Тема 12. Электромагнитные переходные процессы при нарушении симметрии трехфазной цепи

Схема замещения прямой последовательности составляется также как и для расчета трехфазного короткого замыкания. В зависимости от применяемого метода расчета и момента времени генераторы и нагрузки вводятся в схему соответствующими реактивностями и ЭДС. Все остальные элементы вводятся в схему неизменными во времени сопротивлениями.

Схема замещения обратной последовательности по структуре аналогична схеме прямой последовательности. Однако в ней ЭДС всех генерирующих ветвей условно принимают равными нулю, а реактивности обратной последовательности синхронных машин и нагрузок постоянными для любого момента времени и не зависящими от вида и условий несимметрии.

Приближенные значения сопротивлений обратной последовательности Х₂

Машины без демпферных обмоток............1,45

Турбогенераторы и машины с демпферными обмотками...... 1,22

Машины с полной демпферной обмоткой..............

Обобщенная нагрузка (для сетей напряжением 6 -10 кВ).............0,35

Обобщенная нагрузка (для сетей напряжением 35 кВ) .............. 0,45

Для обобщенной нагрузки сопротивление обратной последовательности принимают равным Х_2*(н) = 0,35. Параметры токоограничивающего реактора, трансформатора, воздушных и кабельных линий в схеме обратной последовательности соответствуют их величинам в схеме прямой последовательности.

Началами схем замещения прямой или обратной последовательностей, обозначаемыми буквами Н₁ и Н₂, являются нейтрали генерирующих источников и нагрузки; концами схем, обозначаемыми К₁ и К₂, является точка короткого замыкания.

Схема нулевой последовательности определяется соединением обмоток трансформаторов и автотрансформаторов. Сопротивления нулевой последовательности для характерных элементов энергосистем:

Синхронные машины. Сопротивление нулевой последовательности синхронных машин существенно зависит от типа обмотки, колеблясь в пределах: Х₀ = (0,15 ¸0,16) . Как правило, схемы соединения обмоток трансформаторов подбирают такими, чтобы исключить протекание через генераторы токов нулевой последовательности.

Обобщенная нагрузка. Сопротивление нулевой последовательности обобщенной нагрузки Х₀ определяется схемами соединения входящих в неё элементов и питающих обмоток понижающих трансформаторов. Как правило, питающие обмотки понижающих трансформаторов соединяются в “треугольник” (D), что исключает проникновения в нагрузку токов нулевой последовательности.

Трансформаторы. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов Х_0т определяется их конструкцией и схемой соединения обмоток: “треугольник”, “звезда” с заземленной нейтралью, “звезда” с незаземленной нейтралью. Сопротивление нулевой последовательности трансформаторов со стороны обмотки, соединенной в “треугольник” или в “звезду” с незаземленной нейтралью Х₀ =µ. Ток нулевой последовательности может протекать от точки КЗ только в сторону обмоток, соединенных в “звезду” с заземленной нейтралью. Сопротивление нулевой последовательности в этом случае зависит от схемы соединения других обмоток и от наличия в цепях этих обмоток контуров для прохождения токов нулевой последовательности. Сопротивление ветви намагничивания Х_m0 зависит от конструкции трансформатора. Для групп из трех однофазных трансформаторов и трехфазных пятистержневых трансформаторов Х_m0 = 0,3 ¸ 1,0 о.е. Схемы замещения трехобмоточных трансформаторов определяют аналогично.

Если в нейтраль обмотки трансформатора, по которой протекает ток нулевой последовательности, включено сопротивление Х_N, то оно вводится в схему замещения утроенной величиной 3Х_N.

Автотрансформаторы. Схема замещения нулевой последовательности автотрансформаторов с заземленной наглухо нейтралью подобна схеме замещения нулевой последовательности аналогичных по числу и схеме соединения обмоток трансформаторов.

Воздушные электрические линии. Сопротивление нулевой последовательности воздушных линий зависит от материала и схемы подключения грозозащитных тросов, наличия и параметров других линий электропередачи, идущих по общей трассе на близком расстоянии друг от друга. Средние значения погонных сопротивлений Х_0вл воздушных электрических линий:

Одноцепная без тросов..............................................................3,5Х₁

Одноцепная со стальными тросами...........................................3Х₁

Одноцепная со сталеалюминиевыми тросами......................... 2Х₁

Двухцепная без тросов.................................................................5,5Х₁

Двухцепная со стальными тросами............................................ 4,7Х₁

Двухцепная со сталеалюминиевыми тросами............................3Х₁

Кабельные электрические линии. Сопротивление нулевой последовательности кабелей Х_0кл зависит от типа кабеля, способа его прокладки, параметров оболочки и характера её заземления, параметров заземлителей. Ориентировочно принимают Х_0кл = 10Х₁, Х_0кл = (3,5 ¸4,6)Х₁.

Токоограничивающие реакторы. Сопротивление нулевой последовательности обычно принимают Х_0р = Х₂ = Х₁.

В схему замещения нулевой последовательности включают только те элементы, по которым могут проходить токи нулевой последовательности. Протекая через обмотки трансформаторов, соединенных в “звезду” с заземленной нейтралью, они наводят в других обмотках ЭДС и будут протекать в них в том случае, если они соединены в “треугольник”, замыкаясь в нем, или в звезду с заземленной нейтралью при наличии ещё заземленных нейтралей. Началом схемы нулевой последовательности Н₀ является точка с нулевым потенциалом, а концом К₀ - точка КЗ.