电力系统中的暂态分析是研究电力系统在发生短路等突发异常情况时,系统电压、电流如何变化的重要领域。不对称故障,如单相接地、两相短路或三相短路,是电力系统中最常见的故障类型之一。第五章“不对称故障的分析计算”深入探讨了这类故障的计算方法。
在分析不对称故障时,首先假定故障前系统处于空载状态,这简化了计算过程。接着,我们构建序分量方程,这是分析的基础。序分量包括零序分量(0-sequence)、正序分量(1-sequence)和负序分量(2-sequence),它们代表了故障条件下电流和电压的三相不对称性。这些方程基于三个基本网络:正序网络、负序网络和零序网络,每个网络对应一个独立的电压和电流平衡关系。
对于三个基本方程,每个网络都有自己的节点电压和电流,通过将三个网络联接形成复合序网,可以得到三个补充方程,这些方程反映了不同故障类型的边界条件。例如,在单相接地短路中,故障点的三个相电流与接地相的电压间存在特定关系,这些关系构成了边界条件,用于确定序分量。
求解这些方程通常涉及以下步骤:构建复合序网,求解每个序网络的参数,然后根据序参数转换为相参数,以获得实际相电流和电压的值。在单相接地短路的案例中,电流和电压的计算涉及到零序、正序和负序分量的叠加。通过求解这些分量,我们可以得到故障点的电流和电压周期分量。
对于中性点接地和不接地电网的情况,计算方法有所不同。在中性点不接地的电网中,零序电流不会流通,而在中性点接地的电网中,零序电流可以流经接地点。这些条件会影响到故障点的电流和电压计算,并在相量图中有所体现。
相量图是分析不对称故障的重要工具,它直观地展示了各相电流和电压的关系。通常以非故障相为参考,先画出故障相的序分量,再逐步绘制其他相的序分量,最后合成相电流和相电压。通过这种方式,可以清晰地理解系统中电流和电压的分布和相互作用。
在实际应用中,如果系统存在接地阻抗,如经电阻或电抗接地,那么电流边界条件保持不变,但电压边界条件会有所改变。这会影响故障点的电压计算,需要考虑接地阻抗对电压的影响。
总结来说,电力系统中不对称故障的分析计算是一个复杂的过程,涉及序分量的定义、方程的建立、边界条件的应用、网络参数的求解以及相量图的绘制。这一领域的深入理解和熟练掌握对于电力系统的稳定运行和故障诊断至关重要。