11.4.3. Сопротивление обратной последовательности нагрузки

Чтобы установить величину реактивного сопротивления обратной последовательности обобщенной нагрузки, необходимо сначала оценить величину Х₂ асинхронных двигателей, из которых преимущественно состоит эта нагрузка.

Если в нормальных условиях асинхронный двигатель работает со скольжением s, то по отношению к магнитному потоку обратной последовательности ротор двигателя имеет скольжение 2…5 %. С увеличением скольжения реактивное сопротивление асинхронного двигателя снижается (благодаря большему проявлению ответной реакции ротора), при этом с достаточной для практических целей точностью можно принимать: Х₂ = Х_S= Х_К, т. е. реактивное сопротивление обратной последовательности асинхронного двигателя равно его реактивному сопротивлению КЗ.

Таким образом, реактивное сопротивление обратной последовательности обобщенной нагрузки практически можно принимать такой же, как и для начального момента КЗ, т. е. Х_2* = 0,35 OЕ, считая ее отнесенной к полной мощности нагрузки и среднему напряжению той ступени, где она подключена.

11.4.4. Сопротивление нулевой последовательности реакторов

Реактивное сопротивление реакторов в основном определяется их самоиндукцией. Взаимоиндукция между фазами реактора настолько мала, что практически ею можно пренебречь. По этой причине реактивное сопротивление нулевой последовательности реактора можно считать равным реактивному сопротивлению прямой последовательности, т. е. Х₀=Х₁.

11.4.5. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов

Реактивное сопротивление нулевой последовательности трансформаторов зависит от схемы соединения обмоток и их конструкции.

Прежде всего выясним, в какой мере влияет каждый из этих факторов на величину реактивного сопротивления нулевой последовательности, и лишь после этого обратимся к количественной оценке его величины для трансформаторов.

Если к обмотке, соединенной в треугольник, приложить напряжение нулевой последовательности, то в силу равенства потенциалов каждой из фаз разность потенциалов (напряжения) между любыми фазами равна нулю, следовательно, ток по обмотке, соединенной в треугольник, протекать не будет. К аналогичному выводу можно прийти, если напряжение нулевой последовательности приложено к обмотке, соединенной в звезду без заземленной нейтрали.

Таким образом, сопротивления нулевой последовательности трансформатора со стороны его обмотки, соединенной треугольником (Δ) (рис. 11.1 а) или звездой без заземленной нейтрали (Y) (рис. 11.1 в), всегда равно бесконечности (Х₀ = ∞), так как приложенное напряжение нулевой последовательности со стороны указанных обмоток не может вызвать в трансформаторе тока нулевой последовательности независимо от схемы соединения других его обмоток.

Обратимся к количественной оценке реактивного сопротивления нулевой последовательности трансформаторов.

При соединении обмоток Yо/Δ (рис. 11.1 а) ЭДС нулевой последовательности вторичных обмоток будут вызывать соответствующие токи, которые циркулируют только в этих обмотках, не выходя за их пределы. Это позволяет в схеме замещения замкнуть концы вторичной обмотки на нулевой провод. Тогда значение сопротивления Х₀ может быть записано так:

.

Имея ввиду, что величина Х_н значительно меньше Х_μ0 (Х_μ0/Х_н ≈ 20), можно считать, что и для трехстержневого трансформатора с соединением обмоток Y₀/Y₀ (рис. 11.1 б) Х₀≈Х₁.

Для трехфазных групп однофазных трансформаторов или четырех и пятистержневых трансформаторов при соединении обмоток Y₀/Y₀ с учетом Х_μ0=∞ имеем: Х₀ ≈ Х_В + Х_Н = Х₁.

Для трехобмоточных трансформаторов (рис. 11.2) имеем:

На рис. 11.2 а ток нулевой последовательности в обмотке С не протекает, следовательно, Х₀ = Х_В + Х_Н = Х_В-Н.

На рис. 11.2 б путь токов нулевой последовательности на стороне С обмотки обеспечен, следовательно, в схему нулевой последовательности трансформатор вводится полной схемой замещения.

На рис. 11.2 в ток нулевой последовательности протекает по всем обмоткам трансформатора Х₀ = Х_В + Х_Н·Х_С / (Х_Н + Х_С).

Рис. 11.1. К определению Х₀ двухобмоточных трансформаторов: а – при соединении обмоток Y₀/Δ; б – при соединении обмоток Y₀/Y₀; в – при соединении обмоток Y₀/Y

Рис. 11.2. Схемы замещения трехобмоточных трансформаторов для токов нулевой последовательности