Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Несимметричные электромагнитные переходные процессы в электроэнергетических системах. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Рис.11. Схемы замещения

для трехобмоточных

трансформаторов

схеме замещения это соответствует короткому замыканию на зажимах вторичной обмотки.

Рис.10. Схема замещения трансформатора с учетом сопротивления

намагничивания в нейтрали

Если в нейтраль трансформатора включено сопротивление Хμ, то по нему протекает ток 3I0, что учитывается последовательный включением в схему нулевой последовательности сопротивления 3Хμ (рис.10).

Схемы замещения для трехобмоточных трансформаторов строятся на тех же принципах (рис.11).

Рис.12. Направление магнитного

потока при использовании группы трех

однофазных трансфоматоров,

трехфазного пятистержневого

трансформатора и трехфазного

трехстержневого трансформатора

Сопротивление намагничивания трансформатора для токов

нулевой последовательности зависит от того, по каким путям замыкается магнитный поток нулевой последовательности, имеющий во всех фазах одинаковую величину и направление (рис.12). При использовании группы из трех однофазных трансформаторов или трехфазных пятистержневых

трансформаторов магнитный поток Ф0 замыкается по стали магнитопровода и сопротивление Хμ0 практически не отличается от соответствующего сопротивления для токов прямой и обратной последовательностей (в практических расчетах можно считать Хμ0=∞).

Чаще используются трехфазные трехстержневые

трансформаторы. Магнитопровод не имеет свободных стержней, и магнитные потоки Ф0 фаз, вытесняя друг друга, замыкаются через бак трансформатора. Сопротивление Хμ0 оказывается небольшим (0,3 – 1,0 о.е.).

Автотрансформаторы замещают аналогично трансформаторам. При этом учитывают, что нейтраль обмоток ВНСН всегда эффективно заземлена.

Рис.13. Схема замещения трехфазной

воздушной линии

3.5. Воздушные линии

Собственное индуктивное сопротивление фазы трехфазной воздушной линии (рис.13)

lg145,0

, (15)

а влияние каждой из соседних фаз определяется величиной

lg145,0

, (16)

где D3 – эквивалентная глубина протекания обратного тока в земле, колеблется от 100 м (для влажного засоленного грунта) до 3000 м (для сухого каменистого грунта); rЭ – эквивалентный радиус

провода. Для сплошных алюминиевых проводов rЭ ≈ 0,78r, для витых медных проводов rЭ ≈ 0,75r, для витых алюминиевых и сталеалюминиевых проводов rЭ ≈ 0,95r; DСР – среднегеометрическое расстояние между фазами линии, определяемое по формуле:

acbcabcp

dddD 

, (17)

Для токов прямой (обратной) последовательности эквивалентное сопротивление фазы

ХХХХ lg145,021

, (18)

а для токов нулевой последовательности

ХХХ

lg435,02 

, (19)

где RСР– среднегеометрический радиус системы из проводов трех фаз, определяемый по формуле:

cpЭcp

DrR 

, (20)

Если фазы выполняются расщепленными (состоят из пучка проводов), то в формулах вместо rЭ необходимо подставить r

СР

–

среднегеометрический радиус фазы, определяемый по выражению:

cpЭcp

nrarr 

1

, (21)

где ɑСР – среднегеометрическое расстояние между проводами пучка (фазы);n – число проводов в пучке (фазе);rР – радиус расщепления фазы (рис.13).

Сопротивление воздушной линии для токов нулевой

последовательности намного выше, чем для прямой (обратной).

Если линия выполнена многоцепной, то сопротивление нулевой последовательности дополнительно увеличивается за счет взаимной индуктивности с соседними цепями. На сопротивления прямой к обратной последовательностей наличие параллельных цепей практически не влияет вследствие уравновешенности системы токов трех фаз.

По той же причине наличие грозозащитного троса практически, не сказывается на параметрах прямой и обратной последовательности, но заметно уменьшает сопротивление нулевой последовательности линии. В приближенных расчетах принимают для одноцепных линий без тросов X0/X1=3,5 , а с тросами – 3,0. Для двухцепных линий без тросов считают X0/X1=5,5, а с тросами – 4,7.

Чтобы избежать неблагоприятного эффекта грозозащитных тросов на сопротивление нулевой последовательности линий, тросы выполняют звеньями с заземлением каждого звена только с одного конца (другой включается на искровой промежуток).

3.6. Кабельные линии

Кабельные линии в схемах замещения при расчетах НКЗ

учитываются как активное и реактивное сопротивления, причем параметры прямой и обратной последовательности равны между собой:

2121

, xxrr 

, (22)

Ток нулевой последовательности, протекая по жилам кабеля, возвращается по его оболочке (создает эффект хорошей тросовой защиты) и частично по земле. Конкретные величины ro, xо зависят от типа кабеля и условий его прокладки. В приближенных расчетах принимают

1010

)6,45,3(,10 xxrr 

, (23)

4. СХЕМЫ ПРЯМОЙ, ОБРАТНОЙ И НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

Для расчета токов несимметричных КЗ методом

симметричных составляющих необходимо предварительно составить приведенные к одной ступени напряжения схемы замещения для токов всех трех последовательностей.

