- •Министерство Образования Республики Беларусь
- •Светлой памяти моего учителя
- •1. Основные сведения и понятия
- •2. Виды коротких замыканий
- •2.1. Распределение кз по видам повреждений, по данным аварийной статистики
- •3. Причины возникновения переходных процессов
- •4. Причины возникновения кз
- •5. Последствия коротких замыканий
- •6. Необходимость расчетов токов короткого замыкания
- •7. Допущения при расчетах токов кз
- •8. Система относительных единиц
- •9. Составление схемы замещения
- •10. Приведение элементов электрической схемы к одной ступени напряжения
- •10.1 Приближённое приведение элементов схемы к базисным условиям.
- •11. Основные принципы расчета
- •12. Методы преобразования сложных схем Раскрытие замкнутых контуров
- •13. Метод эквивалентных эдс
- •14. Метод наложения или суперпозиции
- •15. Метод рассечения точки приложения эдс
- •16. Метод рассечения точки кз
- •17. Метод коэффициентов токораспределения
- •18. Преобразование схем, если схема симметрична относительно точки кз
- •19. Распределение токов кз в отдельных ветвях
- •20. Определение остаточного напряжения
- •21. Установившийся режим 3-х фазного кз
- •22. Основные характеристики синхронной машины (см) в установившемся режиме 3-х фазного кз
- •23. Аналитический расчет установившегося режима
- •23.1. Генератор без арв
- •23.2. Генератор с арв
- •23.3. Условные эпюры напряжений для 3-х характерных режимов
- •24. Расчет установившегося режима кз в сложных схемах (несколько генераторов с арв)
- •25. Влияние и учет нагрузки при установившемся режиме 3-х фазного кз
- •24. Внезапное 3-х фазное кз в простейшей электрической цепи
- •25. Действующее значение тока кз
- •26. Внезапное трехфазное кз цепи с трансформатором
- •27. Переходный процесс при включении трансформатора на холостой ход
- •28. Переходный процесс при внезапном кз в подвижных магнитосвязанных цепях
- •28.1. См без успокоительной (демпферной) обмотки (у.О.)
- •28.2. См с успокоительной обмоткой
- •29. Параметры синхронной машины
- •30. Переходной процесс в см без успокоительной обмотки
- •31. Переходный процесс в см с успокоительными обмотками
- •32. Влияние и учет нагрузки при внезапном кз
- •33. Учет системы бесконечной мощности
- •34. Практические методы расчета токов кз
- •35. Метод расчетных кривых
- •36. Расчет по общему изменению. Порядок расчета
- •37. Расчет по индивидуальному изменению
- •Порядок расчета.
- •38. Расчет токов кз по методу типовых кривых
- •39. Расчет переходных процессов при несимметричных кз
- •40. Магнитное поле генератора при несимметричном кз
- •41. Особенности несимметричных кз
- •42. Образование высших гармоник
- •43. Электрические параметры схем обратной и нулевой последовательностей
- •43.1. Сопротивления отдельных последовательностей для см
- •43.2. Обобщенная нагрузка
- •43.3. Реакторы
- •43.4. Сопротивление нулевой последовательности для воздушных лэп
- •43.5. Кабельные линии
- •43.6. Сопротивление нулевой последовательности двухобмоточных трансформаторов
- •43.7. Сопротивление нулевой последовательности трехобмоточных трансформаторов
- •44. Влияние конструкции трансформаторов на токи нулевой последовательности
- •45. Учет сопротивления заземления нейтрали в схемах нулевой последовательности
- •46. Составление схем замещения для различных последовательностей
- •47. Примеры составления схемы замещения нулевой последовательности
- •48. Однократная поперечная несимметрия. Токи и напряжения при различных видах кз
- •48.1. Двухфазное короткое замыкание
- •48.2 Однофазное короткое замыкание
- •48.3 Двухфазное кз на землю
- •49. Соотношения между токами 3-х фазного и несимметричных кз
- •50. Учет переходного сопротивления в месте повреждения при несимметричных кз
- •51. Правило эквивалентности прямой последовательности (правило Щедрина) и его применение в расчетах
- •52. Аналитический расчет несимметричных кз
- •53. Расчет несимметричных кз по расчетным кривым
- •54. Распределение и трансформация токов и напряжений различных последовательностей при несимметричном кз
- •55. Комплексные схемы замещения для исследования несимметричных кз
- •56. Расчет переходного процесса при продольной несимметрии
- •57. Разрыв в одной фазе
- •58. Обрыв в двух фазах
- •59. Порядок расчета однократной продольной несимметрии
- •60. Общий порядок расчета сложных видов повреждений
- •61. Простое замыкание в сети с изолированной нейтралью
- •62. Расчет токов кз в установках до 1кВ
- •63. Расчет переходных процессов с учетом качания синхронных машин
- •10.2. Классификация методов и средств ограничения токов кз
- •10.3. Схемные решения
- •10.4. Деление сети
42. Образование высших гармоник
Рассмотрим принципиальную модель СМ, ротор которой имеет явновыраженные полюса и не имеет демпферных контуров.
