6. Контрольные вопросы

1. Какие виды повреждений относятся к аварийным режимам?

2. В чем заключается необходимость применения метода симметричных составляющих?

3. Каковы условия для прохождения тока нулевой последовательности через трансформатор?

4. Чем следует руководствоваться при составлении схем замещения трансформаторов и автотрансформаторов для токов нулевой последовательности?

5. Что влияет на величину индуктивного сопротивления нулевой последовательности линии?

6. Как определяется необходимая величина ЭДС генерирующего источника?

7. Какие значения токов и напряжений рассматриваются при анализе КЗ?

8. Каково правило эквивалентности прямой последовательности для поперечной несимметрии?

9. Чем различаются схемы трех последовательностей между собой?

10. Назовите виды несимметричных КЗ. Чем они отличаются друг от друга?

11. Какой вид имеют векторные диаграммы токов и напряжений для различных видов КЗ?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ОБРЫВАХ ФАЗ

Цель работы: расчет параметров системы и режимов электроэнергетической системы и построение эпюр и векторных диаграмм токов и напряжений при обрыве одной фазы и двух фаз электрической цепи.

Задачи:

1. Произвести расчет разрыва одной фазы.

2. Произвести расчет разрыва двух фаз.

3. Научиться строить векторные диаграммы.

4. Научиться строить эпюры напряжения.

1. Краткие теоретические сведения

Применение метода симметричных составляющих

для расчета продольной несимметрии

Частным случаем продольной несимметрии является работа линии электропередачи по системе два провода – земля (ДПЗ). К продольной несимметрии относятся случаи неправильной фазировки или ошибочного соединения обмоток трансформаторов и машин.

Конечной целью анализа нарушений продольной несимметрии является расчет значений токов и напряжений в ветвях повреждений и в заданных точках СЭС. Расчет этот необходим для выбора элементов СЭС, релейной защиты, а также анализа работы устройств системной автоматики.

Для формализации анализа продольную несимметрию представляют как включение в каждую фазу электрической системы неодинаковых сопротивлений. При этом исходят из следующих условий, рассматривая только основную гармонику режима:

• включение сопротивления в фазу при неизменной ЭДС источника питания тождественно шунтированию таких же сопротивлений в других фазах;

• шунтирование сопротивления в фазе тождественно включению такого же сопротивления, но с противоположным знаком;

• разрыв фазы тождествен включению в месте разрыва источника напряжения, равного падению напряжения на концах разорванной фазы.

Расчеты указанных и других неполнофазных режимов и отключений ведут по методу симметричных составляющих, в соответствии с которым расчетные соотношения можно выразить через симметричные составляющие тока и напряжения фазы А, принятой за основную.

Исходным моментом расчета является составление схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. При решении аналитическим путем приходится сворачивать эти схемы относительно места повреждения и определять результирующие сопротивление последовательностей, чтобы в соответствии с правилом эквивалентности прямой последовательности найти токи и напряжения прямой, а затем токи и напряжения других последовательностей. Затем по ним строятся векторные диаграммы токов и напряжений для заданного вида несимметрии.

Расчет сопротивлений, токов и напряжений для разрывов фаз проводят в относительных единицах.

В качестве базисных величин произвольно выбирают базисную мощность S_б (МВА) и базисное напряжение, приравниваемое к среднему номинальному (U_б = U_ср, кВ), для ступени, где находится место повреждения. Сопротивления схемы замещения рассчитываются исходя из выражений, представленных в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Расчетные выражения для определения сопротивлений

Элементы сети	Исходный параметр единицы измерения	Расчетная формула, о. е.
Генератор	X1г, о. е., Sн, МВА	X = X1гSб / Sн
Эл. система	Sк, МВА	X = Sб / Sк
Трансформатор	Sн, МВА, Uк, %	Х = (UкSб) / (100 · Sн)
ЛЭП	Rуд, Xуд, Ом / км, l, км,	X = XудlSб/ (Uср2); R = Rуд lSб / (Uср2)
Нагрузка	Xнагр, o. e., Sнагр, МВА , cosφ, о. е.	X = XнагрSб / Sнагр, где Xнагр = 0,35, или R = cosφSб / Sнагр X = sin φSб / Sнагр

Прим.: В таблице: S_н – полная номинальная мощность; S_к – мощность короткого замыкания; U_к – напряжение короткого замыкания; R_уд, X_уд - удельное сопротивление линии; l – длина линии; U_ср – среднее номинальное напряжение линии; X_нагр – относительное номинальное сопротивление нагрузки, принимаемое равным 0,35 о. е.; X_1г - относительное номинальное сопротивление по продольной оси синхронной машины для прямой последовательности.

С использованием метода симметричных составляющих и граничных условий для каждого вида повреждений составляются уравнения, описывающие режим. По ним составляют расчетные выражения для определения тока прямой последовательности и падения напряжения прямой последовательности в месте разрыва. Токи обратной и нулевой последовательностей, а также напряжение источника продольного напряжения, включаемого в месте повреждения, выражаются через показатели комплексной схемы замещения. Токи и напряжения других фаз выражаются с использованием оператора фазы и основных выражений метода симметричных составляющих.