Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Специальные методы расчета трехфазных сетей. Метод симметричных составляющих. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
979 Кб
Скачать

Z

 

Z

I2

 

I2

Z

U2

U2

а

 

б

Рис. 28

Аналогично составим однофазную схему для обратной последовательности(рис. 28, а). Таккакгенераторсоздаетсимметричнуюсистему ЭДС только прямой последовательности, то в этой схеме источник обратной последовательности отсутствует. На схеме (рис. 28, а) генератор

и асинхронный двигатель представляются сопротивлениями Z и Z

. Заменив параллельно включенные сопротивления Z и Z эквива-

лентным, получимсхемурис. 28, б, где Z Z Z / (Z Z ) идля

которой I 2 Z U 2 0 .

2. Эквивалентная схема для расчета токов нулевой последовательности (рис. 29).

Z

I0

U0

ZN

Рис. 29

Составим схему для нулевой последовательности (рис. 29). При составлении этой схемы следует учесть, что ЭДС нулевой последователь-

ности отсутствуют, а по сопротивлению Z N протекает тройной ток нулевой последовательности. Кроме того, нулевая точка АД не соединена

41

с землей, поэтому через него не потекут токи нулевой последовательности и ветви с Z в схеме не будет. Для этой схемы имеем:

I 0 (Z3Z N ) U 0 0 .

V2

A

IA

 

 

V1

 

А'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UCA

UAB

IB

 

 

 

B'

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

UBC

IC

 

 

 

C'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АД

Z1, Z2

0'

V3

Рис. 30

Пример 4.5

На рис. 31 изображена схема симметричного трехфазного приемника электрической энергии (двигатель). Сопротивление нагрузки для

токов прямой последовательности Z1 j8 Ом, для токов обратной последовательности Z2 j2 Ом.

A

IA

EAK А'

Z1,

Z

2

 

 

EAK ≠ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

IB

EBK B'

 

 

 

 

 

 

 

EBK = ECK = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0' EAK = EAK1 + EAK2 + EAK0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ECK C'

 

 

 

 

 

C

IC

 

 

 

 

 

 

 

EBK = EBK1 +EBK2 + EBK0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ECK = ECK1 + ECK2 + ECK0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 31

 

 

 

 

 

Линейные напряжения генератора симметричны и образуют

систему прямой

последовательности U

л = 173 В. Сопротивление

 

 

 

42

генератора для токов прямой, обратной и нулевой последовательности

Z Г1 Z Г2 Z Г0 0.

Определитьлинейныетоки, показаниявольтметровприобрывепровода фазы А. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Решение

1.Замена конструктивной несимметрии схемы несимметричной системой (рис. 31).

2.Замена несимметричной системы ЭДС схемы (рис. 31) симметричными составляющими (схема на рис. 32).

A

IA

EAK1

EAK2

EAK0А'

Z1,

Z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B IB

EBK1

EBK2

EBK0B'

 

 

 

0'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

IC

ECK1

ECK2

ECK0C'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 32

3. Симметричная схема замещения трехфазной цепи для токов прямой последовательности (рис. 33).

 

EA

A IA1

0

EB

B IB1

 

EC

C IC1

 

EAK1 А'

Z1

 

EBK1B'

Z1

0'

ECK1C'

Z1

 

Рис. 33

4. Расчетная схема замещения фазы А для токов прямой последовательности (рис. 34).

43

EA A IA1

EAK1А'

Z1

 

 

 

 

 

00'

Рис. 34

В схеме (рис. 34) ЭДС генератора: E А U3л e j0 100 B.

Составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

EA EAK1 I A1Z1.

5.Симметричная схема замещения трехфазной цепи для токов обратнойпоследовательности (рис. 35).

 

A IA2

0

B IB2

 

C IC2

EAK2 А'

Z2

EBK2

B'

Z2

 

 

 

ECK2

 

Z2

C'

 

0'

Рис. 35

6. Расчетная схема замещения фазы А для токов обратной последовательности (рис. 36).

 

A IA2

EAK2А'

Z2

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0'

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 36

44

Составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

EAK 2 I A2Z 2.

7.Симметричная схема замещения трехфазной цепи для токов нулевой последовательности (рис. 37).

 

A IA0

EAK0 А'

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

EBK0

 

 

 

 

0

B IB0

B'

Z0

 

0'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C IC0

ECK0C'

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 37

8. Расчетная схема замещения фазы А для токов нулевой последовательности (рис. 38).

 

A IA0

EAK0А'

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0'

Рис. 38

Очевидно, что ток нулевой последовательности IA0 0. 9. Составим полную систему уравнений:

E A E AK1 I A1 Z1, или

100 E AK1 I A1 Z1 ;

E AK 2 I A2 Z 2 ;

I A0 0 .

Дополнительные уравнения:

 

I A 0, т. е. I A I A1 I A2 I A0 0 A;

EBK 0, т. е. EBK a2 E AK1 aE AK 2 E AK 0 0;

ECK 0, т. е. ECK aI1 a2 I 2 I 0 0.

45

10. Из совместного решения полученных уравнений следует:

 

I A1 j10 A;

 

I A2 j10 A; E AK1 E AK 2 E AK 0 20 B.

11.

