Параметры элементов для токов различной последовательности

Лекция 15

Параметры элементов для токов различной последовательности

Все элементы, характеризующиеся своими сопротивлениями в симметричном режиме, являются сопротивлениями прямой последовательности.

Элементы, магнитосвязанные цепи которых неподвижны относительно друг друга (не имеют вращающихся частей) сопротивления прямой и обратной последовательностей одинаковы.

Для трансформаторов, автотрансформаторов, ЛЭП, кабелей , реакторов:

Х₁ = Х₂,             r₁=r₂,              Z₁=Z₂     

Сопротивление генераторов

Сопротивление прямой последовательности выбирается в зависимости от методов расчета:

§  Х_Г1=Х^//_d для t=0;

§  Х_Г1=Х_t1 для метода спрямленных характеристик;

§  Х_Г1=Х_d для установившегося режима.

Токи обратной последовательности протекают в обмотках статора и создают вращающееся магнитное поле, направленное  противоположно вращению ротора. Поток обратной последовательности Ф₂ для разных моментов времени будет встречать на своем пути различные сопротивления, которых зависят от степени несимметрии ротора

В расчетах принимается , если Х^//_q не известно, то для генераторов с демпферными обмотками в обеих осях ротора:

В приближенных расчетах допускается принимать независимо от времени.

При отсутствии демпферных обмоток:

При приближенных расчетах:

Токи нулевой последовательности совпадают по фазе и протекая по обмоткам статора, сдвинутых в пространстве на 120° создают результирующий магнитный поток равный нулю, но в лобовых обмотках генератора токи нулевой последовательности не компенсируют друг друга, поэтому:

Сопротивление асинхронных двигателей

На основании зависимости кривой сопротивления от скольжения, сопротивление обратной последовательности:

Сопротивление нулевой последовательности определяется рассеянием  в статорной обмотке и зависит от типа,  конструкции обмотки, поэтому эти значения достаточно достоверно могут быть получены опытным путем или из данных завода - изготовителя. В асинхронных двигателях с изолированной нейтралью токи нулевой последовательности не протекают.

Обобщенная нагрузка

для t=0,  для установившегося режима

Вследствие того, что обобщенная нагрузка включает в себя в основном асинхронные двигатели, сопротивление обратной последовательности которых практически тоже, что и в момент внезапного нарушения режима, принимают:

, считая ее приведенной к полной рабочей мощности нагрузки и среднему номинальному напряжению той ступени, где она присоединена.

Сопротивление ЛЭП

Не зависимо от чередования фаз Х_л1 = Х_л2.

Сопротивление нулевой последовательности зависит от проводимости земли, количества цепей ЛЭП, от наличия и проводимости грозозащитного тросса.

, вследствие наличия взаимной индукции соседних фаз, которая подмагничивает собственное поле фазы.

Рис.1

, I_A1 создает Ф_А1, который наводит Е_{собстА1}.

Средние значения соотношений между Х₀ и Х₁ для воздушних линий передач

Характеристика линии	Одноцепная Х0/Х1	Двухцепная Х0/Х1
Без троссов	3,5	5,5
Плохо проводящий тросс (стальной)	3	4,7
Хорошо проводящий тросс	2	3

Аналогично для кабелей Х₀ = (3,5¸4,6)Х₁.

Сопротивление трансформаторов

Сопротивление нулевой последовательности трансформатора определяется его конструкцией и соединением обмоток.

При коротком замыкании со стороны обмотки трансформатора соединенного в треугольник или звезду без заземленной нейтрали Х₀=¥

Конечное сопротивление нулевой последовательности может быть только при КЗ со стороны обмотки соединенной в звезду с заземленной нейтралью.

Основные варианты соединения двухобмоточного трансформатора:

Двухобмоточные трансформаторы:

1. 

Х_I, Х_II – сопротивление рассеяния первичной и вторичной обмоток;

Х_m - сопротивление намагничивания.

Так как Х_m>>X_II, то Х₀ = Х_I + Х_II =Х₁

2. Х₀ = Х_I + Х_m

Величина Хm  зависит от пути замыкания магнитных потоков: чем больше магнитное сопротивление потока, тем меньше  Хm .

Для трехстержневого трансформатора сопротивление потока оказывается большим, так как магниный поток замыкается через изолирующую среду или кожух трансформатора и Хm  конечным. Но, учитывая, что Х_m>>X_II считают Хm 0 =¥.

Для четырех и пятистержневых трансформаторов сопротивление магнитной цепи мало и Хm  Þ¥.

3.Х₀ = Х_I + Х_II =Х₁

Ток нулевой последовательности во вторичной обмотке будет протекать только в том случае, если есть еще хотя бы одна заземленная нейтраль.

Трехобмоточные трансформаторы

Х₀ = Х_I + Х_II

4.

Ток нулевой последовательности в тритичной обмотке будет протекать в том случае, если есть еще одна заземленная нейтраль в системе, соединенной с этой обмоткой.

 5.

Автотрансформатор

6.Обмотки автотрансформатора связаны между собой не только магнитно, но и электрически, поэтому здесь иные условия для протекания токов нулевой последовательности. Схема замещения автотрансформатора аналогична схеме замещения трехобмоточного трансформатора.