Началом схемы каждой из последовательностей является

объединенная точка нулевого потенциала, а ее концом – точка КЗ.

Схема прямой последовательности соответствует схеме для

расчета трехфазного КЗ. В зависимости от применяемого метода расчета и момента времени генераторы и нагрузки вводятся в схему соответствующими э.д.с. и сопротивлениями; все остальные элементы входят в нее неизменными во времени сопротивлениями.

Схема обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности, но э.д.с. всех генерирующих элементов в ней приравниваются нулю, а сопротивления обратной последовательности всех элементов считаются неизменными для любого момента времени.

Схема нулевой последовательности в значительной мере определяется соединением обмоток и конструкциями магнитопроводов участвующих в ней трансформаторов и автотрансформаторов. Схему начинают строить от точки КЗ, где как бы присоединен источник U0, последовательно прослеживая пути протекания токов I0.

В цепи, электрически связанной с точкой КЗ, токи нулевой последовательности протекают лишь в сторону элементов, соединенных в звезду. В схему замещения соответственно войдут лишь те элементы схемы, через которые протекают токи нулевой последовательности.

Протекая через обмотки трансформаторов (автотрансформаторов), соединенные в , токи нулевой

последовательности наводят в остальных обмотках трансформаторов э.д.с. нулевой последовательности. Но ток нулевой последовательности потечет в них лишь в том случае, если они

соединены в (ток замыкается в треугольнике и не будет протекать в подключеной к нему цепи), или если во вторичной цепи,

кроме соединенной в обмотки трансформатора, имеются еще заземленные нейтрали.

Сопротивления элементов в схеме нулевой последовательности в общем случае существенно отличаются от их сопротивлений в схемах прямой и обратной последовательностей.

На рис.14 приведен пример составления схем различных последовательностей для расчета начального момента КЗ в схеме электроснабжения, где трансформаторы T1и Т2– группы из трех однофазных трансформаторов.

Путем последовательных преобразований схемы отдельных последовательностей приводятся к простейшему виду (рис.15) с определением результирующей э.д.с. Ė∑ и результирующих сопротивлений Ż1∑, Ż2∑, Ż

0∑

(при не учете активных сопротивлений – E∑, X1∑, Х2∑, X0∑), после чего приступают к расчету симметричных составляющих тока и напряжения в точке КЗ.

Рис.14. Пример составления схем прямой, обратной, нулевой

последовательностей для расчета начального момента КЗ при использовании

группы трех однофазных трансформаторов

Рис.15. Эквивалентная схема прямой, обратной, нулевой последовательностей

5.РЕЖИМ ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЭЭС

При металлическом КЗ фазы А (рис.16)

граничными условиями являются:





(24)

Тогда выражения (9) токов фаз через симметричные

составляющие имеют вид

;

021

KKAKA

KKAKAKA

IIaIa

IIII







(25)

Просуммировав их, с учетом того, что

;01

аа





(26)

получим

KAK





(27)

Умножив каждый член второй строки в уравнениях (25) на a2, а

третьей строчки на a, получим уравнения

;

021

KAKA

KKAKA

KKAKAKA

IаIaI

IIII











(28)

Рис.16. Однофазное металлическое КЗ

суммирование которых дает

KAKА





, (29)

Умножив каждый член второй строки в уравнениях (25) на

a2, а третьей строчки на a, получим уравнения

;

021

KKAKA

KKAKAKA

IаIIа

IаIIa

IIII







(30)

суммирование которых дает

KAKА





, (31)

Таким образом, все симметричные составляющие тока фазы в

точке КЗ равны:

021

KKAKA

III







, (32)

Запишем уравнения (7) в виде

;

000

222

111

















KАKА

UIZ

UIZE

(33)

Согласно (8), с учетом (24), (32), (33)

.)(

;

1021

1020022

021





































 



 





 



 







KА

KАKKА

KKAKA

KKAKAKA

IZZZE

IZZIZIZUUU

UUUU

(34)

Отсюда определяется ток прямой последовательности фазы А

при однофазном КЗ:

021

1 KKA

ZZZ























, (35)

Ток КЗ в аварийной фазе:

Рис.17. Векторные диаграммы напряжений и токов при

однофазном металлическом КЗ

1021

KAKKAKAKA

IIIII





, (36)

В неаварийных фазах:

   

.01

;01

021





KAKKAKAKC

KAKKAKAKB

IааIIаIaI

(37)

Симметричные составляющие напряжения фазы А в точке КЗ

определяются по формулам (33), (34) в виде

;

021

100

122























 



 





 



 







KА

ККАКА

KАK

KАKА

IZZUUU

IZU

(38)

Тогда фазные напряжения в точке КЗ

   

 

.Z1Z

ZZZZ

;Z1Z

ZZZZ

102

10202

021

ККАКАКС

ККАКАКВ

KKAKAKA

Iааа

IааUUаUаU

Iааа

IааUUаUаU

UUUU













































































 



 





 



 























 



 





 



 







(39)

На рис.17 построены векторные диаграммы токов и напряжений

в точке КЗ

<<< < Предыдущая 1 23 / 63 4 5 6 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]