Показание вольтметра

U

 

 

(U

V1

U

 

) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V1

 

 

 

 

 

 

AA

 

 

 

U

U

 

E

AK1

E

AK 2

E

AK 0

3 20 60 B.

 

V1

 

 

AA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.

Показание вольтметра UV 2

 

(UV 2 UA0 ) :

 

 

UV 2 U A0

U AA

U

A 0

U AA I A1 Z1 I A2 Z 2

 

 

 

 

 

 

 

60 j10 j8 j10 j2 120 B.

 

13.

Показание вольтметра UV 3

 

(UV 3 UC 0 ) :

 

 

U U

 

 

I

 

Z I

 

 

Z aI

 

Z a2 I

Z

 

V 3

 

 

 

C1 1

 

 

 

C 2 2

 

 

 

 

A1 1

 

A2 2

 

 

C 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a( j10) j8 a2 ( j10) j2 92e j109 B; U

92 B.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V 3

 

14.

Линейные токи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I A I A1 I A2 j10 j10 0 A;

IB I B1 I B2 a2 I A1 aI A2

e j240 10e j90 e j120 10e j90 17,3 A;

I C I C1 I C2 aI A1 a2 I A2

e j120 10e j90 e j240 10e j90 17,3 A.

15.Векторная диаграмма приведена на рис. 39.

Пример 4.6

ЭДС симметричного трехфазного генератора прямой последовательности Еф = 100 В(рис. 40). Сопротивлениенагрузкидлятоковпря-

мой последовательности Z1 j4 Ом, для токов обратной последовательности Z 2 j2 Ом.

46

A +1

 

UCA

 

IC2

IC

 

 

 

UAB

 

 

 

IC1

 

 

 

 

 

 

 

 

+j

IA1

0'

 

 

IA2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

IB1

IB

 

 

 

 

B

IC1Z1 IB2

UBC IB1Z1

 

IC2Z2

IB2Z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 39

 

 

 

 

 

 

EA

Z1,

Z

2

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

EB

B

 

 

EC

C

 

 

Рис. 40

Несимметрия режима создается между фазным коротким замыканием (рис. 40).

Определить ток короткого замыкания IКЗ.

Решение

1. Заменаконструктивнойпоперечнойнесимметриицепинесимметричной системой ЭДС показана не рис. 41.

47

 

 

EA

Z1,

Z

2

A

 

 

 

 

0

 

EB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

EC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IAK IBK

ICK

 

 

 

 

 

 

 

 

ЕAK

ЕВK ЕСK

0'

Рис. 41

2. Разложение несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие, рис. 42.

EA

Z1, Z2

A

 

 

EB

 

B

0

 

EC

 

C

 

IAK IBK ICK

 

 

ЕAK1 ЕВK1 ЕСK1

ЕAK2 ЕВK2 ЕСK2

ЕAK0 ЕВK0 ЕСK0

0'

Рис. 42

3. Расчетная схема замещения фазы А для токов прямой последовательности, рис. 43.

48

EA A IAK1 Z1

EAK1

0 0'

Рис. 43

В схеме, рис. 43, ЭДС фазы генератора: E А Eфe j0 100 B. Составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

EA E AK1 I A1Z1.

4.Расчетная схема замещения фазы А для токов обратной последовательности, рис. 44.

A IAK2 Z2

EAK2

0 0'

Рис. 44

Составим уравнение по второму закону Кирхгофа:

EAK 2 I AK 2Z 2.

5.Расчетная схема замещения фазы А для токов нулевой последовательности, рис. 45.

 

A

IAK0

Z0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EAK0

0

 

0'

Рис. 45

Очевидно, что ток нулевой последовательности I AK 0 0.

49

6.

Составим полную систему уравнений:

 

 

E A E AK1 I AK1 Z1, или

 

100 E AK1 I AK1 Z1 ;

 

E AK 2 I AK 2 Z 2 ;

I AK 0 0 ;

Дополнительные уравнения:

 

 

 

 

 

I AK 0,

т. е.

 

 

I AK I AK1 I AK 2 I AK 0

0 A;

EBK ECK 0,

или

 

 

 

 

 

 

a2 E AK1 aE AK 2 E AK 0 aE AK1 a2 E AK 2 E AK 0 0.

7.

Из совместного решения полученных уравнений следует:

 

I AK1 j18 A;

I AK 2 j18 A.

8.

Ток короткого замыкания:

 

 

 

 

I КЗ I BK I CK a2 I AK1 aI AK 2

a2 ( j18) a( j18) 31,2 A;

IКЗ 31,2 A.

Пример 4.7

В симметричной трехфазной цепи (рис. 46), состоящей из генератора с фазным напряжением Uф = 240 В, с сопротивлениями прямой

обратной и нулевой последовательности линии: Z л1 Z л2 j2 Ом,

Z л0

j1 Ом и приемника (двигатель): Z д1 j6 Ом, Z д2 j4 Ом,

Z д0

j2 Ом. Несимметрия режима создается однофазным замыканием

фазы В генератора на землю, сопротивление нейтрали генератора ZN j3 Ом.

Определить ток короткого замыкания фазы В на землю IBK .

1.Заменаконструктивнойпоперечнойнесимметриицепинесимметричной системой ЭДС (рис. 47).

2.Разложение несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие (рис. 48).

50

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]