解。

图2-2(a)为A相接地故障,首先确定了此时相分量的边界条件。然后,我们利用替代原理等效出三个模拟相电压源Ua,Ub,Uc,利用对称分量法将图(b)的三相分量转换成图(c)的三组9个序分量,然后根据叠加原理,分别计算系统在正序分量(d)图、负序分量(e)图和零序分量f图作用下的状态,最后将各个分量下的结果求和即得最终结果。

四、线路的序阻抗

对称分量法的求解关键,一是确定故障时的边界条件,二是列出并求解各序分量下的线路方程。在求解线路方程过程中,如何获得线路的各序阻抗是很重要的。线路在正序、负序和零序回路中的阻抗分别称为正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗。三者的关系怎么求解呢?

配电网三相线路往往同杆架设,ABC三相线路除了线路本身的自阻抗Zs外,也有任意两相线路间的互阻抗。我们假定图中出现的Zs均相等,Zm均相等,事实上Zs跟导线有关,Zm跟相间距离和介质有关,实际中也可以忽略其中的差距,近似相等。

于是,我们知道正序或负序阻抗是线路自阻抗和互阻抗的差;而零序阻抗是自阻抗和两倍互阻抗的和。这是我们在绘制序网络时,线路正序/负序阻抗和零序阻抗不同的原因。



五、总结

好了,这个文档我们从相分量出发,引出了序分量,进而给出序分量的重要用途,对称分量法求解不对称故障的解,并引出求解过程中一个重要的参数,线路阻抗的计算。这样我想大家就理解了这几个基本概念。这也是番茄写这个文章的本意了。

颇有班门弄斧的感觉,哈哈哈,作者水平有限,文章如有错误,还请各位批评指正。感谢。



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