Пусть по одной или двум фазам статора протекает ток синхронной частоты f . Образующийся при этом пульсирующий магнитный поток Ф остается в пространстве в одном и том же положении. Чтобы представить влияние этого потока на ротор, разложим его на 2 потока, вращающихся с синхронной угловой скоростью ω во взаимно противоположных направлениях. (Рис.49)
Рис. 49
Поток, вращающийся в том же направлении, что и ротор, по отношению к последнему, неподвижен и, соответственно, трансформаорно взаимодействует с магнитным потоком обмотки возбуждения.
Другой поток, который вращается в противоположную сторону, по отношению к ротору будет иметь двойную скорость 2ω, поэтому в обмотке возбуждения будет наводить ЭДС двойной синхронной частоты 2f. Обусловленный этой ЭДС, ток частоты 2f создает пульсирующий с частотой 2f магнитный поток ротора. Разложив этот поток на два потока Фр1 и Фр2, вращаюшихся в противоположные стороны с угловой скоростью 2ω относительно ротора, можно показать, что один из них вращается по отношению к статору с угловой скоростью (2ω- ω) в сторону, противоположную вращению ротора. Он оказывается неподвижным относительно потока вызвавшего пульсирующий с частотой 2f поток ротора и стремится его компенсировать. Другая составляющая потока Фр2 вращается относитель статора с угловой скоростью (2 ω+ ω= 3ω) в сторону вращения ротора. Этот магнитный поток наводит в статоре ЭДС тройной синхронной частоты 3f.
В результате возникает ток той же частоты, который создает пульсирующее с 3f частотой магнитное поле статора.
Продолжая рассуждения, можно убедиться, что каждая нечетная гармоника однофазного переменного тока статора вызывает очередную четную гармонику в обмотке возбуждения. И в свою очередь каждая четная гармоника тока в обмотке возбуждения вызывает следующую по порядку нечетную гармонику тока статора. Когда ротор симметричен в обеих осях (), то неизменное или пульсирующее с произвольной частотой магнитное поле статора не создаёт высших гармоник. В действительности ротор СМ не обладает идеальной симметрией, поэтому при любом несимметричном режиме СМ возникают высшие гармоники. Они тем интенсивнее, чем больше выявлена несимметрия ротора.
43. Электрические параметры схем обратной и нулевой последовательностей
Для всякого элемента магнитосвязаной цепи, которые неподвижны друг относительно друга, значение реактивности прямой и обратной последовательностей будут иметь одинаковые значения. Для трансформаторов, ЛЭП (воздушных и кабельных), реакторов, сопротивление прямой последовательности будет равно сопротивлению обратной последовательности, т.е. X1=X2.
Система токов нулевой последовательности резко отличается от прямой и обратной последовательностей и, следовательно, реактивности нулевой последовательности существенно отличаются от реактивностей других последовательностей.
43.1. Сопротивления отдельных последовательностей для см
В качестве приближенных соотношений можно принимать:
Для ТГ и машин с успокоительными обмотками сопротивление обратной последовательности .
Для машин безу.о. .
В приближенных практических расчетах токов КЗ для турбогенераторов и машин с у.о. можно принять .
Сопротивление нулевой последовательности генераторов обусловлено потоками рассеяния. Оно очень мало: .
Пренебрегая изменением насыщения СМ практически можно принимать, что величины сопротивлений обратной и нулевой последовательностей остаются постоянными на протяжении всего процесса КЗ, т. е. не зависят от стадии ПП.