Схемы замещения трансформаторов нулевой последовательности
Сопротивление сети по нулевой последовательности определяется количеством и мощностью трансформатора и автотрансформатора. 90% трансформаторов на подстанциях одинаковы.
При
замыкании на землю в одной точке
циркуляция
в основном определяется схемами
соединений обмоток трансформаторов и
заземлением их нейтралей.
Трансформатор имеет бесконечно большое сопротивление для токов нулевой последовательности при повреждении со стороны обмотки, соединенной в треугольник.
Для двухобмоточных трансформаторо:
Для
трехобмоточных трансформаторов принимаем
с некоторым приближением, что
.
Для
автотрансформаторов
принимается на основе замера.
Моделирование реакторов
При
моделировании реакторов используют
модель, при этом модели по прямой и по
нулевой последовательности равны.
Говоря о реакторах для 500 кВ и выше,
необходимых для компенсации емкостных
токов, в России используются реакторы
типа РОДЦ с номинальной мощностью
МВА.
Активное
и реактивное сопротивления реактора
примерно составляют соответственно:
Ом,
Ом.
Моделирование нагрузки
В приближенных расчетах учитывается обобщенная нагрузка, включающая как собственно нагрузку (асинхронные и синхронные двигатели, статические электроприемники), так и распределительную сеть и понижающие трансформаторы, непосредственно питающие нагрузку.
В прямой последовательности сопротивление обобщенной нагрузки ориентировочно принимается равным сопротивлению нагрузки в предшествующем режиме работы:
,
где
-
междуфазное напряжение п/с, к которому
подключена обобщенная нагрузка с рабочей
мощностью
и углом нагрузки
.
Применительно к расчетам токов КЗ в
сетях допустимо не учитывать подпитывающее
влияние от асинхронных двигателей в
начальные моменты КЗ, когда двигатели
могут кратковременно перейти в
генераторный режим.
Реактивность обратной последовательности обобщенной нагрузки зависит от характера приемников электроэнергии и относительного участия каждого из них в рассматриваемой нагрузке. Для средней типовой промышленной нагрузки можно считать, что основная ее часть состоит из асинхронных двигателей АД, сопротивление обратной последовательности которых мало отличается от сопротивления в заторможенном состоянии. Для обобщенной нагрузки обратной последовательности принимают относительно узлов нагрузки 35 кВ:
.
Приближенно для других классов напряжения при пренебрежении активной составляющей принимают
.
Поскольку обобщенная нагрузка включает в себя сеть и понижающие трансформаторы, то величина сопротивления нулевой последовательности определяется в основном именно этими элементами. Привести усредненное значение не представляется возможным.
Моделирование лэп (с точки зрения теории поля)
При
моделировании ЛЭП используют
модель (до 330кВ до 100км, два провода в
фазе)
В
других случаях применяют
модель:
,
где
-
зависит от марки провода;
,
где
-
среднегеометрическое расстояние между
проводами
;
-
радиус провода;
-
магнитная проницаемость материала (для
АС проводов
,
для С -
)
,
где
Система провод – провод
Индуктивность – отношение потокосцепления к току, но от этих величин не зависит, определяется:
1. средой (магнитной проницаемостью);
2. геометрическими размерами;
3. расположением в пространстве.
Индуктивность – свойство вещества поддерживать ток (ток на L скачком не изменяется).
–потокосцепление,
где индуктивность – коэффициент
пропорциональности между потокосцеплением
и током.
где
Перейдем к определению внешней индуктивности.
Магнитное
поле характеризуют индукция
и напряженность
.
Можно записать:
Закон полного тока
Циркуляция вектора напряженности вдоль замкнутого контура равна сумме токов, протекающих через этот контур:
.
Магнитный поток равен:
.
Выделим
участок с параметрами
и
.
Направим вектора
,
,
,
,
(если площадка выделена в середине, то
).
Т.к.
и
сонаправлены,
то переходим к скалярам:
.
Найдем
.
.
Т.к.
и
сонаправлены, то
.
Т.к. провода одинаковы, то для второго провода можно записать:
.
Тогда индукция для первого и второго проводников равна:
,
.
Т.к. число витков w = 1 (проводник имеет один контур), то
Вычислим потокосцепление.
.
Здесь
от векторов переходим к скалярам, т.к.
и
сонаправлены.
В выражении появляется “2”, т.к. поток
создается двумя проводами (
).
Длину проводаl
возьмем равной 1, тогда
.
,
где d – расстояние между проводами,
r0 – радиус провода.
Итак, внешняя индуктивность системы провод – провод равна:
.
Т.к.
,
можно записать:
.
Тогда удельное внешнее реактивное сопротивление системы двух проводников равно:
.
Итак, удельное реактивное сопротивление одного провода в двухпроводной линии равно, Ом/км:
.