Схемы замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей. Сопротивления различных последовательностей для элементов электрических систем
Анализ переходного процесса при несимметричных нарушениях режима производится на основе метода симметричных составляющих. Благодаря тому, что элементы энергосистем по своему конструктивному исполнению являются физически симметричными, для электрических систем справедлив принцип независимости действия симметричных составляющих, т.е. каждая последовательность (прямая, обратная, нулевая) может рассматриваться независимо от двух других.
Практический расчет поперечной и продольной несимметрии связан с составлением схем замещения прямой, обратной и нулевой последовательностей и нахождением результирующих сопротивлений каждой из названных схем (Х1РЕз, Х2РЕЗ, Х0РЕЗ).
Схема прямой последовательности является обычной схемой, которую составляют для расчета трехфазного КЗ. В зависимости от применяемого метода расчета и момента времени генераторы и нагрузки вводятся в нее соответствующими реактивностами и ЭДС.
Началом схемы прямой последовательности является объединенная точка нулевого потенциала, а ее концом - точка КЗ.
Схема обратной последовательности по своей конфигурации является полной копией схемы прямой последовательности, ЭДС всех генерирующих элементов в ней равны нулю, а генераторы, двигатели и обобщенная нагрузка (при необходимости ее учета) входят в нее реактивностями обратной последовательности, отличными от реактивностей прямой последовательности. Все остальные элементы входят теми же реактивностями, что и в схему прямой последовательности. Если точные значения сопротивлений обратной последовательности для генераторов и обобщенной нагрузки неизвестны, то принимают для турбогенераторов и машин с демпферными обмотками Х2 = 1,22 Х" d; для машин без демпферных обмоток Х2 = 1,45 Х' d. для обобщенной нагрузкипоэтому Х*2Н=Х*1Н, Х*"Н = 0,35 в привязке к сетям 6 - 10 кВ и Х*2 = 0,45 для сетей 35 кВ, считая ее отнесенной к полной рабочей мощности нагрузки (МВ-А) и средненоминальному напряжению ступени, где она присоединена.
|
|
|
Начало и конец схемы обратной последовательности совпадают соответственно с началом и концом схемы прямой последовательности. В приближенных расчетах принимают для генераторов и входящих в схему нагрузок Х2 = X 1 . Это освобождает от составления схемы замещения обратной последовательности и позволяет принимать
Х2РЕЗ = Х0РЕЗ.
Схема нулевой последовательности по своей конфигурации значительно отличается от схемы прямой последовательности в силу того, что токи нулевой последовательности представляют собой однофазный ток КЗ (Io), протекающий в каждой фазе. Возвращение токов 3 I 0 происходит через землю, а если линия защищена тросом, то по тросу и земле.
|
|
|
Таким образом, контур токов нулевой последовательности имеет значительно большие геометрические размеры, чем контуры токов прямой и обратной последовательностей. В соответствии с этим и сопротивление нулевой последовательности значительно больше, чем сопротивления прямой им обратной последовательностей.
Конфигурация схемы нулевой последовательности в значительной степени определяется соединением обмоток участвующих в ней трансформаторов и автотрансформаторов.
Составление схемы замещения следует начинать от точки КЗ, считая, что все фазы в этой точке замкнуты накоротко и к ней приложено напряжение нулевой последовательности. В цепях, электрически связанных с точкой КЗ, токи нулевой последовательности потекут лишь в сторону элементов, соединенных в Y 0. В схему замещения войдут лишь те элементы схемы, через которые протекают токи нулевой последовательности. Чтобы избежать ошибок на первых этапах до приобретения практических навыков, необходимо в схему замещения нулевой последовательности вводить трансформаторы и автотрансформаторы их полной Т-образной схемой с учетом ветви намагничивания Хμ0. В практических расчетах для любых конструкций трансформаторов принимают Хμ0= ¥. Поэтому, разорвав ветвь с Хμ0, получаем схему нулевой последовательности, соответствующую сделанному допущению, при этом трансформатор имеет X 0 = Х1 либо Х0= ¥ и в схему не входит.
|
|
|
Как исключение следует иметь в виду, что при уточненных расчетах для трехстержневых трансформаторов Хμ0 необходимо учитывать как конечную величину (Хμ0.= 0,3-1,0).
При составлении схемы замещения нулевой последовательности у студентов довольно часто возникают следующие затруднения: куда должно быть введено сопротивление, через которое заземлена нейтраль обмотки трансформатора или генератора, и непонимание причины, по которой концы ветвей, отображающие обмотки трансформатора, соединенные в треугольник, имеют в схеме нулевой потенциал.
Следует придерживаться следующего правила: сопротивление, через которое заземлена нейтраль трансформатора, должно быть введено утроенной величиной последовательно с сопротивлением той обмотки, в нейтраль которой включено.
Если U 0 приложено со стороны обмоток, соединенных в Y и Y , то Х0 = 
. Трансформатор входит в схему, если U 0.приложено со стороны обмотки Y 0 ; для
|
|
|
соединения Y 0 / Y 0 - Х0 = X1, для соединений Y 0 / Y - Х0 = , и для соединения Y 0 / Δ - Хо = X1,. В последнем случае обмотка, соединенная в Δ , имеет в схеме нулевой потенциал. Это обусловлено тем, что в трансформаторе Y 0 / Δ токи нулевой последовательности, трансформируясь из первичной обмотки (Y0) во вторичную (Δ), циркулируют по замкнутому контуру треугольника, не выходя за его пределы во внешнюю часть схемы, присоединенную за обмоткой Δ. То обстоятельство, что за обмоткой Δ заканчивается путь циркуляции тока нулевой последовательности в электрической схеме замещения, отражается тем, что конец обмотки, соединенной в Δ, связан сверхпроводником с землей. Сверхпроводник и шунтирует внешнюю часть схемы за трансформатором.
Началом схемы нулевой последовательности считают точку, в которой объединены ветви с нулевым потенциалом, а ее концом - точку несимметрии.
Сопротивления элементов для схемы замещения нулевой последовательности в общем случае существенно отличаются от соответствующих значений для схем прямой последовательности:
1) синхронные машины имеют Х0 = (0,15 ÷ 0,6)Х". Как правило, обмотка трансформатора со стороны генератора имеет соединение Δ, что исключает ток нулевой последовательности в генераторах;
2) для обобщенной нагрузки Х0 определяется сопротивлениями входящих в нее элементов, в том числе и понижающих трансформаторов. Как правило,
3) вторичные обмотки питающих трансформаторов соединены в Δ, что исключает протекание токов нулевой последовательности собственно в нагрузке;
4) автотрансформаторы с глухим заземлением нейтрали имеют схему нулевой последовательности, аналогичную схеме соответствующего трансформатора;
5) токоограничивающие реакторы имеют Х0=X, = Х2.
а) воздушные линии имеют Х0 значительно большее, чем сопротивление прямой (или обратной) последовательности. В практических расчетах принимают:
- одноцепная линия без тросов Х0 = 3,5-Х:;
- одноцепная линия со стальными тросами Х0 = 3,0-Х;
- двухцепная линия без тросов при согласном течении тока в линиях Хд — 5,5-Х,];
- двухцепная линия со стальными тросами при согласном течении токов в линиях Х0 = 4,7-Х,;
б) для кабельных линий принимают R 0 = 10- R 1, Х0 = (3,5 -г- 4,6) X 1 .
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 498; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!