电力系统中的元件序参数与等值电路是电力工程分析中的重要概念,主要涉及同步发电机、异步电动机、变压器和输电线的特性。这些参数在分析电力系统稳定性、故障检测和保护策略设计等方面起着关键作用。
同步发电机的序参数包括正序电抗、负序电抗和零序电抗。正序电抗代表发电机在正常三相平衡工作状态下的电抗特性,负序电抗则与非对称故障有关,如单相接地或两相短路。负序电流会导致转子发热,对发电机造成损害。而零序电抗则与零序电流相关,零序电流主要产生于中性点不接地系统中的单相接地故障。对于汽轮发电机,负序电抗一般为正序电抗的2倍,零序电抗则因为漏磁通效应而较小。
异步电动机的负序电抗和零序电抗则与它的接线方式有关。当电动机的绕组为△或Y接法时,零序电流无法通过,因此零序电抗接近无穷大。在实际计算中,异步电动机的正序电抗通常被视为启动电抗。
变压器的零序电抗与其结构和接线方式紧密关联。零序励磁阻抗受铁心结构影响,而零序等值电路的构造要考虑变压器的三相绕组接线和中性点的接地情况。例如,对于YN/d接法的变压器,YN侧可以流通零序电流,而d侧则会在漏抗上产生电压降,对外电路没有零序电流影响。对于YN/yn或YN/yn接线的变压器,由于中性点接地,提供了零序电流的通路,所以等值电路会有所不同。
输电线的零序阻抗分析包括导线-大地的自阻抗、导线-大地回路互阻抗、单回路三相架空输电线的零序阻抗、双回架空输电线的零序电抗以及有架空地线时的零序电抗。在构建电力系统正序网络时,是否包含短路点后的线路变压器取决于线路的负载状态。空载时,通常不考虑这部分,但若有负荷(如电动机或并联电容器),它们在故障瞬间可能等值为电势源,从而影响短路电流,此时必须纳入计算。
电力系统的元件序参数与等值电路是理解和解决电力系统故障、保护设计和系统稳定性的基础,它们的准确计算对于保障电网安全运行至关重要。