Расчет переходных процессов при несимметричных КЗ
Для расчета несимметричного КЗ пользуются методом симметрических составляющих.
Основные положения метода
1) Каждый вектор несимметричной системы может быть представлен суммой 3-ех симметричных векторов – прямой, обратной и нулевой последовательности.
Из условия разложения можно записать систему:
(39.1)
Введение специального оператора фазы «а»позволяет вектора каждой симметричной системы выразить через какой-либо один вектор той же системы. Оператор фазы является вектором, модуль которого равен 1, а аргумент 120°. Основные свойства оператора фазы:
;
;
;
;
;
;
Если фазу «А»принять за основную, то систему (39.1) можно записать:
(39.2)
Совместное решение уравнений систем (39.1) и (39.2) дает систему (39.3), по которой можно определить все симметричные составляющие
(39.3)
Магнитное поле генератора при несимметричном КЗ
При несимметричном КЗ система токов генератора разбивается на три симметричные системы, каждая из систем токов будет создавать в статоре магнитное поле своей последовательности. Поле токов прямой последовательности вращается синхронно в том направлении, в котором вращается и ротор. Поле созданное токами обратной последовательности вращается синхронно, но в направлении обратном вращению ротора. Следовательно, по отношению к ротору это поле имеет двойную частоту, и оно будет наводить токи двойной частоты. Магнитное поле ротора будет полностью компенсировать магнитное поле статора обратной последовательности. Ток нулевой последовательности представляет собой однофазный ток, разветвленный по 3-ем проводам 3-ех фазной системы. Обратным проводом для него является земля или нулевой провод. Токи нулевой последовательности не создают в генераторе общего магнитного поля, т.к. эти токи одинаковы по величине и сдвинуты в пространстве на 120°. В связи с этим они создают пульсирующее магнитное поле фазы и результирующее магнитное поле будет равно нулю.
|
|
|
Ни токи обратной последовательности, ни токи нулевой последовательности по своей природе не могут изменить поле синхронного генератора и поэтому ЭДС обратной и нулевой последовательности отсутствуют.
Особенности несимметричных КЗ
При 3-ех фазном КЗ несимметрия отсутствует и напряжение в точке КЗ равно 0. При несимметричном КЗ в точке замыкания появляется напряжение обратной и нулевой последовательности, которые при нормальных условиях работы электрической сети отсутствуют. Под действием этих напряжений в сети будут протекать соответствующие токи, т.е в цепи с напряжением обратной и нулевой последовательностей, будут протекать токи обратной и нулевой последовательностей .
|
|
|
Элементы схемы в общем случае будут представлять для токов обратной, прямой, нулевой последовательностей не одинаковые сопротивления. При протекании токов различных последовательностей, будут создаваться падения напряжений различных последовательностей:
(41.1)
(41.2)
(41.3)
В электрических системах существует ЭДС только прямой последовательности, а токи обратной и нулевой последовательностей определяются напряжениями в аварийных точках, т.е. напряжениями симметричных составляющих 
и 
.
Для симметрических составляющих напряжений в месте КЗ для каждой последовательности можно написать, что:
(41.4)
(41.5)
, (41.6) где
Uk1, Uk2, Uk0, Ik1, Ik2, Ik0 – симметричные составляющие напряжения и тока в месте короткого замыкания;
ЕΣ – результирующая ЭДС относительно точки КЗ;
XΣ1, XΣ2, XΣ0 – результирующие индуктивные сопротивления схем соответствующих последовательностей относительно точки КЗ.
Уравнения (41.1)-(41.3) или (41.4)-(41.6) содержат шесть неизвестных величин: три составляющие напряжения и три составляющие тока. Недостающие для определения этих величин уравнения легко получить из граничных условий, которыми характеризуется тот или иной вид несимметричного повреждения.
|
|
|
Задача нахождения токов и напряжений при рассматриваемом несимметричном переходном процессе по существу сводится к вычислению симметричных составляющих этих величин. Как только последние найдены, дальнейшее определение фазных величин токов и напряжений производится по известным соотношениям из теории симметричных составляющих.
42.Образование высших гармоник.
Пусть по одной или двум фазам статора протекает ток синхронной частоты f . Образующийся при этом пульсирующий магнитный поток 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 взаимодействует с магнитным потоком обмотки возбуждения.
Другой поток, который вращается в противоположную сторону, по отношению к ротору будет иметь двойную скорость 2 ω. Поэтому в обмотке возбуждения будет наводиться ЭДС двойной синхронной частоты 2f. Обусловленный этой ЭДС, ток частоты 2f создает пульсирующий магнитный поток ротора с частотой 2f. Разложив эти потоки на Фр1 и Фр2, можно показать, что один из них вращается по отношению к статору с угловой скоростью (2 ω- 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 со 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 видеть, 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.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 663; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!